геологоразведка - Самое интересное в блогах

Rewiever

Космические мюоны помогут геологоразведке

Пятница, 28 Февраля 2025 г. 22:44 (ссылка)

Томограмма для урана и золота: как мюоны помогают геологам

Российские ученые разработали прибор, определяющий плотность объектов в разведочной скважине. В перспективе он поможет значительно сократить затраты на буровые работы. Рассказываем, как мюоны помогают получать важную геологическую информацию.

Справка

Мюон часто называют тяжелым электроном: по характеристикам эти элементарные частицы очень похожи, только мюон в 207 раз массивнее. На Земле мюоны преобладают в потоке вторичного космического излучения — как продукт распада заряженных пи и ка-мезонов, образующихся при взаимодействии стабильных частиц первичного космического излучения (протонов) с ядрами атомов верхних слоев атмосферы.

/сх. - elementy.ru/

Мюоны нестабильны и в собственной системе отсчета живут чуть больше 2 мкс, но к нам они прилетают с субсветовыми скоростями, поэтому по часам земного наблюдателя проживают как минимум на порядок дольше, успевая не только пройти всю атмосферу, но и проникнуть глубоко под землю.

Вместо бура

Геологоразведка — дело затратное и рискованное. Нужны большие средства, чтобы снарядить экспедицию и провести геологоразведочные работы— и это без гарантий, что найдутся богатые залежи. Самый достоверный источник геологической информации — образцы горной массы, керн. Его извлекают из разведочных скважин. Сейчас один погонный метр бурения стоит 12–25 тыс. рублей, и цена продолжает расти. Заказчики стремятся снизить затраты, используя геофизические и геохимические методы. Один из новейших— мюонная томография.

Идея приспособить поток космических мюонов для нужд геологоразведки возникла давно, реализовали её лишь несколько лет назад, протестировав в Канаде на урановых месторождениях. «Мы с коллегами из Троицка обсудили возможность применить этот метод на наших объектах, и специалисты взялись за разработку», — рассказывает заместитель гендиректора Эльконского горно-металлургического комбината (ГМК) по стратегическому развитию Юрий Трубаков. В 2023–2024 годах в рамках единого отраслевого тематического плана выполнили первый этап научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Заказчик— Эльконский ГМК (входит в контур управления компании «Росатом Недра»), исполнитель— научный институт в Троицке (ИЯИ РАН), изготовивший полнофункциональный образец мюонного томографа из четырех модулей.

На глубине…

Модуль— это трубка из нержавеющей стали длиной 2,4 м и диаметром 89 мм. В ней размещен позиционно-чувствительный детектор— сцинтилляционное оптоволокно, кремниевые фотоумножители (SiPM), электронная система управления и считывания сигналов с первичной обработкой данных, а также электронный компас с инклинометром, который фиксирует отклонение скважины от вертикали.

В скважине можно установить один или несколько модулей на разной глубине. Действуют они независимо друг от друга. При встрече мюона с оптоволокном выделяется энергия и высвечиваются фотоны. Их регистрирует кремниевый фотоумножитель. Детектор восстанавливает и передает на мобильную вычислительную станцию траекторию всех зарегистрированных мюонов.

Прибор детектирует мюоны в пределах конуса, вершина которого — детектор в скважине, а основание — на поверхности. У детекторов на разной глубине разная геометрия конусов. Создается несколько двумерных угловых проекций. Проекции из соседних скважин пересекаются, что улучшает точность трехмерной картины распределения плотности.

«Физический принцип мюонной радиографии основан на ослаблении мюонного потока в недрах из-за электромагнитных процессов: ионизации, тормозного излучения, рождения электрон-позитронных пар»,— рассказывает научный руководитель проекта Александр Голубев.— «Энергетические потери заряженных частиц, вызванные ионизационными процессами за счет кулоновского взаимодействия с электронами атомов среды, пропорциональны отношению эффективного атомного заряда к эффективному атомному весу вещества, где происходит торможение. Поэтому прохождение через вещество с большим зарядовым числом приводит к большему ослаблению и, следовательно, изменению интенсивности потока мюонов в этой области».

Чем ближе к поверхности детектор, тем больше мюонов он регистрирует в единицу времени. Чем дальше — тем меньше мюонов доходит до детектора. Так, на глубине порядка 50 м детектор набирает необходимый объем статистических данных за несколько дней, ниже — за несколько недель. Впрочем, «необходимый» — понятие относительное: чем дольше стоит детектор, тем больше данных и тем точнее результат.

