Закономерности пространственно-временного распространения угленосных уровней верхней перми Ерунаковского района Кузбасса в связи с проблемой извлечения метана из угольных пластов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.12, кандидат геолого-минералогических наук Ярков, Владимир Олегович

• Ярков, Владимир Олегович
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Ярков, Владимир Олегович

стр. п.п.

ВВЕДЕНИЕ

1. История литолого-стратиграфических исследований

2. Геологическое строение

2.1. Стратиграфия и литология

2.2. Угленосность

2.3. Качественная характеристика углей

2.4. Метаноносность угольных пластов

3. Методика проведения работ

4. Основные закономерности осадконакопления 88 4.1. Фации

5. Рекомендации по выбору наиболее оптимальных интервалов 105 разреза и площадей для добычи метана из угольных пластов ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Закономерности пространственно-временного распространения угленосных уровней верхней перми Ерунаковского района Кузбасса в связи с проблемой извлечения метана из угольных пластов»

В последние годы, в Кузбассе, наряду с интенсивно развивающейся угольной промышленностью, зарождается новая отрасль топливно-энергетического комплекса России - промысловая добыча метана из угольных пластов, которая позволит не только снизить газоопасность последующей добычи угля, но и создать эффективные отечественные технологии извлечения метана. Эти технологии можно будет уже в ближайшее время использовать при заблаговременном извлечении метана из угольных пластов до начала добычи угля. Проблема извлечения метана из угольных пласто как самостоятельного полезного ископаемого, в России обсуждается на разных уровнях уже более 10-ти лет / Зимаков Б.М. 1993, Зимаков Б.М. и др. 1994, Золотых С.С. и др. 1998, Ка-расевич A.M. 2001/.

Сегодня Кузбасс это основной в РФ угледобывающий регион. По марочному составу, в его пределах имеется весь известный спектр углей, от бурых до термоантрацитов. Общие ресурсы углей в Кузбассе оцениваются цифрой около 600 млрд. т. По результатам геологоразведочных работ на 01.01.2002 г. на государственном балансе числится 55,5 млрд. т углей, разведанных по промышленным категориям. Годовая добыча угля в Кузбассе в 2003 г. составила 143 млн. т, к 2020 г ее планируется довести до 200 млн. т.

Поэтому, сколько бы не было противников у идеи организации промысловой добычи метана из угольных пластов и создания эффективных технологий его извлечения, постоянные простои, аварии и взрывы на шахтах, связанные с выделением метана в горные выработки, заставляют вновь и вновь обращаться к данной теме.

Кроме того, актуальным было и остается комплексное освоение недр. Важнейшей целью природно-ресурсной политики является обеспечение рационального и эффективного использования природно-ресурсного потенциала России с целью удовлетворения текущих и перспективных потребностей экономики страны и экспорта (Путин В.В. 1999).

Объективными предпосылками добычи метана как самостоятельного полезного ископаемого в Кузбассе является зарубежный и отечественный опыт подобных работ, наличие эффективных технологий извлечения метана из угольных пластов и огромные его ресурсы в недрах Кузнецкого бассейна. По масштабности ресурсов газа - 13 трлн. м3 до глубины 1,8 км, Кузбасс сопоставим с газоносными провинциями Западной Сибири.

Практические работы по организации крупномасштабной добычи метана из угольных пластов в Кузбассе были начаты трестом «Кузбассуглеразведка» и ПГО «Запсибгеология» с привлечением специалистов ICF RESOURCES INK в 1991 году. За это время была доказана геологическая возможность и экономическая целесообразность извлечения метана из угольных пластов до начала добычи угля с глубин 600-1200 м.

По результатам изучения накопленного к тому времени фактического материала, первоочередным для организации опытно-промышленной добычи был признан Ерунаковский геолого-экономический район. Он расположен на юге центральной части Кузнецкого бассейна. Северная его граница проводится по Караканскому хребту и Абинским горам, восточная и южная проходят по левому берегу р.Томь, западная принята по Соколовскому (Журинскому) взбросу, северо-западная - по р. Иня. Площадь района около 1645 км2. По административному делению эта территория занимает часть Беловского, Прокопьевского и Новокузнецкого районов Кемеровской области (см. рис. 1).

Освоение района угледобывающей отраслью начато в 1960-е годы со строительства разреза "Караканский". В 1986 г. пущены в эксплуатацию разрезы "Талдинский" и "Ерунаковский", затем шахта "Таллинская Западная". В 1990-е годы заложены шахты "Вольная", "Котинская". "№ 7", "Таллинская Южная", "Талдинская Западная 2", "Ульяновская", разрезы "Майский", "Новоказанский", "Караканский Южный", "Камышанский".

В прежние годы, геологоразведочные работы в районе проводились с целью подготовки площадей для добычи угля. Поэтому геологическая изученность его весьма своеобразна. Довольно детально он изучен до глубин 300-400 м от дневной поверхности. Здесь пройдены тысячи разведочных скважин и гор

И татка

Таежно-Михтловка

ТОМСК

ПрамышмкК'ики!

ЕМЕРОВа^

Поисковый

ГУРЬЕВСкЧ

Чистогорский

РрТайжина

70СИННИК1 I КАЛТАН I

Малиновка уМДввМ/'—Ч

Солтон карте Наименование районов Районное центра

Беловский г Белою

14 Гурьеоский г. Гурьевск

1 И«норекий пгт Икиорский

10 Кемеровский г Кемерово

12 Крапивинский пгт Крапивинекий

13 Ленинск-Кузнецкий г Ленине к-Кузнецкий

3 Нариинский г. Нарнинск

18 Неадуреченекий г Ие*ду реченек

17 Ново кузнецкий г Новокузнецк

16 Прокопьевский г Прокопьевск

11 Проималенновский пгт Промьвленная

19 Таитагопьский г Таитагол в Тис улье кий пгт Тисуль

9 Топки некий г. Топки

4 Токинский пгт Тякинекий

7 Чебулимский пгт Верх-Чебула

5 Юргинский г ttpra

1 Яйский пгт Яя

6 Явлинский пгт Явкино

Рис. 1. Административная карта Кемеровской области с контуром Кузбасса (оранжевый) и Ерунаковского района (зеленый).

