Автор: Павлова Вероника Юрьевна

Рубрика: Геология

Опубликовано в Молодой учёный №9 (9) сентябрь 2009 г.

Статья просмотрена: 58 раз

Библиографическое описание:

Павлова В. Ю. Геологическое строение геотермального резервуара (участок Дачный) Мутновского месторождения парогидротерм по данным гамма-каротажа скважин // Молодой ученый. — 2009. — №9. — С. 40-42.

       Мутновское месторождение парогидротерм – одно из наиболее изученных на Камчатке геотермальных месторождений. Расположено в 70 км к юго-западу от г. Петропавловск-Камчатский в пределах муниципального образования Елизовского района Камчатского края. Площадь месторождения составляет в пределах доступной части 22 км2, в том числе участка Дачного – 10,7 км2. Его территория представляет собой вулканическое нагорье с отметками 600-900 м, над которым на тысячу и более метров возвышаются конусы действующих вулканов и руины древних вулканических построек. Однако, из пробуренных здесь 92 скважин за период с  1978 по 1994 гг., не во всех из них производился отбор шлама, а керн отбирался секционно лишь в единичных скважинах. Из-за нехватки геологической информации по скважинам возрастает значение интерпретации данных каротажа [4]. На территории Мутновского месторождения верхние горизонты разреза сложены главным образом экструзивными и пирокластическими породами от андезито-дацитового до липаритового состава средне- и верхнеплейстоценового возраста. На юге эти отложения перекрыты более молодыми основными лавами и пирокластикой склонов вулкана Мутновского, на востоке и северо-востоке они прилегают к склонам древнего вулканического массива, сложенного нижнеплейстоценовыми лавами и туфами основного состава. Район месторождения является ареной многоэтажного базальтового, андезито-базальтового и кислого вулканизма и длительной гидротермальной деятельности [2, 3, 10].

       Дачные источники расположены в 9 км к северу от вулкана Мутновского на высокогорном плато у юго-восточного подножия вулкана Скалистого. Это типичный очаг разгрузки паровых высокотемпературных гидротерм. По данным Е. А. Вакина, Б. Г. Поляк Дачный участок представлен туфобрекчиями андезитового состава, липарито-дацитами, пемзовыми и псефитовыми туфами, игнимбритами, гидротермально измененными породами.

       Для построения модели верхней части резервуара Дачного участка использованы выполненные ранее результаты оцифровки 17 диаграмм гамма-каротажа (ГК) скважин. Разработанная методика оцифровки диаграмм (их перевод с бумажных носителей в векторное представление) была доложена на VI Региональной молодежной научной конференции исследования в области наук о Земле 2008 г. (Петропавловск-Камчатский) [7, С. 57-65].

          Выделяются следующие этапы:

1. Подготовка бумажных носителей.

          Для оцифровки и последующего анализа воспользовались каротажными диаграммами (бумажные носители) по скважинам: №1, 2, 4, 5, 6, 7, 10, 17, 22, 01, 04, 010, 011, 013, 015, 031, 032 [1].

          Подготовка бумажных носителей к сканированию заключается в проверке правильности масштабирования (отмечен масштаб по вертикальной шкале глубин через 100 м) для удобства компьютерной обработки данных диаграмм.

2. Сканирование диаграмм гамма-каротажа.

          В результате из 17 каротажных диаграмм получено 208 изображений.

3. Сшивка изображений.

          Осуществлялась с помощью компьютерной программы CorelDRAW 12. В результате этой операции получено 104 склеенных изображения.

4. Оцифровка каротажных диаграмм.

          В данной работе оцифровка каротажных диаграмм осуществлялась с помощью компьютерной программы GetData Graph Digitizer. Для удобства работы полученные данные (значение гамма–активности на соответствующей глубине) экспортировались в формат XLS. В результате оцифровки получено 110 файлов с векторным представлением  каротажных диаграмм.

Лабиринт

          Обращено особое внимание на возможные ошибки при оцифровке бумажных носителей, поэтому реализован алгоритм коррекции таких ошибок.

          Поправка в диаграммах ГК на сдвиг шкалы радиоактивности (горизонтальная шкала) – это избавление от  отрицательных значений гамма-активности  γ (мкР/час): , где  - новое значение гамма–активности (мкР/час); - текущее значение гамма–активности (мкР/час), а - максимальное отрицательное значение гамма–активности (мкР/час).