…и на поверхности

Программное обеспечение ученых троицкого института обрабатывает данные нескольких проекций и реконструирует распределение плотности в трех измерениях. Томографическая реконструкция — это параллелепипед. По вертикали он строится от нижнего детектора до высшей точки на поверхности. Максимальная длина по горизонтали — 400 м. Чудес ждать не стоит, геолог не увидит на экране мобильной вычислительной станции слов «золото» или «уран». На нем будут визуализированы объекты различной плотности и определены средние плотности горной массы в каждой элементарной ячейке — на них делится моделируемый объем. Визуализация возможна в трех измерениях и в двух, в виде срезов.

Образец томографа проверили в институте на ударном генераторе. «Он расположен на бетонном основании высотой около 6 м, да и сам по себе немаленький, внутри катушка и прочее оборудование», — рассказывает Александр Голубев. За четыре дня построены угловые гистограммы распределения плотности, точность определения средней плотности— лучше 5 %. Иначе говоря, если разница в массовой толщине более 5 %, прибор зафиксирует различие. На основе измерения потока мюонов была выполнена трехмерная реконструкция формы и плотности тестового объекта.

Проверили работоспособность мюонного томографа и на его цифровом двойнике. Модель, куда ввели данные из геологической карты, определила положение браннеритового пласта (браннерит— урансодержащий минерал) во вмещающих породах.

Заказчики результатом довольны. Полевые испытания намечены на 2025–2026 годы. Скважинную мюонную томографию проведут на золотоурановом месторождении Элькон. «Задача — подтвердить, что данные мюонной томографии совпадают со сведениями, полученными обычными методами. Затем — утверждение методики в Роснедрах, чтобы Государственная комиссия по запасам, ГКЗ, принимала данные мюонной томографии. Тогда метод можно будет использовать при постановке запасов на баланс и утверждении технико-экономического обоснования временных и постоянных кондиций», — объясняет Юрий Трубаков. Элькон выбран потому, что на нем по требованию ГКЗ необходимы дополнительные геологоразведочные работы (месторождение открыли в начале 1960‑х, и нынешний этап освоения будет четвертой попыткой). Кроме того, Эльконский ГМК планирует испытать мюонную томографию наИ.Дорохова,Г.Д месторождениях золота.

По замыслу троицких ученых, их прибор должен снизить затраты на бурение. Так, при обычном разбуривании 1 км2 по сети 100×100 м требуется 100 скважин. Благодаря просвечиванию недр количество скважин можно сократить до 10.

Опубликовано: Ирина Дорохова, газета «Страна Росатом»

Комментарии (0)Комментировать В цитатник или сообщество

lj_matveychev_oleg

ЦДУ ТЭК: инфографика о геологоразведке на нефть и газ

Понедельник, 06 Июня 2022 г. 13:00 (ссылка)

2022-05-11
Согласно оценке министерства природных ресурсов и экологии РФ, текущих запасов нефти России хватит на 59 лет, а газа — на 103 года. В Роснедрах дают более консервативную оценку размера нефтяных ресурсов — 58 лет, при этом уточняя, что рентабельных запасов хватит только на 19 лет. Увеличение этого срока напрямую зависит от объемов инвестиций в геологоразведку, основная часть которой должна проходить в труднодоступных местах, а также от развития технологий.

Разведка и добыча сегодня являются точкой роста большинства отраслей экономики и драйвером развития регионов. В Минприроды отмечают, что в этом вопросе в нашей стране ещё пользуются наработками советского периода, притом что в геологоразведке начальный этап изучения является самым сложным. В министерстве считают, что риски в этой связи на себя должны взять госорганы.

Поиск новых месторождений — это прерогатива государства, отмечают в ведомстве. А функция министерства заключается в регулировании процессов вывода ресурсов на аукционы тогда, когда они нужны стране.

В ходе аукционов компании получают практически неизученные участки с высокими рисками неудач при геологоразведке (более 80%). В связи с этим Минприроды считает необходимым увеличить финансирование государством
геологоразведочных работ, чтобы иметь возможность выставлять на аукционы не ресурсы, которые стоят миллионы рублей, а запасы недр, чья стоимость исчисляется уже миллиардами рублей.
...
Проходка в разведочном бурении в России в 2021 году снизилась

По данным "ЦДУ ТЭК", российские нефтяные компании в 2021 году пробурили 838,6 тыс. м разведочных скважин, что на 14,2% меньше, чем в 2020 году. Проходка в эксплуатационном бурении за этот период снизилась на 3,2% и достигла 26 128,1 тыс. метров.

