WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     ||
|

В шельфовой зоне преобладал поверхностный сток, где периодически происходило отложение галита, а также и его растворение. Здесь в виду малой глубины бассейна, существенна роль элементарных ритмов с большой мощностью ангидритового или пелитового слоя. Глубинная зона характеризуется большой длительностью всех стадий галогенеза, иногда с выпадением гипсовой стадии. В близкой к юго-западной тупиковой части солеродного бассейна отложение каменной соли карпенского цикла происходило в условиях крайне медленного сгущения рапы. Анализ особенностей формирования галитовых зон для различных участков западной и северо-западной части солеродного бассейна показывает, что наиболее мощные горизонты однородных каменных солей формировались в разное время. В карпенское время – в районе Баскунчакского купола, в волгоградское, балыклейское, луговское время – в районе предбортовых прогибов Приволжской моноклинали и северо-западного обрамления впадины, а в пигаревское время – в районе Эльтонского купола и в Приволжской моноклинали.

Второе защищаемое положение.

Впервые привязка физико-механических свойств основных разностей каменной соли к литологическим элементам (слоям, пластам, зонам), посредством выявленной взаимосвязи с их конкретными текстурно-структурными признаками, была представлена Д.П. Хрущевым в 1987г. на примере девонских галогенных отложений Днепрово-Донецкой впадины. Позднее Б.К. Лапочкиным и Т.В. Журавлевой (2000г.) для основных литолого-генетических разновидностей каменной соли были приведены данные об их физико-механических свойствах: прочности, плотности, коэффициенте скорости растворения. Однако, наши исследования показали, что для различных фациальных зон солеродного бассейна, при определенных особенностях состава рапы и степени перекристаллизации каменной соли на постседиментационной стадии, образовалось значительно большее количество текстурных разностей солей, чем представлялось ранее. Причем нами показана закономерность образования таких разностей и смена их в разрезе различных ритмопачек. При этом, для предварительной оценки физико-механических свойств каменной соли нами использовались данные Д.П. Хрущева и Т.В. Журавлевой как «реперные».

В основе различий всех изученных текстурных типов каменной соли заложены седиментационные особенности строения элементарных ритмов: сложение различными генетическими типами галита, распределение в них слойков, линз и рассеянной примеси ангидрита и терригенного материала, обусловленные: литолого-фациальной зональностью солеродного бассейна, различиями в его гидрохимии. Еще большее разнообразие в текстурно-структурных характеристиках каменной соли (а соответственно и в физико-механических свойствах) связано с постседиментационными преобразованиями, имеющими отличные масштабы и направленность в различных геоструктурных элементах впадины.

Диагенетические, катагенетические и гидрокатагенетические изменения в каменной соли приводят к перекристаллизации галита и ангидрита. При этом у каменной соли меняется не только структурно-текстурные характеристики, но уменьшается пористость, насыщенность поровыми растворами и рапой включений, что в значительной степени может изменять ее физико-механические характеристики.

Среди структурных типов галита, слагающих каменную соль, всед за М.Г. Валяшко, О.И. Петриченко, В.А. Вахромеевой, В.М. Ковалевичем, Г.А. Московским, мы выделяем седиментационные («перистый», «перистый» шпатовый, шпатовый водяно-прозрачный, мелкозернистый, галит высаливания и др.), диагенетические разности (галит дорастания), перекристаллизованные катагенетические и галокинетические.

При диагенезе, как происходит, происходит дорастание «скелетных» и «лодочковых» разностей минералов до полногранных форм - галитом обрастания (докристаллизации). (Дубинина, 1954, Вахромеева, 1976). Седиментационные разности дорастают водяно-прозрачным галитом с редкими жидкими вакуолями неправильной формы. Процесс дорастания при диагенезе начинается в наддонной рапе и заканчивается при участии межкристалльных растворов. Определяющими факторами его протекания является повышенная температура придонных слоев рапы.

Перекристаллизация при катагенезе, происходит при разрастании (рекристаллизации) минерала. На стадии катагенеза при высоком давлении 500х1005 Па, и температурах от 120 до 1700 С, возникают условия для процессов активной перекристаллизации вещества в твердом виде. Значительная часть жидкости из межзерновых пространств и даже включений в минералах при катагенезе отжимается в терригенно-карбонатные горизонты, заполняет трещинные полости в соли или раскристаллизовывается в виде вторичных минералов. Но степень катагенетической и галокинетической перекристаллизации галита (и потери им первично-зональной – «перистой» структуры) определяется относительной ролью своеобразных «брекчиевидных» разностей седиментационных текстур (сохраняющихся почти неизменными при катагенезе и, нередко, при галокинезе), а также положением галитовой зоны в солянокупольных структурах: в крыльях, или сводовой части соляного ядра.

Наибольшие изменения структурно-текстурного облика и соответственно, физико-механических свойств каменной соли отмечаются на стадии галокинеза. Например, при перемещении соли в пределах солянокупольных структур происходят изменения текстур солей и структуры галита, заключающиеся в переходе шпатового галита (как седиментационного, так и перекристаллизованного катагенетического) в зернистые разности с флюидальной структурой, которая характеризуется пониженной прочностью и повышенной проницаемостью. Хрупко деформированные кристаллы галита приобретают здесь ксеноморфную форму, носят следы хрупкого скалывания и линейно-выраженную направленность их удлинений в плоскости напластования каменной соли. У галита существенно ухудшаются степень связи отдельных зерен, существенно уменьшается и прочностные характеристики породы. При солянокупольных деформациях каменная соль теряет рапу, захваченную в межзерновых порах включениях в минералах, что существенно меняет физико-механические свойства каменной соли.

При этом, в крыльях складок, сохраняются соли с первичными текстурно-структурными признаками. Так, например, каменная соль «перистая» со значительной ролью ангидрита, образующего своеобразные футляры вокруг галита встречается в малоизмененном виде и в разрезах соляных ядер большинства крупных солянокупольных структур в виде так называемой «брекчиевидной» каменной соли.

Большой интерес, с позиции выбора интервалов пригодных для строительства полостей, представляют крупные соляные структуры. Однако следует учитывать в каких частях этих геологических структур целесообразно строительство подземных сооружений.

В тупиковых и окраинных частях бассейна в преобразовании облика каменной соли существенную роль приобретают процессы гидрокатагенеза (в понимании А.А. Махнача). Гидрокатагенез, устанавливаемый в участках поступления хлоркальциевых рассолов поступавших, видимо, из подсолевых отложений приводит к существенной перекристаллизации достаточно больших интервалов разрезов, сложенных каменной солью, что приводит почти к полной ликвидации элементарной седиментационной ритмичности. Здесь редко встречаются реликты седиментационного галита “перистой” структуры, преобладает шпатовая, перекристаллизованная разность галита.

Рассолы включений и межзерновых пор участвуют в процессах их диагенетической и катагенетической перекристаллизации. Мигрируя в поле градиентов температур и давлений перед накоплением в коллекторах или трещинных полостях, они взаимодействуют с минеральными фазами галогенных пород (терригенными и карбонатными), приводя их к перекристаллизации.

Выделение текстурно-структурных разновидностей каменной соли связывает несколько критериев: 1) гидрохимические условия, существовавшие во временном интервале их образования; 2) положение текстурных разностей пород в разрезах ритмопачек; 3) положение галогенных разрезов в фациальных зонах солеродного бассейна; 4) изменение соотношений седиментационных и перекристаллизованных разностей галита в породе; 5) оценка физико-механических свойств пород.

Вышеперечисленный комплекс указанных критериев дает основание для определенных районов обрамления впадины прогнозировать расположения участков и интервалов разрезов со значительными мощностями горизонтов каменной соли однородного состава и предполагать, с какими текстурными разностями каменной соли придется сталкиваться при проходке скважин.

Третье защищаемое положение.

Проведенные нами исследования по установлению условий формирования и локализации однородных толщ каменной соли, дополняют критерии оценки определения их литологической однородности и текстурно-структурных характеристик, позволяют детализировать распределение однородных ее разностей в разрезе и по латерали. Повышается эффективность выбора и оценки участков и интервалов разрезов, со значительными толщинами однородных горизонтов каменной соли, рекомендованных для использования при проектировании подземных резервуаров

Необходимость выполнения подобных исследований соленосных толщ обусловлена тем, что масштабы строительства камер весьма значительны. В 1997 году ОАО “Газпром” приняло “Концепцию развития пиковых ПХГ в солях на период 1997-2015 г.г.”. Она предполагает строительство 10 пиковых ПХГ с общим геометрическим объемом 40 950 тыс. м3 на глубинах от 300 до 1500м.

Выбор объектов для строительства подземных резервуаров в Нижнем Поволжье определяется размещением промышленных объектов. В Нижневолжском регионе (Саратовской и Волгоградской областях) сосредоточено значительное количество промышленных объектов, для которых актуальной задачей является строительство подземных резервуаров, для хранения нефтепродуктов и безопасного размещения биологически опасных веществ. Соответственно, большой экономический и экологический интерес здесь вызывает выбор разрезов галогенных отложений пригодных для строительства в них подземных хранилищ.