НАСЕЛЕННЫЕ ПУНКТЫ -Железные дороги КЕМЕРОВО Центры областей АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ ТАЙГА Города « i|n-5l| Федеральные магистральны дороги, их номера

О Боровой Поселки городского типа - Территориальные дороги о Тогул Населенные пункты ГРАНИЦЫ сельского типа субъектов Российской Федерации ТОПКИ Центры районов —— административных районов ных выработок. Весьма тщательно изучены строение и выдержанность угольных пластов и их поведение в плане. При этом установлена значительная изменчивость как самой угленосной толщи, так и отдельных угольных пластов. Детального анализа причин изменчивости и поиска ее закономерностей ранее не проводилось. На основе результатов изучения верхних горизонтов района, дан достаточно достоверный прогноз геологического строения его глубоких горизонтов, однако, неясным остается строение и степень изменчивости угольных пластов.

Ниже 600 м, на глубинах, целесообразных для организации добычи метана из угольных пластов, пройдены единичные скважины. Информации для проектирования полигонов опытно-промышленной добычи газа явно недостаточно.

Коллектором газа в угленосном бассейне является угольный пласт. При оценке запасов газа, проектировании и строительстве добывающего предприятия, на одно из первых мест выходят вопросы количества угольных пластов в пределах конкретной площади, их мощности и степень выдержанности в пространстве.

Администрацией Кемеровской области была принята и реализуется целевая региональная программа «Опытно-промышленной добычи метана из угольных пластов Кузнецкого бассейна». В рамках этой программы, в пределах Еру-наковского района ведется бурение глубоких разведочных скважин, которые, по комплексу выполняемых в них исследований, относятся к разряду опорных.

Обработка результатов бурения этих скважин дает информацию для подсчета запасов газа в угольных пластах. Одна из важных задач при этом, состоит в том, чтобы оценить выдержанность каждого угольного пласта, как коллектора газа, по площади и рекомендовать группы наиболее выдержанных пластов для дальнейшей добычи газа из них. Сделать это по единичным скважинам достаточно сложно. Поиску критериев для оценки выдержанности угленосной толщи и отдельных угольных пластов, как коллекторов газа, в пространстве посвящена настоящая работа.

Автором предложены и защищаются следующие положения:

1. В отложениях верхней перми Ерунакоского района выделены и закар-тированы овеществленные трансгрессивно-регрессивные этапы осадконакопле-ния по крайней мере трех рангов, отвечающие по времени эпохе, веку и фазе.

2. Впервые доказано, что наиболее продуктивные с точки зрения добычи метана, выдержанные в пространстве угольные пласты приурочены к уровням трансгрессий.

3. Определен контур, в пределах которого выдержанные группы угольных пластов залегают на глубинах, доступных для добычи из них метана.

4. Для мощных, но не выдержанных в плане угольных пластов тайлуган-ской свиты, сформированных на регрессивном этапе осадконакопления выявлена и оконтурена «центральная зона», в пределах которой угольные пласты рекомендованы для добычи газа.

5. В пределах Ерунаковского района подсчитаны ресурсы газа, для которых имеются техника и технологии извлечения. Они оценены в 129 млрд. м3, что обеспечит запасами газовый промысел с объемом добычи газа до 7 млрд. м3 в год.

Научная новизна настоящей работы состоит в том, что автором впервые предложена методика поиска и картирования выдержанных угольных пластов как коллекторов газа. Суть подхода заключается в детальном фациально-генетическом изучении угленосных толщ с применением новейших методик интерпретации их пространственно-временного распространения. В разрезе угленосных отложений Ерунаковского района выделено 13 фаций, отвечающих 6-ти обстановкам осадконакопления, которые объединены в 3 комплекса фациаль-ных обстановок. Определены трансгрессивные и регрессивные этапы заполнения бассейна. Доказано, что наиболее устойчивые в пространстве группы угольных .пластов сформированы на трансгрессивном этапе. Для отложений тайлуганской свиты в пределах района автором впервые выделена центральная зона, отвечающая площади развития озерно-болотной обстановки осадконакопления и отличающаяся наибольшей выдержанностью угольных пластов.

Основой для выполнения работы послужили: анализ материалов бурения сотен глубоких скважин, пройденных при разведке угольных месторождений; документация разреза в борту Талдинского карьера, протяженностью около 5-ти км и наблюдение за продвижением этого борта в пространстве в течение 3-х лет; результаты изучения керна 5-ти глубоких скважин, пройденных в Еруна-ковском районе для разведай метана угольных пластов. Естественно, что при этом автор опирался на более чем 20-ти летний собственный опыт геологоразведочных работ (рис.2, рис. 3). А это разведка десятка шахтных и карьерных полей в Кузбассе, участие в составлении более 10 отчетов и защите в ГКЗ и ТКЗ запасов углей по 4 объектам. /Ярков В.О. и др. 1986, 1987, 1988, 1990, 1991, 1992/.

Для поиска наиболее выдержанных групп угольных пластов в разрезе района использовался литолого-фадиальный анализ. Для определения площадей развития этих групп в пространстве использована стандартная методика построения изогипс по фактическому материалу. Требования к полигону для организации добычи метана из угольных пластов приняты по работам Б.Г. Зимакова и В.Г. Натура. При анализе полученных данных применялись теоретические разработки и методики, изложенные в работах Белянина Н.М., Будникова И.В., Зимакова Б.ML, Преображенского М.Б., Радченко Г.П., Халфина Л.Л., Bohacs К, Posamentier H.W. и др. В работе использованы материалы отчета по результатам «поисковых работ и геолого-промысловых исследований на площадях, подготавливаемых к опытно-промышленной добыче метана из угольных пластов в Ерунаковском районе Кузбасса» за 2003 г., одним из авторов которого являлся автор данной работы.