"Сургутнефтегаз" за 12 месяцев пробурил 227,1 тыс. м разведочных (–2,7%) и 4525,6 тыс. м эксплуатационных скважин
(–4,0%).

"ЛУКОЙЛ" в прошлом году сократил разведочное бурение на 16,8%, до 128,5 тыс. м, а эксплуатационное бурение — на 6,6%, до 3267,1 тыс. метров.

"Роснефть" за этот период снизила разведочное бурение относительно показателя за 2020 год на 27,1% — до 173,3 тыс. м, в то же время эксплуатационное бурение выросло на 6,0%, до 10 572,0 тыс. метров.

"Башнефть" в минувшем году пробурила 25,6 тыс. м разведочных скважин (–45,4%). Показатель эксплуатационного бурения снизился на 0,3%, до 525,3 тыс. метров.

Эксплуатационное бурение "Газпром нефти" в 2021 году уменьшилось на 13,3%, до 2704,3 тыс. метров. Показатель разведочного бурения за 12 месяцев равен 7,8 тыс. м, для сравнения, годом ранее было 70,2 тыс. метров.

Новинки 2021 года
Ежегодно в мире открываются сотни новых месторождений углеводородов. 2021-й год не стал исключением. Правда, он принес миру гораздо меньше громких открытиями, чем обычно. По оценке аналитиков Rystad Energy, количество открытых в 2021 году нефтяных и газовых месторождений (нефтегазовые месторождения) в мире вообще может стать минимальным за последние 75 лет. Самыми значимыми открытиях прошлого года стали:

газовое месторождение на Таймыре им. Героя России Евгения Зиничева;

месторождение Yoti West "ЛУКОЙЛа" на шельфе Мексики;

Армавирское месторождение в Самарской области;

месторождение им. Ивана Кульбертинова в Якутии;

Кэдэргинское месторождение в Якутии;

месторождение нефти Халела Узбекгалиева в Казахстане.

Газовое месторождение на Таймыре им. Героя РФ Зиничева

"Ермак Нефтегаз" в ноябре 2021 года подтвердил открытие на Таймыре уникального месторождения с запасами газа 384 млрд кубометров. Ему присвоено имя Героя России Евгения Николаевича Зиничева.

Месторождение открыто по результатам бурения поисковой скважины № 1 на Верхнекубинском участке недр. По действующей классификации запасов данное сухопутное месторождение относится к категории уникальных.

Оно является самым крупным по размеру запасов газа в данном регионе и характеризуется высокими показателями продуктивности. Промышленные запасы газа установлены в пяти залежах суходудинской свиты нижнего мелового периода.

Месторождение Yoti West "ЛУКОЙЛа" на шельфе Мексики

Это нефтяное месторождение "ЛУКОЙЛ" открыл 23 ноября на структуре Yoti West на Блоке 12 на шельфе Мексики. Начальные запасы оцениваются в 250 млн барр. нефти. Месторождение обнаружено в результате бурения первой поисковой скважины.

Скважина Yoti West-1 EXP пробурена в 60 км от берега с полупогружной платформы Valaris 8505. В ходе работ был вскрыт песчаный коллектор в отложениях верхнего миоцена с высокими фильтрационно-ёмкостными свойствами и эффективной нефтенасыщенной толщиной около 25 метров. По результатам бурения планируется подготовить план оценки месторождения Yoti West.

Армавирское месторождение в Самарской области

Новое нефтяное месторождение с начальными извлекаемыми запасами нефти по категории С1 0,75 млн т открыло дочернее предприятие "Роснефти" — "Самаранефтегаз". Промышленный приток на поисковой скважине этого промысла составил 198 куб. м в сутки.

Армавирское месторождение расположено в Нефтегорском районе Самарской области в пределах Ново-Желябовского лицензионного участка, приобретенного в 2018 году с целью расширения ресурсной базы и восполнения промышленных запасов углеводородов.

Месторождение им. Ивана Кульбертинова в Якутии

Компания "Таас-Юрях Нефтегазодобыча" по результатам бурения поисковой скважины на Нижнеджербинском лицензионном участке открыла новое крупное газоконденсатное месторождение.

На баланс Государственной комиссии по запасам поставлено более 75 млрд куб. м газа и 1,4 млн т конденсата. Месторождение названо именем Ивана Николаевича Кульбертинова — одного из героев Великой Отечественной войны, уроженца Олекминского улуса Якутии.

Кэдэргинское месторождение в Якутии

На территории Республики Саха (Якутия) "Роснефть" открыла крупное газоконденсатное месторождение. Оно получило название Кэдэргинское. На баланс Государственной комиссии по запасам поставлены более 40 млрд куб. м газа и более 2 млн т газового конденсата.

В рамках реализации геологоразведочных мероприятий была создана региональная геологическая модель месторождения, выполнена оценка ресурсного потенциала, проведены полевые сейсморазведочные работы, а также высокотехнологичная обработка и интерпретация данных сейсморазведки.

Месторождение нефти Халела Узбекгалиева в Казахстане

В Мангистауской области Казахстана открыли крупное месторождение нефти. Оно названо в честь геолога-нефтяника Халела Узбекгалиева и расположено на территории двух районов — Мангистауского и Бейнеуского.

Геологоразведочные работы были начаты в 2018 году. Ожидается, что месторождение будет уникальным по давлению, дебиту, газовому фактору и другим параметрам. Сейчас ведутся работы по выявлению запасов. Вокруг нового промысла расположены Каракудук, Арыстан и Комсомольское месторождения.

Это самая масштабная залежь углеводородов, найденная в регионе за 30 лет. Как показал анализ, добытая здесь нефть — легкая, не сернистая, извлекается из недр стандартными способами. Запасы на месторождении пока не подсчитаны.

Удачи 2020 года
Согласно расчетам Westwood Global Energy, на Россию пришлось 70% объемов запасов нефти и газа, из обнаруженных в мире в 2020 году. Крупнейшие открытия сделаны "Роснефтью" в Карском море и Западной Сибири.

В 2020 году в Красноярском крае открыто уникальное по запасам нефти Западно-Иркинское месторождение с извлекаемыми запасами нефти по сумме категорий С1 + С2 511 млн тонн.

На шельфе Карского моря — газовые месторождения имени Маршала Жукова с извлекаемыми запасам газа по категориям С1 + С2 800 млрд куб. м; имени Маршала Рокоссовского с запасами 514 млрд куб. м; крупное месторождение 75 лет Победы (извлекаемые запасы свободного газа оцениваются по категориям С1 + С2 в 202 млрд куб. м).

Крупные запасы газа становятся все актуальнее на фоне текущей климатической повестки и намерения большинства крупных стран к 2050–2060 годам перейти к полной углеродной нейтральности. С учетом таких перспектив спрос на газ как "зеленое" топливо сохранится и в отдаленной перспективе.

При этом очевидно, что для перевода огромного ресурсного потенциала российских морских акваторий в запасы необходимо проведение масштабных геологоразведочных работ. В ряде арктических морей (море Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское, Берингово) практически отсутствует буровая изученность, а степень разведанности ресурсов не превышает 3%. Изучение и разработка участков в этих морях — вопрос долгосрочной перспективы.

Оценка нефтегазоносности в арктической зоне Якутии

"Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт" (ВНИГНИ) объявил пять конкурсов на выполнение геолого-геофизических исследований и работ по оценке нефтегазоносности участков Лено-Вилюйской и Лено-Тунгусской нефтегазоносных провинций в арктической зоне Якутии. Речь идет о Соболох-Маянской, Ундулюнгской и Восточно-Линденской площадях Лено-Вилюйской провинции, а также о Мунской и Жиганской площадях Лено-Тунгусской провинции.

Начальная цена контракта на исследование Соболох-Маянской (площадь полевых работ 11,13 тыс. кв. км) площади — 646,36 млн руб., Ундулюнгской (8,02 тыс. кв. км) — 636,53 млн руб., Восточно-Линденской (8,69 тыс. кв. км) — 635,4 млн руб., Мунской (11,32 тыс. кв. км) — 752,52 млн руб., Жиганской (14,52 тыс. кв. км) — 997,48 млн рублей.

Победителям тендеров предстоит провести топографо-геодезические работы, опытно-методические и сейсморазведочные работы МОГТ 2D, электроразведочные работы методами ЗСБ и МТЗ, обработать и интерпретировать полученные данные и, в конечном итоге, выявить зоны и локальные объекты возможного нефтегазонакопления. Соответствующие работы на всех участках планируется начать во втором квартале 2022 года, закончить — в июле 2024 года.
https://www.cdu.ru/tek_russia/issue/2022/3/1001/

В отличие от https://t.me/Burovaia/6343 инфографика с большим разрешением, поясняющим текстом и ссылкой на источник :)

из блога iv_g