         Поправка в диаграммах ГК на сдвиг глубин (вертикальная шкала) в их последовательности сверху вниз (последующее значение гамма–активности должно соответствовать увеличению глубины): для этого находим значения глубин, которые не соответствуют последовательности (увеличение глубины сверху вниз), а затем производим перерасчет. В новом столбце  z вычисляем , где  – расстояние между двумя точками  и  ;  – количество точек. После этого вычисляем значения  параметра , где  - расстояние, на котором должны располагаться точки  относительно друг друга, и определяем уточнённое значение глубины , где  – новая глубина, на которой будет располагаться точка.

          Для оценки уровня разброса данных для каждой скважины построены графики плотности распределения значений гамма-активности. Анализ графиков позволяет сделать вывод о том, что характерны следующие ярко выраженные виды распределений: нормальное, бимодальное, логнормальное и ассиметричное [5].

          Используя данные по керну и шламу [6] составлено геологическое описание скважин по выделенным профилям (Профиль I: скв. №6, 5, 22, 1, 011, 013, 4, 010, 10; Профиль III: скв. №5, 7, 031, 032).

          Исследуя геологическое описание каждого профиля, можно выделить общие геологические границы:

1.      Q2 – туфы дацитов литовитрокластические с прослоями лав, игнимбритоподобные.

2.      Nal2 – лавы и туфы андезито-базальтов, базальтов, андезитов. Породы карбонатизированы, пиритизированы, глинизированы.

3.      Nal1 – липарито-дациты пропилитизированные. Участками отмечается цеолитизация, гидрослюдизация, аргиллизация.

4.      N11br – туфы андезито-дацитов и дацитов с редкими прослоями лав. Породы пропилитизированы, участками окварцованы.

5.      N11br – лавы и туфы андезитов пропилитизированные, единичные прослои туфоалевролитов. По трещинам – карбонат.

6.      N11br – туфопесчаники, туфоалевролиты, туфоаргиллиты, туффиты. Породы пропилитизированы, участками окварцованы.

          Первоочередной этап в эффективном изучении строения территории по данным геофизических исследований скважин (ГИС) – это сопоставление диаграмм гамма-каротажа (корреляция разреза скважин). Корреляция заключается в выделении характерных горизонтов (пластов) и в определении глубины их залегания в различных скважинах. Основой для корреляции разрезов является керновый материал, анализы шлама и промывочной жидкости. В качестве дополнительных данных привлекаются данные ГИС, которые становятся основными в случае малого выхода керна или при его отсутствии.

Лабиринт

          Корреляция разрезов скважин по данным  каротажа начинается с выделения опорных горизонтов (реперов), прослеживаемых на каротажных диаграммах всех или большинства скважин на данной территории. В качестве каротажных реперов чаще всего используют пласты, отличающиеся устойчивыми признаками на диаграммах.

                      Корреляция разрезов по каротажным данным обязательно увязывается с геологическими данными и контролируется ими, в частности данными по литологии и возрасту горных пород [9].

          В данной работе по выделенным профилям установлены характерные реперные горизонты (максимальные и минимальные значения гамма-активности). Используя данные по керну и шламу, получено геологическое описание данных горизонтов.

          Для того чтобы увидеть расположение горизонтов, построен рельеф земной поверхности, реконструированный по высотам устьев скважин. Построения проводятся в многофункциональной компьютерной программе Surfer8.

          Относительно этого слоя построены:

1.      Рельеф кровли прослоя лавы андезитов и андезидацитов в толще среднеплейстоценовых туфов дацитов.

2.      Рельеф кровли горизонта дацитов, залегающего среди толщи плиоценовых лав и туфов липарито-дацитового и андезибазальтового составов.

3.      Рельеф кровли горизонта интенсивной аргиллизации, развитого в толще плиоценовых лав и туфов липарито-дацитового и андезибазальтового составов.

          По простиранию слоев прослежено изменение гамма-активности [8, С. 55-56].