Практическая ценность выполненной работы заключается в том, что на основе анализа условий образования осадков, оказалось возможным определить интервалы разреза и площади, где угольные пласты наиболее выдержаны в пространстве. Самым продуктивным при этом оказались разрезы грамотеинской и части ленинской свит. В них выделены группы угольных пластов, представляющие практический интерес для добычи газа, определена площадь их распространения на глубинах, представляющих интерес для добычи метана. По подошве тайлуганской свиты отстроена карта изогипс, по которой определена площадь существования мощных угольных пластов. Подсчитаны ресурсы газа, для которых имеются техника и технологии извлечения. Они оценены в 129 млрд. м3, что обеспечит запасами газовый промысел с объемом добычи газа до 7 млрд. м3 в год.

Основные положения диссертации обсуждались на международном конгрессе в 1991 г. (г. Пермь), научно-практических конференциях в 1996 г. (Новокузнецк), 2002 г. (Томск), 2003 г. (Кемерово) годах и изложены в 6-ти статьях.

Диссертация состоит из 5-ти глав, введения и заключения. Она содержит 126 страниц текста, 26 рисунков и 4 таблицы. Список использованной литературы включает 109 наименований.

Научное руководство работой осуществлялось к. г-м. н. И.В. Будниковым. На мировоззрение автора оказали влияние В.М. Богомазов, Ю.П. Казанский, В.И. Бгатов, С.С. Сухов, М.Б. Преображенский, В.Ф. Череповский, Б.М. Зима-ков, Ю.С. Надлер, Я.М. Гутак, А.П. Авдеев, В.Г. Натура, В.Е. Сивчшсов, В.И Ермилов В.Ф. Дербенев, П.И. Козловский. Их полезные консультации и конструктивная критика очень помогли в написании данной работы.

Всем упомянутым, автор выражает глубокую благодарность.

Угольный пласт 87

Прослои сидерита Алевролиты

Песчаники

Алевролиты

Угольный пласт 86-84

Рис. 2. Пример строения межпластья угольных пластов 87 и 86-84. Ерунаковский район. Таллинское месторождение. Таллинский угольный разрез.

Рис.3. Пример строения кровли угольного пласта. Разрез Moura, NSW, Австралия.

Покровные суглинки Алевролит мелкозернистый

Алевролит крупнозернистый песчаник

Уголь

10ч

Заключение диссертации по теме «Геология, поиски и разведка горючих ископаемых», Ярков, Владимир Олегович

Выводы эти следующие:

1. Угленосные отложения Ерунаковского района формировались в условиях прибрежной полосы, от ее начала вблизи источника сноса, до песчаного бара, отделяющего ее от морского бассейна.

2. В разрезе каждой из изученных скважин встречено неоднократное повторение пород всех выделенных фаций. Следовательно, во время формирования осадков, положение береговой линии неоднократно мигрировало в пространстве.

3. Бассейн, в котором формировались данные отложения, был мелководным, опресненным, то есть, находился в постоянной изоляции от моря с его солеными водами и типично морскими отложениями. В то же время, уровень воды бассейна контролировался уровнем моря, повторяя все его колебания, что подтверждается прослеживанием трансгрессивных уровней в пределах различных структурно-фациальных зон.

4. Разрез кольчугинской серии района делится на ряд трансгрессивно-регрессивных этапов или циклитов заполнения по крайней мере трех рангов, отвечающих по времени эпохе, веку и фазе. Уровни максимальной угленосности с мощными пластами угля приурочены к регрессивным частям циклитов заполнения. Уровни наиболее выдержанных по латерали пластов угля средней мощности приурочены к начальным фазам трансгрессий.

5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ НАИБОЛЕЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ИНТЕРВАЛОВ РАЗРЕЗА И ПЛОЩАДЕЙ ДЛЯ ДОБЫЧИ МЕТАНА ИЗ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ.

Оценка степени выдержанности угольных пластов приобретает особую актуальность в связи с началом опытно-промышленной добычи метана из угольных пластов в районе. При создании геологической основы для строительства будущего полигона, важно не просто прогнозировать общую угленосность разреза на площадях, подготавливаемых к опытно-промышленной добыче. Необходимо определить наличие устойчивых в плане интервалов мощностью порядка 100 м и угленосностью более 10%, которые содержат угольные пласты мощностью более 2-х м.

Возможность прогноза размещения угольных пластов в разрезе изучаемых отложений и оценка степени их выдержанности, основанные на генетическом анализе терригенных толщ, приобретают важное значение. Повышение достоверности геологического прогноза позволяет сократить затраты на разведочное бурение, а так же, уменьшить сроки подготовки площадей для промышленного освоения.

Благодаря проделанной работе, в разрезе угленосных отложений Еруна-ковского района, в пределах каждой из свит или трансгрессивно-регрессивных этапов осадконакопления, выделены интервалы с выдержанными угольными пластами мощностью более 2-х м, дана их характеристика и область распространения. На рис. 25 синим цветом показаны группы угольных пластов (или интервалы разреза), содержащие мощные и относительно мощные угольные пласты, сформированные на трансгрессивном этапе заполнения бассейна. Эти интервалы наиболее выдержаны в разрезе угленосных отложений Ерунаковско-го района и представляют наибольший интерес при проектировании и строительстве газового промысла.

Красным цветом показаны интервалы разреза, так же обладающие повышенной угленосностью, но сформированные на регрессивном этапе заполнения бассейна. Угольные пласты здесь отличаются невыдержанностью мощности,

Уч. новоказанский Скв. 16140

Рис.25". Группы угольных пластов,сформированных на трансгрессивном (синий цвет) и регрессивном (красный цвет) этапах заполнения бассейна, масштаб 1:5000 д уд—чкон гл оме ват vTTTTTTrpyoo зернистым ■ '■'.! . ■'. "песчаник ; : |мелкозернистый

-----ан"" песчаник 1нозернистым леврслит г| мелкозеонистыи ---илевролит. аргиллит пласты угля трансгрессия опорный разрез левый берег р.томи w

Севере-талдинское м-ние таллинское ы-ние

Продолжение рис 25. уч. новоказанский опорный разрез Ска. 16243 левый берег р.томи следовательно, повышенная угленосность разреза будет распространяться на ограниченные площади. Эти интервалы так же будут представлять интерес при добыче метана из угольных пластов. Однако, до начала проектирования, необходимо в их пределах выявить и оконтурить площади с повышенной угленосностью.

Особое внимание в процессе работы было уделено тайлуганской свите. По известным, детально изученным и эксплуатируемым в районе месторождениям, эта свита кажется наиболее привлекательной для организации добычи метана так как содержит наиболее мощные угольные пласты. В то же время, как будет показано ниже, угольные пласты в ее пределах весьма невыдержанны в плане и разрезе. Участки с высокой угленосностью разреза свиты имеют очень ограниченную область существования, а их наличие всегда необходимо заверять разведочным бурением.

Тайлуганская свита занимает самую верхнюю часть угленосного разреза района. По части изученных пересечений, она обладает максимальной' угленосностью и содержит наиболее мощные угольные пласты. Проведенные исследования показали, что свита формировалась в крайне неустойчивых условиях осадконакопления. Наиболее мощные угольные пласты и самые угленасыщен-ные интервалы разреза в ее пределах сформировались на регрессивном этапе заполнения бассейна. Из всей площади развития отложений тайлуганской свиты в районе, для постановки дальнейших работ можно рекомендовать только выделенную на основе анализа мощностей центральную зону (см. раздел «угленосность»). В нее попадает половина Нарыкской синклинали и западное замыкание Кыргай-Георгиевской антиклинали.

Причем, следует иметь в виду, что даже в пределах этой зоны, наиболее устойчивой будет нижняя часть свиты, ниже пласта 91. Здесь следует особо отметить компактно расположенную группу угольных пластов от 86-84 до принадлежащего уже грамотеинской свите пласта 78. При мощности 110 м, данный интервал разреза содержит 20-25 м угля и имеет угленосность более 20% (раздел «угленосность», рис. 14).

Западную и восточную зоны нельзя рекомендовать для дальнейших работ. Условия угленакопления здесь были весьма нестабильны. В результате ■ мощные угольные пласты распачковываются на весьма коротких расстояниях. Даже при сохранении высокой угленосности разреза, значимые площади развития угольных пластов с мощностями 2 и более метра просто отсутствуют. В то же время, установлена однозначная тенденция падения как общей угленосности разреза, так и мощностей отдельных угольных пластов в этих зонах. Например, в широко известном «Береговом разрезе»,'находящемся в восточной зоне (рис. 14), в тайлуганской свите нет ни одного угольного пласта мощностью более 1,0 м.

Анализ всего имеющегося фактического материала по району, позволяет сделать вывод о том, что наиболее перспективной, для организации опытно-промышленной добычи метана из угольных пластов в Ерунаковском районе Кузбасса следует признать грамотеинскую свиту. Практически на всех месторождениях района она содержит 2-3 интервала с угольными пластами, удовлетворяющими требованиям к угле-газовым месторождениям. Некоторый интерес будет вызывать и разрез ленинской свиты. Не смотря на предельно невысокие мощности угольных пластов (чуть более 2-х м), они весьма устойчивы в плане и сохраняют мощности практически по всем изученным пересечениям.

Грамотеинская свита в целом, сформирована в более устойчивых обста-новках осадконакопления и, соответственно, более устойчива в плане. Мощные и средней мощности угольные пласты свиты распространены на досягаемых глубинах в пределах Таллинской брахисинклинали, Нарыкской антиклинали и южном крыле Бунгарапской впадины.

Из разреза грамотеинской свиты, наибольший интерес представляет группа угольных пластов от 73-71 до 68, расположенная в средней части свиты. Угленосность данной части разреза практически по всему району составляет около 15% (раздел «угленосность», рис. 13). В центральной части Таллинской брахисинклинали суммарная мощность этой группы пластов составляет 22-26 м; на Северо-Талдинском месторождении достигает 30 м. В восточной части Новоказанского месторождения суммарная мощность этой группы пластов снижается до 20 м. В данном случае проявляется общая для кольчугинской серии района тенденция снижения угленосности в северо-восточном направлении (рис. 13).

Разрез ленинской свиты практически полностью представляет интерес с точки зрения извлечения метана из угольных пластов. Сформированы отложения ленинской свиты преимущественно в озерно-болотной обстановке осадконакопления и, поэтому, более выдержаны в пространстве. Хотя, опять же, из-за условий осадкообразования, мощности угольных пластов здесь меньше, чем в вышележащем разрезе, в ленинской свите можно выделить три интервала, компактно расположенных угольных пластов (раздел «угленосность», рис. 12).

Верхняя группа включает в себя угольные пласты от 60 до 55. В пределах Таллинской и Жерновской структур, суммарная мощность угольных пластов этого интервала составляет 12-15 м, на Новоказаиском месторождении уменьшается до 10 м, еще более снижаясь в восточном направлении. Угленосность этой части разреза, исключая крайний восток 'Ловоказанского месторождения, повсеместно превышает 10%.

Вторая группа пластов, расположенная в средней части свиты, включает в себя угольные пласты от 52-50. Суммарная мощность угольных пластов этой группы составляет 10-12 м, а коэффициент угленосности превышает 10%. В интервале глубин 500-1200 м, данная группа пластов распространена в пределах Жерновской антиклинали, а так же центральной и южной части Кыргай-Осташкинской синклинали. Особых закономерностей в изменении мощностей угольных пластов данной группы пластов в пределах района не установлено.

И, наконец, третья группа угольных пластс^, принадлежащая нижней части разреза свиты, включает в себя пласты 49-39. Сразу следует оговориться, что изученность данной группы пластов весьма низкая, а распространена она на значительных глубинах, часто выходящих за границы интересов настоящей работы. Распространена она в пределах Жерновской и Нарыкской антиклиналей, Таллинской, Кыргай-Осташкинской, Соколовской, Усковской синклиналей. Суммарная мощность угольных пластов данной группы составляет 8-13 м, достигая максимума -17 м на Таллинском месторождении.

• »

• *

Изученность тектонического строения Ерунаковского района позволяет с высокой степенью достоверности прогнозировать площади, перспективные для организации промышленной добычи метана из угольных пластов. Это те участки, где указанные выше перспективные группы угольных пластов распространены на глубинах 500 - 1000 м. Данные площади расположены достаточно компактно и приурочены к центральной части Ерунаковского района. Это части Талдинского и Новоказанского угольных месторождений. На рис. 26 красным цветом показаны области, где условиям организации добычи метана отвечают интервалы разреза, сформированные в наиболее благоприятных условиях осадконакопления и выделенные в пределах грамотеинской и ленинской свит (см. рис. 25). Синим цветом показаны области, где в интервале от 500 до 100 м располагаются перспективные группы пластов тайлуганской свиты. Естественно, что перспективными они признаны только в пределах центральной зоны.

Анализируя размещение перспективных площадей в пределах района, можно сделать ряд выводов.

Предыдущими работами /Зимаков 1989, Обоснование. . . 1998/, наиболее перспективными для освоения газовым промыслом в Ерунаковском районе признаны Талдинская и Нарыкско-Осташкинская площади.

Таллинская площадь (Таллинское угольное месторождение) имеет размеры 31 км . Глубокие горизонты площади наиболее изучены. Ресурсы газа в ее о пределах до глубины 1800 м оценены в 95,3 млрд. м при средней плотности ресурсов метана 3,07 млрд. м3/км2. Практически треть поверхности месторождения на сегодняшний день занята горными работами действующих угледобывающих предприятий.

Размер выделенной в данной работе площади, свободной от горных работ части месторождения, где перспективные группы угольных пластов находятся в интервале глубин 500 - 1000 м, оценивается в 23 км2 (рис. 26). Ресурсы газа данного объекта можно оценить в 14 млрд. м3 при средней их плотности 0,6 млрд. м3/км2. Таким образом, к освоению в сегодняшних условиях пригодно не более 15% оцененных ресурсов метана Таллинского месторождения. По существующим нормативам, такое количество ресурсов обеспечит ежегодную добычу газа в объеме не более 0,7 млрд. м3.

Нарыкско-Осташкинская площадь размером 330 км2 включает в себя ряд месторождений (Северо-Талдинское, Новоказанское, Жерновское и др.) и приурочена к Кыргай-Осташкинской синклинали и Нарыкской антиклинали. Изучена только южная часть площади, центр и север отстроен по результатам наземных геофизических работ и по береговому разрезу. Ресурсы метана в пределах площади оценены ранее в 918 млрд. м3 при средней их плотности 2,78 млрд. м3/км2 /Зимаков 1989, Обоснование. . . 1998/. Площадь практически не затронута горными работами, исключение составляет Новоказанский угольный разрез, имеющий небольшой горный отвод на юге (рис. 26).

На основании проделанной работы, в пределах Нарыкско-Осташкинской площади выделены участки, где перспективные группы угольных пластов находятся в интервале глубин 500 - 1000 м (рис. 26). Красным цветом на рисунке 22 показаны площади развития наиболее устойчивых групп угольных пластов гра-мотеинской и ленинской свит, синим - менее выдержанные отложения тайлуганской свиты, относящиеся к центральной зоне (см. выше). Площадь развития устойчивых угольных пластов равна 131 км2, отложений тайлуганской свиты

О Т

84 км . Ресурсы газа здесь составляют 80+35=115 млрд. м при их плотности 0,6 и 0,4 млрд. м3/км2 соответственно. На данных ресурсах возможна организация промысла с годовым объемом добычи газа около 6 млрд. м .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненной работы показана целесообразность применения литолого-фациального анализа при изучении осадочных толщ Кузбасса. Он позволяет более достоверно прогнозировать условия осадконакопления изучаемой толщи и размещение основного их полезного ископаемого - каменного угля. С помощью этого метода возможно заметно повысить степень достоверности прогноза выдержанности угольных пластов и отдельных интервалов разреза в пространстве. За счет этого возможно существенно экономить объемы бурения при проведении поисковых работ.

В данной работе, литолого-фацнальный анализ использован при изучении угленосной толщи кольчугинской серии верхней перми, расположенной на глубоких горизонтах Ерунаковского района.

В результате выполненного анализа, в разрезе угленосных отложений района выделены трансгрессивные и регрессивные фазы заполнения бассейна. Поскольку ранее показано /Будников В.И. 1983, Будников И.В., Ярков В.О. 2002/ что наиболее выдержанные по площади интервалы разреза сформированы на трансгрессивной стадии заполнения бассейна, тс, именно им и уделено основное внимание. В пределах этих интервалов найдены те, которые отвечают требованиям к группам угольных пластов, наиболее благоприятных для организации добычи метана. Именно они рекомендованы для дальнейшего изучения при подготовке полигона опытно-промышленной добычи метана из угольных пластов.

Кроме того, в работе детально проанализированы угленосные отложения тайлуганской свиты Ерунаковского района. Доказано, что все мощные угольные пласты этой части разреза сформированы на регрессивной стадии заполнения бассейна. Показана резкая изменчивость строения угленосной толщи и мощностей заключенных в ней угольных пластов. В то же время, среди этих, не выдержанных в пространстве, угленосных отложений удалось выделить площадь с максимальными мощностями угольных пластов, отвечающую требованиям к

По результатам работ в пределах района выделена площадь, где наиболее перспективные интервалы разреза залегают на глубинах, максимально благоприятных с точки зрения добычи метана. Ресурсы метана, заключенные в перспективных угольных пластах и залегающие на глубинах, освоенных углегазол выми промыслами мира, составляют 115 млрд. mj. Эти ресурсы обеспечат промысел с объемом добычи до 6 млрд. mj газа в год. Общая площадь, рекомендуемая для дальнейшего изучения, составляет 215 км2 или 13% от всей площади Ерунаковского геолого-экономического района Кузбасса.

Продолжение литолого-стратиграфических и'Следований при разведке площадей под опытно-промышленный полигон по добыче метана из угольных пластов крайне необходимо. Они позволят значительно повысить степень достоверности геологического прогноза поведения угольных пластов в пространстве, а значит и степень достоверности разведанных запасов газа.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Ярков, Владимир Олегович, 2005 год

1. Алексеев В.П. О цикличности в строении терригенных толщ (уровни, ранги и применение в стратиграфических исследованиях). // Материалы научно-практической конференции «Формационный анализ в геологических исследованиях» Томск, -2002. с 7-8.

2. Арцер А.С., Романовская М.В., Ярков В.О. Особенности изменчивости некоторых химико-петрографических свойств углей Титовского района Кузбасса. //Химия твердого топлива 1991. № 5 с 26-32.

3. Баловнев В.П., Шаклеин С.В., Ярков В.О. Состояние минерально-сырьевой базы угольной промышленности Кузбасса. //Горная промышленность. 2000 № 2 с 2-5.

4. Белянин Н.М., Халфин Л.Л. Стратиграфическая схема Кузбасса, принятая совещанием 1954 г (общая характеристика). // Материалы второго совещания по стратиграфии угленосных отложений. Москва, 1956. с 7-29.

5. Белянин Н.М. Расчленение и параллелизация разрезов ерунаковской свиты Кузбасса. // Материалы второго совещания по стратиграфии угленосных отложений. Москва, 1956. с 202-209.

6. Бетехтина О.А. О границе между ильинской и ерунаковской. свитами и о расчленении последней. // Материалы второго совещания по стратиграфии угленосных отложений. Москва, 1956. с 192-201.

7. Бетехтина О.А., Горелова С.Г., Дрягина Л.Л. и др. Верхний палеозой Ангариды Новосибирск. Наука. 1988. 265 с.

8. Богомазов В.М., Вербицкая Н.Г., Золотов А.П. Фадеева И.З. Стратиграфия и условия образования кольчугинской серии Кузбасса. /Я<Сузбасс ключевой район в стратиграфии верхнего палеозоя Ангариды. Т. 1 - Новосибирск, 1996. -с. 104-114.

9. Богомазов В.М., Золотов А.Н., Ярков В.О. Геология и угленосность Бун-гарапской впадины Кузбасса. // Межведомственный тематический сборник, вып. 8, Екатиренбург 1998 г, с. 174-185.

10. П.Ботвинкина JI.H. Элементы полевого фациального анализа. Методы изучения осадочных пород. М.: Госгеолтехиздат, 1957, т.1 - 114 с. .

11. Ботвинкина JI.H. Слоистость осадочных пород. М.: 1962. - 542 с.

12. Будников В.И. Закономерности осадконакопления в карбоне и перми запада Сибирской платформы. М.: Недра, 1976. - 135//Тр. СНИИГГиМС, вып. 1983).

13. Будников И.В. Литология и условия образования пермских отложений Западного Верхоянья. Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. канд. геол.-мин. наук. Новосибирск, 1984. 17 с.

14. Будников И.В., Горелова С.Г. Современное-представление об основных проблемах фитостратиграфии верхнего палеозоя Ангариды / Кузбасс ключевой район в стратиграфии верхнего палеозоя Ангариды. Т. .1 - Новосибирск, 1996.-с. 19-23.

15. Будников И.В., Девятов В.П. Модель формирования терригенных толщ краевых прогибов северо-востока Сибирской платформы. //Тезисы докладов Научно-практической конференции «Проблемы нефтегазоносности Сибирской платформы». Новосибирск 2003. с. 54.

16. Беленький В.Я. О результатах и основных задачах геологоразведочных работ по оценке и локализации ресурсного потенциала топливно-энергетического сырья. //Минеральные ресурсы России. М. № 1-2 2003. с. 14-19.

17. Ван А.В. Роль пирокластического материала в угленосных отложениях Кузнецкого бассейна. // Сов. Геология 1968. № 4 с. - 129-138.

18. Вылцан И.А. Ритмоанализ как критерий установления ранга стратиграфических подразделений. // Основные теоретические вопросы цикличности и седиментогенеза. М.: Наука, 1977. с. 296-202.

19. Газоносность угольных бассейнов и месторождений СССР.Т.2. Угольные бассейны и месторождения Сибири, Казахстана и Дальнего Востока. М., Недра, 1979.

20. Габриэлянц Г.А. О проекте новой классификации запасов и ресурсов нефти и горючих гйзов.- //Минеральные ресурсы России. М. № 1-2 2003. с. 71-77.

21. Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. т. 7. М.: Недра, 1969.

22. Голицин М.В., Голицин A.M. Коксующиеся угли России и мира. М.: Недра, 1996.

23. Горелова С.Г. Верхнепалеозойские отложения Кузнецкого бассейна. //Стратиграфия палеозоя средней Сибири. «Наука», Сибирское отделение. Новосибирск 1967 г. с 174-181.

24. Горелова С.Г. Будников И.В. Основные этапы изучения стратиграфии верхнего палеозоя Кузбасса. //Кузбасс ключевой ра^он в стратиграфии верхнего палеозоя Ангариды. Т. 1 - Новосибирск, 1996. - с. 7-11.

25. Давыдова Г.И., Гольдштейн Ц.Л. Выделение генетических типов отложений как основа литологических исследований угленосных толщ. М.: 1947. -162 с.

26. Дополнения к Стратиграфическому кодексу России. СПб.: ВСЕГЕИ, 2000,- 112 с.

27. Еремин И.В., Броновец Т.М. Марочный состав углей и их рациональное использование. М., Недра, 1994. 248 с.

28. Ермаков В.И., Скоробогатов В.А. Особенности образования и накопления свободных газов в угленосных отложениях. М., ОНТИ ВИЭМС, 1972.

29. Ермаков В.И., Скоробогатов В.А. Образование углеводородных газов в угленосных и субугленосных формациях. М., Недра, 1984.

30. Задачи и правила изучения и описания опорных стратиграфических разрезов (инструкция). JI.: ВСЕГЕИ, 1983. - 33 с.

31. Залесский М.Д. О подразделении и возрасте антраколитовой системы Кузнецкого бассейна // Изв. АН СССР. Отд. Мат. И ест. Наук. -1933. -№ 4.

32. Зимаков Б.М., Натура В.Г., Хрюкин В.Т. Геологические перспективы добычи метана в Кузнецком бассейне. М.Д992. с.90 (Геология, методы поисков, разведки и оценки топливно-энергетического сырья). Обзор МГП " Геоин-форммарк".

33. Зимаков Б.М. Новая концепция геолого-технологической оценки перспектив добычи метана из угольных пластов. Сборник научных трудов: "Актуальные проблемы освоения месторождений и использования минерального сырья" Изд-во МГГУ,М., 1993.

34. Иванов Г.А. Угленосные формации. М.: Наука, 1967. - 406 с.

35. Инструкция по определению и прогнозу газоносности угольных пластов и углевмещающих пород при геологоразведочных работах. М., Недра, 1977.

36. Казанский Ю-.П., Ван А.В. Применение тефрохронологии для расчленения и корреляции верхнепалеозойских отложений Кузбасса. //Кузбасс ключевой район в стратиграфии верхнего палеозоя Ангариды. Т. 2 - Новосибирск, 1996. - с 31-37.

37. Карасевич A.M., Хрюкин В.Т., Зимаков Б.М. и др. Кузнецкий бассейн -крупнейшая сырьевая база промысловой добычи метана из угольных пластов. // Москва, 2001. 62 с.

38. Карогодин Ю.Н. Седиментационная цикличность. М.: Недра, 1980. -242 с.

39. Карагодин Ю.Н. Теоретическая важность и прикладное значение цикличности. // Материалы научно-практической конференции «Формационный анализ в геологических исследованиях» Томск, 2002: с 14-15.

40. Козловский Е.А., Шаров ГЛ., Золотых С.С. и др. Особенности сырьевой базы промысловой'добычи метана из угольных пластов в Кузбассе. Препринт Российского метанового центра № 3, август 1996 (вып.7), Кемерово.

41. Клер В.Р. Обработка материалов разведки месторождений угля. М. «Недра», 1980 172 с.

42. Крашенинников Г.Ф. Учение о фациях. М.: Высшая школа, 1971. - 367с.

43. Лежнин А.И. Папин Ю.С. Роль первой региональной стратиграфической схемы Кузбасса в установлении крупных этапов осадконакопления. //Кузбасс -ключевой район в стратиграфии верхнего палеозоя Ангариды. Т. 1 Новосибирск, 1996.-е 12-18.

44. Мамушкина В.В. Увязка угольных пластов Егозово-Красноярского и Уропско-Караканского блоков по данным каротажа. //Кузбасс ключевой район в стратиграфии верхнего палеозоя Ангариды. Т. 2- Новосибирск, 1996. - с. 4952.

45. Методика разведки угольных месторождений Кузнецкого бассейна. Кемерово, 1978. 235 с.

46. Методика определения газоносности вмещающих пород угольных месторождений при геологоразведочных работах. М.,Недра,1988.

47. Методы корреляции угленосных толщ и синонимики угольных пластов //Под общ. ред. И.И. Горского. Л.: Наука, 1968. - 381 с.

48. Наливкин Д.В. Учение о фациях. M.-JL: ч. I, II, 1956.

49. Неволько А.И., Холодов Н.В., Эрнст В.А. Состояние минерально-сырьевой базы углеводородов Сибирского федерального округа. . //Тезисы докладов Научно-практической конференции «Проблемы нефтегазоносности Сибирской платформы». Новосибирск 2003. с. 11-13.

50. Нейбург М.Ф. Стратиграфия угленосных отложений Кузнецкого бассейна. // Тр. Науч. Конф. По изучению производительных сил сибири. Т. 2. Томск, 1940.-с. 355-362.

51. Обстановки осадконакопления и фации: В 2-х т. //Под ред. Х.Рединга. -М.: Мир, 1990.-С.69-76.

52. Основные черты стратиграфии пермской системы СССР. // тр. ВСЕГЕИ, т. 286. Л., Недра, 1984. 280 с.

53. Папин Ю.С. Лежнин А.И. Маркирующие горизонты карбона-перми Кузнецкого бассейна. //Кузбасс ключевой район в стратиграфии верхнего палеозоя Ангариды. Т.2. - Новосибирск, 1996. - с. 42 - 49.

54. Пах Э.М. Применение показателей качества углей для корреляции угленосных отложений Кузбасса //Кузбасс ключевой район в стратиграфии верхнего палеозоя Ангариды. Т.2. - Новосибирск, 1996. - с. 38-41.

55. Преображенский М.Б. Секвенциостратиграфия: введение в круг понятий //Секвенсстратиграфия нефтегазоносных бассейнов России и стран СНГ.: Тез. докл. международной конференции. Санкт Петербург, 1995. - с. 101-105.

56. Преображенский М.Б. О хронологической структуре осадочных толщ. // Вопросы геологии и археологии. Тез. Докл. междунар. Симпоз. Посвященного 150-летию со дня рождения А. А. Иностранцева. СПб., 1994. - с. 10-14.

57. Преображенский М.Б., Макарова И.Р., Будников И.В. К вопросу о датировках в стратиграфии (динамика сообществ карбона-перми России) // Кузбассключевой район в стратиграфии верхнего • палеозоя Ангариды. Т.Н. Новосибирск, 1996.-С. 6-19.

58. Путин В.В. Минерально-сырьевые ресурсы в стратегии развития российской экономики // Записки Санкт-Петербургского Горного института. Том 144 (1), 1999. С.3-9.

59. Радченко Г.П. О выделении фитостратиграфических зон в палеозойской толще Кузнецкого бассейна. // Вестник Западно-Сибирского Геологического Управления № 3-4. Новосибирск 1940. с 30-38.

60. Радченко Г.П. Критерии и методы палеогеографических реконструкций прежних условий в областях древней суши по палеонтологическим данным. //Методы палеогеографических исследований. Сб.1. М., Недра, 1964. - с. 167183.

61. Рейнек Г.Э., Сингх И.В. Обстановки терригенного осадконакопления. IM.: Недра, 1981.-439 с.

62. Решения Всесоюзного совещания по разработке унифицированных стратиграфических схем докембрия, палеозоя и четвертичной системы Средней Сибири, 1979 г. (Средний и верхний палеозой). Новосибирск, 1982. - 129 с.

63. Седиментология // Градзиньский Р., Костецкая А., Родомский А., Унруг Р., -М.: Недра, 1980. -646 с.

64. Садовник П.В. О мерах по воспроизводству минерально-сырьевой базы углеводородов. //Минеральные ресурсы России. М. № 4 2002. - с. 12-20.

65. Сендерзон Э.М. Новые данные по стратиграфии и элементы палеогеографии продуктивных свит Кузбасса. // Материалы второго совещания по стратиграфии угленосных отложений. Москва,-1956. с 43-60.

66. Сендерзон Э.М., Козлов Н.В. Карты угленосности ильинской и ерунаков-ской свит Кузбасса //Материалы второго совещания сибирской тематической комиссии по истории угленакопления на территории Сибири, Урала и Дальнего востока. Новосибирск, 1962. с. 62-68.

67. Теоретические и методические вопросы седиментационной цикличности. -Новосибирск.: ИГиГ СО АН СССР, 1977. 154 с.

68. Угольная база России. Т. 2. Угольные бассейны и месторождения Западной Сибири. (Кузнецкий, Горловский, Западно-Сибирский бассейна, месторождения Алтайского края и Республики Алтай). М.: ООО «Геоинформцентр», 2003.-604 с.

69. Уланов Н.Н., Шаклеин С.В., Ярков В.О. Состояние и проблемы формирования резервного фонда угольной отрасли Кузбасса. // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2001 г № 6 с 25-29.

70. Халфин JI.JI. О литостратиграфическом и биостратиграфическом расчленении угленосных отложений Кузнецкого бассейна. // Труды СНИИГГиМСа, выпуск 107. 1970 г. с 13-30.

71. Хахлов В.А. О стратиграфии Кузбасса. // вест. Зап.-Сиб.геол. треста. -1932,- вып. 1.

72. Цейслер В.М. Проблема целевого подхода при выделении геологических формаций. // Материалы научно-практической конференции «Формационный анализ в геологических исследованиях» Томск, 2002. с 16-17.

73. Юзвицкий А.З. Верхнепалеозойские отложения Восточного Кузбасса V/ Изв. АН СССР. Сер. геол.- 1987,-№6.-с. 19-25.

74. Яворский В.И., Бутов П.И. Геологическая карта Кузнецкого бассейна.

75. Масштаб 1:500000 // Л.: Изд. Геолкома, 1925. )

76. Яворский В.И., Бутов П.И. Кузнецкий каменноугольный бассейн. Л. Из-во Геолком., 1927.-вып. 117-244 с.

77. Ярков В.О. Запасы и качество угля в структуре добычи Кузбасса //Тезисы угольного совещания, Ростов-на-Дону, 1992 г. с. 76-77.

78. Ярков В.О. О методах стратиграфического деления угленосных толщ Кузбасса // Кузбасс ключевой район в стратиграфии верхнего палеозоя Ангариды. Т.2. - Новосибирск, 1996. с. 3 - 6.

79. Ярков В.О. Косая слоистость экзотика или система? // Материалы научно-практической конференции «Геологическое строение и полезные ископаемые западной части Алтае-Саянской складчатой области». Кемерово-Новокузнецк, 1999. с. 68-70.

80. Ярков В.О., Натура В.Г. Ресурсный потенциал метана Кузнецкого угольного бассейна. //Тезисы докладов Научно-практической конференции «Проблемы нефтегазоносности Сибирской платформы». Новосибирск 2003. с. 104.

81. Bohacs.K, and Suter J., 1997, Sequence stratigraphic distribution of coaly rocks: Fundamental controls and paralic examples // AAPG Bulletin, v. 81, № 10, P. 1612-1639.

82. Posamentier H.W., Jervey M.T., Vail P.R. Eustatic controls on clastic deposition. // Sea-Level Changes An Integrated Approach, SEPM Special Publication № 42 1988 p. 109-124.

83. Van Wagoner J.C., Posamentier H.W., Mitchum R.M. et al. An Overview of the Fundamentals of Sequence Stratigraphy and Key Definitions.// Sea-Level Changes An Integrated Approach. SEPM Spec.Publ. № 42. - Tulsa, Oklahoma, 1988. - P.39-45.

84. К. Brown, D.A. Casey, J.R. Enever, R.A. Facer, K. Wright. New Souse Wales coal seam methane potential. Geologial survey of NSW. Petroleum bulletin № 2 1996, 96 p.

85. ФОНДОВАЯ ■ (фонды ФГУ ФИ,,г. Новокузнецк)

86. Зимаков Б.М. и др. Оценка ресурсов углеводородных газов в угольных плае стах Кузнецкого бассейна как попутного полезного ископаемого. (Этап0103.02.Д1А-2 программы 0.50.05 ГКНТ), Москва-Кемерово-Новокузнецк, 1989.

87. Калиниченко В.П., Дорошкевич Н.В., Кожемякина B.C. Карта изученности газоносности угольных месторождений Кузбасса. Новокузнецк,!979.

88. Киселева М.П. Отчет по результатам поисковых работ и геолого-промысловых исследований на площадях, подготавливаемых к опытно-промышленной добыче метана из угольных пластов в Ерунаковском районе Кузбасса. Кемерово, 2002.

89. Натура З.К., Якубченко Н.Ф., Натура В.Г. Геолого-промышленная оценка перспективности угольных месторождений Кузбасса для извлечения и использования метана. Ленинск-Кузнецкий, 2001.

90. Обоснование проведения экспериментальных работ по опытно-промышленной добыче метана при подготовке к освоению первоочередных площадей Ерунаковского и Томь-Усинского районов Кузбасса. Москва-Ленинск-Кузнецкий, 1998.

91. Сивчиков В.Е., Будииков И.В. Опорный разрез верхней перми Кузбасса. Новокузнецк 2001.

92. Хрюкин В.Т., Зимаков Б.М., Натура В.Г. Геологическое обоснование добычи метана из угольных пластов и геолого-промысловая оценка перспективности участков и площадей в Кузбассе. ТГФ, Новокузнецк, 1994.

93. Ярков В.О. Отчет по пересчету запасов и оценке степени изученности горнотехнических условий угленосных толщ ниже технических границ действующих шахт Ленинского рудника. 1986.

94. Ярков В.О. и др. Разрез им. Вахрушева в Прокопьевске Киселевском геолого - экономическом районе Кузбасса, (отчет о результатах детальной разведки поля разреза в 1977 ■- 1982 г.г. с подсчетом запасов каменного угля по состоянию на 01.01.1987 г.) 1987.

95. Ярков В.О. и др. Корчуган Белкинская площадь в Титовском районе Кузбасса. (отчет о результатах поисковых работ в 1985-1989 г.г.) 1990 г.