Способ определения содержанияпОлЕзНОгО иСКОпАЕМОгО B МАССиВЕ Советский патент 1981 года по МПК E21B49/00 

1

Изобретение относится к эксплуатационному, бурению и может быть использовано для определения геологического строения разрезов и участков на стадии эксплуатационной разведки;: месторождения.

Известен способ разведки полезных ископаемых с поинтервальным отбором проб шламового материала, выносимого из скважины при бурении, в котором после каждого углубления забоя на определённую величину подачу бурового ,ставапрекращают, производят полную очистку скважины от шлама и улавливают его на поверхности. В этом случае повышается производительность и снижается себестоимость бурения, по сравнению с керновым опробованиемtH

Однако данные о содержании полезнго ископаемого получают только после ансшиэа пробы, в виде усредненной величины на выбранном интервале.

Известен также способ изучения геологических разрезов, включающий одновременное проведение отбора проб бурового шлама и механического каротажа по глубине скважины. При соблюдении постоянных режимов бурения характер графиков скорости бурения, получаемых после обработки данных каротажа, позволяет оценить структуру горных пород и установить контакты стратиграфических горизонтов. По результатам совместного анализа проб буроврго шлама и скорости бурения определяют содержание полезного ископаемого и осуществляют привязку данных по глубине скважины 2,

Однако получение оперативных дан0ных о содержании полезного ископаемого в массиве не представляется возможным, из-за необходимости проведения анализа шламовых.проб и первичной обработки данных регистрации скорости бурения, а скорость бурения по

глубине может быть использована в качестве критерия оценки структуры только для .однородных горных пород и соблюдении постоянного режима бурения,

0 что невозможнЬ для пород различной крепости. .

Цель изобретения - повышение оперативности получения достоверной информации о содержании полезного ископаемого в массиве.

Поставленная цель достигается тем, что в процессе эксплуатационного бурения последовательно на каждом участке скважины измеряют удельную энергию

0 разрушения, устанавливают зависимоети содержания полезного ископаемого от крепости пород и удельной энергии разрушения от крепости пород, по полученным зависимостям определяют содержание полезного ископаемого на участках скважин,регистрируют его распределение в функции глубины скважиЬы. По результатам совместной обработки данных поинтервального отбора проб шпама и распределения содержания по участкам скважин определяют содержание полезного ископаемого в массиве. При этом достоверность получаемых данных повышается за счет выбора в качестве измеряемого параметра энергоемкости бурения, увеличения количества измерений в массиве горных пород и повышения точности привязки их к разрезу.

Энергия, затрачиваемая на бурение единицы объема горной породны, является наиболее объективной и представительной характеристикой прочностных свойств пород массива. Она состоит из энергии вращения; давления и продувки скважин, затрачиваемой двигателем вращателя бурового става, массы насоса гидросистемы и компрессора, соответственно. Система продувки при достаточном количестве воздуха практически не влияет на энергоемкость процесса бурения, при этом напряжение на Двигателе вращателя остается постоянным.

Величину участков выбирают исходя из условий задания точности регистрации измерений по длине скважины, например, равной допустимой абсолютной ошибке измерений.

В процессе бурения каждого участка скважины интегрируют по времени удельную энергию вращения бурового става. В момент окончания бурения участка ее суммируют с энергией перемещения бурового става, румму энергий измеряют и регистрируют на диаграмме. Протягивание диаграмлял осуществляют пропорционально подаче бурового става, в этом случае каждому участку скважины на диаграмме сзоот- . ветствует его удельная энергоемкость бурения.

Предварительная разведка с отбором керновых проб обеспечивает достоверные данные в скважинах о содержании и Зсшегании полезного ископаемого, структуре, физико-механических и технологических свойств вмещающих горных пород. Для конкретного типа буровых станков и горных пород месторождения строят тарировочную зависимость удельной энергоемкости бурения Е от кре-( пости f вмещающих горных пород.

Исходные данные для нее получают по записям энергоемкости бурения по глубине в пределах с известной крепойтью, например, рядом со сквгркинами предварительной разведки, в которых изучены свойства пород по керну.

На фиг. 1 и 2 представлен схематичный вид тарировочной зависимости удельной энергоемкости бурения Ё от крепости f вмещающих горных пород.

Информацию предварительной разведки о геологическом строении и составе буримых пород обрабатывают методй1МИ математической статистики и по результатам обработки строят экспериментальную зависимость содержания полезного ископаемого п от крепости f вмещающих пород (фиг. 26).

Для упрощения вычислений содержания на каждом участке скважины шкалу энергоемкости на регистрирующем устройстве, градуируют дополнительно в единицах содержания полезного ио-копаемого.

Таким образом, при бурении каждого участка скважин по энергоемкости бурения Е и дополнительной шкале регистрирующего устройства (фиг. 1) оперативно оценивают содержание п полезного ископаемого по глубине скважины Н. По записям энергоемкости бурения и процентного содержания полезного ископаемого осуществляют привязку показаний по глубине, определяют структуру горных пород, устанавливают контакты стратиграфических горизон,тов и строят разрезы пород. Систематизируют данные получаемых разрезов и судят о содержании и пространственном расположении полезного ископаемого в толще вмещающих горных пород.Получа емые результаты лабораторной обработки шламовых проб Дают среднюю величину 1содержания Пср полезного ископаемого на интервале опробования, а результаты обработки диаграмм позволяют оценить распределение, величин содержания по участкам на каждом интервале опробования. По результатам совместной обработки анализов проб и данных распределения содержания по участкам интервала определяют содержание полезного ископаемого на каждом интервале , а затем и в массиве горных пород.

Эффективность предлагаемого способа заключается в том, что данные о содержании полезного ископаемого позволяют выбирать параметры буровых работ, расчитывать удельный расход и конструкцию заряда в скважине, оптимальные для достижения минимума смещения границ полезного ископаемого, что позволяет снизить потери и разубоживание при его выемке.

Формула изобретения

60 Способ определения содержания полезного ископаемого в массиве, включающий предварительную геологическую разведку месторождения, бурение эксплуатационных скважин, поинтервальный отбор в них и анализ .проб бурового

шлама, отличающийся тем, что, с целью повышения оперативности получения достоверной информации, в процессе эксплуатационного бурения последовательно на каждом участке скважины измеряют удельную энергию разрушения, устанавливают зависимости содержания полезного ископаемого от крепости пород и удельной энергии разрушения от крепости пopoд по полученным зависимостям определяют содержание полезного ископаемого на участках сквгйсины, регистрируют бго

распределение в функции глубины скважины. По результатам совместной обработки данных поинтервального отбора проб шлама и распределения содержания по участкам скважин определяют содержание полезного ископаемого в массиве.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Волокит.енков А.А. и др. Технология отбора шлама при бурении скважин. М., Недра , 1973, с.23-24.

2.Там же, с. 13-141 (прототип).

о 0.2 ut O.S М 10 Фиг.1

л и

и; м 0.6

ft ttf

%

fm