Для строительства камер в солях важную роль играют глубины залегания, и толщины горизонтов каменной соли, однородные по составу, текстурным особенностям и структуре галита. При выборе и оценке участков и интервалов разрезов, наиболее благоприятных для создания резервуаров в каменной соли до бурения разведочных скважин, необходимо учитывать комплекс факторов:

а) достаточные мощности галитовых зон ритмопачек, с минимальной ролью в них карбонатно-сульфатных прослоев (определяемые литолого-фациальной зональностью бассейна); б) особенности строения разрезов ритмопачек галогенных отложений (обусловленные элементарной цикличностью, ролью легко растворимых минералов, сохранностью первично-седиментационных структур); в) степень катагенетической перекристаллизации и галокинетической деформации галогенных толщ (зависящие от места положения участков в различных структурных зонах впадины); г) степень неотектонической активности территории (прогнозируемая зонами трещиноватости и повышением проницаемости пород); д) наличие внутрисолевых рассолов, е) успешное решение экологических проблем.

Территориально рассматриваемые участки расположены на значительном расстоянии друг от друга и представлены несколькими административными областями Астраханской, Самарской, Саратовской, Волгоградской. Краснокутский, Сафроновский, Наримановский, Дергуновский участки - с моноклинальным залеганием каменной соли и солянокупольные структуры - Озинская, Эльтонская, Баскунчакская. Литологические фации этих участков представлены в полном объеме. В большинстве своем участки достаточно хорошо исследованы, по многим из них есть первичный керновый материал. По результатам детального описания текстур каменной соли и структур галита из образцов керна скважин разрезов разных фациальных зон солеродного бассейна, нами даны лито-фациальные характеристики горизонтов каменной соли предложенных участков. Показано, с какими структурными элементами впадины и интервалами галогенных разрезов связаны горизонты каменной соли с максимальными толщинами, однородного состава.

Наименьшие значения глубин характерны для прибортовой зоны впадины (область мелководного шельфа). Глубина соли здесь составляет 300-500 м (скв. Дергуновская 1). В прибортовой зоне северо-западного обрамления впадины, глубина залегания каменной соли составляет около 700 метров (скв. Краснокутская 1), она увеличивается в направлении бортового уступа до 1600-1800 метров, а за уступом – до 2400 метров. На Приволжской моноклинали глубина залегания соли изменяется от 700 метров на южной ее части (Сафроновский участок скв. 2.), до 1000 и более метров в средней части, в скв. Николаевской 2 – 1225-1780 м, а вблизи бортового уступа составляет около 2000 метров. Оптимальные интервалы развития каменной соли (галитовых зон ритмопачек) здесь связаны с приволжской, луговской, пигаревской, долинной, хотя в некоторых разрезах вполне возможно строительство камер и в волгоградской, и в балыклейской ритмопачках. В линейно-вытянутых антиклинальных структурах, развитых во внешнем обрамлении самой впадины, минимальные глубины залегания соляного зеркала составляют 400-600 метров. Для создания полостей возможно использование интервалов каменной соли в крыльях складок брахиантиклиналей, при небольшой глубине залегания от 300-400 до 600-800м, с толщинами (50-200м) и подверженных наименьшим тектоническим движениям. В пределах внутренней зоны развития полно развитых соляных куполов глубины залегания интервалов каменной соли, пригодных для строительства камер, составляют: на Эльтонском куполе 400-500 метров. На Южном участке Баскунчакской солянокупольной структуры кровля однородной по составу и текстуре каменной соли в скв. 600 находится на глубине 306 метров. Предлагаемые интервалы толщиной (70-540м и 250-370м) соответственно. Глубина залегания соляного зеркала в межкупольных мульдах достигает 5,5-6,5км и более, тогда как кровля соли в ядрах куполов поднята до 800 –600 метров.

Опыт сооружения подземных камер показывает, что оптимальная мощность однородного пласта каменной соли должна составлять 100-130м, хотя возможно их размещение в солях и при существенно меньших мощностях (но не менее 40м). (Будзуляк Б.В. и др., 1995, Врачев В.В. и др., 2000, Гофман-Захаров П.М., 1973, Малюков В.П. и др. 1995). Как правило, глубина заложения камер изменяются от 500 до 1500м, в редких случаях до 3000м.

Принимая во внимание в первую очередь, наибольшие мощности галитовых зон ритмопачек, однородность состава и наименьшую глубину залегания каменной соли, впервые рекомендованы галогенные разрезы во впадине и ее обрамлении, с наиболее благоприятными интервалами, сформированными из рапы начальной галитовой стадии сгущения, в волгоградской, приволжской, луговской, пигаревской, долинной ритмопачках, и пригодные для депонирования.

Pages:     ||
|



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.