2. Осложнения, возникающие при бурении (6 основных видов, их особенности и меры предупреждения/устранения).

В практике бурения скважин наиболее часто встречаются ряд осложнений, которые связанные с технологическими и геологическими причинами.

 

1). Наработка большого объем шлама при бурении в рыхлых и слабосвязанных породах, что требует специального подхода к очистке скважины и бурового раствора.

2). Снижение или потеря устойчивости глинистых отложений и пород глинистого комплекса, находящихся в обнаженном состоянии в стенках скважины, вследствие нарушения естественного влажностного равновесия при контакте с буровым раствором.

3). Возможные обрушения стенок скважины при проходке горных пород сложенных несцементированными песками или тектонически нарушенных трещиноватых пород. Характерными признаками обвалов являются:

1. значительное повышение давления на выкиде буровых насосов;

2. резкое повышение вязкости промывочной жидкости;

3. вынос ею большого количества обломков обвалившихся пород и т. п.

Основными мерами предупреждения и ликвидации обвалов (осыпей) являются:

1. бурение в зоне возможных обвалов (осыпей) с промывкой буровым раствором, имеющим минимальный показатель фильтрации и максимально возможно высокую плотность;

2. правильная организация работ, обеспечивающая высокие механические скорости проходки;

3. выполнение следующих рекомендаций:

1. бурить скважины по возможности меньшего диаметра;

2. бурить от башмака (нижней части) предыдущей колонны до башмака последующей колонны долотами одного размера;

3. поддерживать скорость восходящего потока в затрубном пространстве не менее 1,5 м/с;

4. подавать бурильную колонну на забой плавно;

5. избегать значительных колебаний плотности бурового раствора;

6. перед подъемом бурильной колонны утяжелять раствор, доводя его плотность до необходимой, если в процессе бурения произошло ее снижение;

7. не допускать длительного пребывания бурильной колонны без движения.

4). Поглощения бурового раствора при проходке зон тектонических нарушений и слабо напорных пород коллекторов.

Для предупреждения поглощения применяют следующие методы:

1. промывка облегченными жидкостями;

4.2 ликвидация поглощения закупоркой каналов, поглощающих жидкость (за счет добавок в нее инертных наполнителей – асбеста, слюды, рисовой шелухи, молотого торфа, древесных опилок, целлофана; заливки быстросхватывающихся смесей и т. д.);

3. повышение структурно-механических свойств промывочной жидкости (добавкой жидкого стекла, поваренной соли, извести и т. п.).

5). Возникновение значительных сил сопротивления (трения) при бурении наклонно-направленных скважин.

6). Флюидопроявление высокоминерализованных пластовых вод.

7). Ухудшение коллекторских свойств продуктивных пластов.

Вся выбуренная порода должна эффективно удаляться с забоя и из ствола во избежание переизмельчения шлама и дополнительного износа породоразрушающего инструмента и бурильных труб. Качество очистки забоя зависит от степени турбулизации жидкости в призабойной зоне.

Способность бурового раствора, удалять шлам из скважины в отстойник зависит частично от характеристик раствора и частично от скорости циркуляции в кольцевом пространстве между бурильной трубой и стенкой скважины.

 

Специализация «Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых»

3. Месторождения цветных металлов. Алюминий. Области промышленного использования. Геохимия и минералогия. Запасы и добыча. Типы руд и кондиции. Требования промышленности к качеству сырья. Типы промышленных месторождений. Рудные провинции. Характеристика важнейших геолого-промышленных типов месторождений. Примеры месторождений.

Алюминий  — лёгкий парамагнитный металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью, стойкостью к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия.

Широко применяется как конструкционный материал. В производстве строительных материалов как газообразующий агент. Сульфид алюминия используется для производства сероводорода. Алюмоэнергетика использует алюминий как универсальный вторичный энергоноситель.

 Кларк Al 8,05%. В эндогенных условиях алюминий концентрируется в щелочных нефелин- и лейцитсодержащих породах и анортозитах. Он накапливается также при процессах алунитизации, связанных с гидротермальной переработкой кислых вулканических образований. В экзогенных условиях алюминий в форме коллоидных соединений мигрирует и осаждается в прибрежной зоне водоемов. Алюминий входит в состав около 250 минералов, но промышленное значение из них в настоящее время имеют бемит и диаспор AlO(OH), гиббсит (гидраргиллит) Al(OH)3, нефелин Na3[AlSiO4]4, лейцит K[AlSi2O6] и алунит KAl3(OH)6[SO4]2. Перспективны для извлечения алюминия кианит, силлиманит, андалузит и каолинит

Промышленные типы руд и кондиции

1. Бокситы – важнейшая алюминиевая руда. Это горная порода, состоящая из гидроксидов алюминия, оксидов и гидроксидов железа, глинистых минералов и кварца. В промышленных бокситах содержание Al2O3 больше 28%, соотношение Al2O3/SiO2 не меньше 2,6, содержание железа должно быть меньше 7,5%.

2. Небокситовое алюминиевое сырье.

2.1. Магматические породы: нефелиновые (в нефелиновых сиенитах Кия- Шалтырского месторождения установлено 0,825 г/т Pd и 0,04 г/т Au), уртитовые (содержат примеси платиноидов - в уртитах Кия- Библиотека карьериста Шалтырского месторождения содержится 0,049 г/т Rh, в уртитах Горячегорского месторождения выявлено 2,9 г/т металлов платиновой группы), апатит-нефелиновые Кольского полуострова, Прибайкалья, Забайкалья и др. Al2O3 > 22,5%, SiO2 < 45%, Na2O+K2O > 9,5; Fe2O3 < 7%. Среди магматических пород перспективны анортозитовые, лейцитовые и другие высокоглиноземистые изверженные породы.

2.2. Гидротермальные алунитовые руды формируются в областях молодого вулканизма в результате воздействия вулканических сернистых газов и растворов, обогащенных серной кислотой, на вмещающие вулканические алюмосиликатные породы. Месторождения известны на Кавказе, Закарпатье, Казахстане, Средней Азии, Приморье. Руды, которые не требуется обогащать, должны содержать > 50% алунита и < 10% глинистых минералов.

2.3. Каолиновые глины, высокоглиноземистые аргиллиты (содержание Al2O3 > 30-35%).

2.4. Метаморфические руды: высокоглиноземистые сланцы кианитовые, андалузитовые, силлиманитовые. Крупнейшие месторождения кианитовых сланцев разведаны на Кольском полуострове, где могут разрабатываться открытым способом. Месторождения силлиманитовых сланцев имеются в Карелии, на Урале, в Иркутской области, Бурятии, Красноярском крае и в Казахстане. Используемые концентраты должны содержать (в %): Al2O3 > 54, Fe2O3 < 1,2, СaO < 0,8; K2O+Na2O < 1,6. 2.5. Геотехногенные отходы металлургических и горнодобывающих пред- приятий (хвосты обогащения углей, золы углей, отходы при переработке руд черных, цветных металлов и химической промышленности).

Все бокситовые месторождения относятся к экзогенным образованиям.

Месторождения выветривания (остаточные) образуются при латеритном выветривании алюмосиликатных пород шелочного, среднего и кислого, иногда основного состава в условиях тропического и субтропического климата. Основными рудообразующими минералами являются гиббсит и гематит с примесью бемита.

Подавляющая часть мировых запасов (88%) заключена в месторождениях латеритного типа. Основное их количество располагается в Африке, Индии, Южной Америке, Австралии. К латеритному типу относятся и некоторые месторождения России (Висловское , Шебекинское). В России погребенные латеритные месторождения бокситов выявлены в пределах Белгородского района КМА.

Осадочные геосинклинальные месторождения образовались в мелководных условиях во время перерывов в накоплении морских осадков. Они встречаются главным образом в перегибах, тяготеющих к краевым частям крупных антиклинориев и срединных массивов. Часто бокситы залегают на закарстованной поверхности рифогенных известняков. Бокситовые пласты и вмещающие породы обычно смяты в складки и метаморфизованы.

Месторождения этого типа развиты в Северо-Уральском, Южно-Уральском, Салаирском и Боксонском бокситоносных районах России. Они известны также в Венгрии, Греции, Франции, Югославии, Гаити, Доминиканской республике, Ямайке

4.Оконтуривание рудных тел для подсчетов запасов. Способы оконтуривания: прямое прослеживание контуров, интерполяция, экстраполяция. Параметры, необходимые для подсчета запасов. Определение этих параметров.

Оконтуривание запасов ведется по промышленным кондициям: Запасы оконтуриваются по трем направлениям: мощности, простиранию и падению рудной залежи. Исходными материалами для оконтуривания служат данные геологической документации и результаты опробования.

Контур может представлять собой: 1)естественные границы рудных тел; 2)линию с бортовым содержанием; 3) линию с нулевым содержанием полезного компонента; 4)линию с минимальной промышленной мощностью рудного тела; 5)линии разных типов и сортов руд; 6)линии, разграничивающие запасы разных категорий; 7)линии участков с разными условиями вскрытия и разработки; 8)линии предельного содержания вредных примесей.

Если тело не имеет естественных природных границ, его оконтуривают чаще всего по бортовому содержанию или по минимальной промышленной мощности.

При оконтуривании запасов различают внутренний и внешний контуры. Внутренний контур – линия, соединяющая крайние точки с кондиционными содержанием и мощностью, внешний контур – линия, проведенная за пределами этих точек по более низким (некондиционным) показателям. Площадь между внутренним и внешним контурами принято называть межконтурной полосой.

Оконтуривание начинается с определения опорных точек, через которые затем проводится линия контура.

Вначале оконтуривание выполняется по отдельным выработкам, затем по отдельным разведочным сечениям (вертикальным или горизонтальным) и только потом в целом по рудному телу.

Оконтуривание рудных тел в пределах отдельных разведочных выработок зависит от их ориентировки относительно рудного тела.

В секущих выработках при наличии четких геологических контактов с вмещающими породами границы тела определяются по данным непосредственных наблюдений в забое горных выработок или по керну буровых скважин.

В прослеживающих выработках кроме распределения полезного компонента необходимо учитывать и характер выклинивания рудного тела. При резком выклинивании контур проводится по данным непосредственных наблюдений. При постепенном выклинивании учитывается характер изменения содержания и мощности.

Если содержание полезного компонента снижается постепенно, а мощность остается постоянной, то оконтуривание производится по содержанию.

При оконтуривании используются геологические, морфологические, геофизические, статистические и геометрические приемы.

Геологические приемы основаны на изучении рудоконтролирующих факторов. Так внешний контур можно проводить по смене вмещающих пород, смене благоприятных структур и т.п.

Морфологические приемы основаны на изучении закономерностей изменения формы рудных тел и применяются для залежей, мощность которых отчетливо уменьшается от центра к периферии.

Геофизические приемы основаны на результатах геофизических исследований.

Статистические приемы оконтуривания большей частью применяются на действующих рудниках и требуют тщательного анализа и обработки фактических материалов.

Геометрические, или формальные, приемы проведения внешнего контура в условиях неограниченной экстраполяции применяются в тех случаях, когда геологическими или другими приемами оконтуривания воспользоваться невозможно.