          Выводы:

1.    Анализ графиков плотности распределения гамма-активности по скважинам позволяет сделать вывод о том, что имеются два типа графиков – одномодальные и бимодальные, которые представляют собой смесь из двух распределений. Скважины с модальным значением гамма-активности в пределах 0.1 – 0.3 расположены на флангах Мутновского вулкана, а в пределах 0.4 – 0.6 – в северной части Дачного участка. Бимодальные распределения характерны для скважин центральной участка и скважин, расположенных у вулканов Скалистая и Двугорбая.

2.    Сопоставление выявленных при анализе диаграмм гамма-каротажа реперных горизонтов, позволил сделать вывод о том, что одни из горизонтов соответствуют слоям горных пород, а другие – горизонтам наложенных изменений.

3.    Построены поверхности реперных горизонтов. Часть из них соотносится с конкретными геологическими телами, идентификация других требует дополнительных исследований.

Лабиринт

4.    Показано, что изменение средних значений (по каждой из скважин, пересекающих горизонты) гамма-активности по простиранию горизонтов, согласуется с рельефом их кровли.  Объяснение этому будут получены в будущем, вероятно, это отражает условия накопления отложений.

Библиографический список:

1.        Блукке П.П. и др. Отчет о результатах предварительной разведки на участке Дачном Мутновского месторождения парогидротерм с подсчетом запасов теплоносителя для обоснования проекта строительства первой очереди геотермальной электростанции мощностью 50 МВт.  Термальный: ПГО “Сахалингеология”, 1987.17 с.

2.        Вакин Е.А., Леонов В.Л., Овсянников А.А. Путеводитель научных экскурсий. Мутновский геотермальный район. Петропавловск-Камчатский: Институт вулканологии ДВО РАН. 2008. 197 с.

3.        Вакин Е.А., Пилипенко Г.Ф. Мутновский геотермальный район на Камчатке // В кн.: Изучение и использование геотермальных ресурсов в вулканических областях. Москва: Наука, 1979. С. 36-46.    

4.        Гусев Д.Н., Делемень И.Ф., Кирюхин А.В. Высокотемпературные гидротермальные резервуары. Москва: Недра, 1991. 160 с.

5.        Дмитриев В.И. Вычислительная математика и техника в разведочной геофизике: Справочник геофизика. Москва: Недра, 1990. 498 с.

6.        Кожемяка Н.Н., Набоко С.И., Сугробов В.М., Словцов И.Б. Отчет по теме: Минералого-петрографическое описание скважин Мутновского месторождения парогидротерм (хоздоговор № 86-13/3). Петропавловск-Камчатский: Институт вулканологии ДВО АН СССР, 1988. 257 с.

7.        Павлова В.Ю. Исследования в области наук о Земле//Материалы VI региональной молодежной научной конференции "Исследования в области наук о Земле". 26-27 ноября 2008 г. Петропавловск-Камчатский: КамГУ им.В.Беринга. 2008. 126 с.

8.        Павлова В.Ю. Природные катастрофы: изучение, мониторинг, прогноз: IV Сахалин. Молодеж.науч.школа, Южно-Сахалинск, 2-5 июня 2009 г.: тез.докл./ отв.ред. О.Н.Лихачева; Рос.акад.наук, Дальневост.отд-ние,Ин-т морской геологии и геофизики. - Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2009. - 166 с.

9.        Селиверстов Н.И. Геофизические методы исследования скважин // Учебное пособие для геологических специальностей вузов. Петропавловс-Камчатский: КамГУ им. В. Беринга, 2004. 93 с.

10.    Чернев И.И. Пакет геологической информации по Мутновскому месторождению парогидротерм (пояснительная записка). Петропавловск-Камчатский: ОАО “Геотерм”, 2003. 111 с.

Основные термины (генерируются автоматически): Мутновского месторождения парогидротерм, каротажных диаграмм, диаграмм гамма-каротажа, значение гамма–активности, бумажных носителей, описание скважин, Дачного участка, данным гамма-каротажа скважин, скважин Мутновского месторождения, Подготовка бумажных носителей, Корреляция разрезов скважин, Рельеф кровли горизонта, геологическое описание скважин, реперных горизонтов, Мутновский геотермальный район, корреляция разреза скважин, Оцифровка каротажных диаграмм, помощью компьютерной программы, молодежной научной конференции, методики автокорреляции скважин.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос