В 1980-1984 г. на Астраханском газоконденсатном месторождении методом камуфлетных ядерных взрывов в отложениях каменной соли было создано 15 полостей для хранения газового конденсата [90]. В настоящее время
14
ОАО "Газпром" и ООО "Подземгазпром" занимаются изучением горно-геологических процессов в данных подземных полостях. В работе В.И. Смирнова и др.(2000) рассматриваются существующие концепции, объясняющие механизм деформации подземных полостей. Со временем семь полостей из пятнадцати оказались заполненны рассолом. Давления на устьях скважин этих полостей находятся в пределах от 4.9 до 9.0 МПа. Большая конвергенция объясняется отсутствием противодавления и снижением прочностных свойств соли ядерным взрывом. Несколько лет после взрыва полости оставались незаполненными. Только в 1991 году семь полостей были заполнены газовым конденсатом. [89, 90]. После взрывов физико-механические свойства соли ухудшились на расстоянии 10 радиусов полости от центра взрыва: отмечено снижение прочности на одноосное сжатие на 20-30% на расстоянии 2.5-3 радиуса полости и на 10% на расстоянии 10 радиусов. Модули упругости на расстоянии до трех радиусов также снижаются на 25% [87, 88, 89, 125].
Уральским институтом ВНИИГалургии изучались деформационно - реологические свойства соляных пород в районе отработанного пространства Верхнекамского калийного рудника. Константиновой С.А. (1991) определе-но, что карналлит в значительно меньшей степени, чем каменная соль и сильвинит проявляет склонность к ползучести [59].
На куполе Северный Камысколь с целью создания нефтехранилища в массиве соляных пород проводились инженерно-геологические исследования институтом ИГ и РГИ совместно с ВолгоградНИПИнефть. Были пробурены три скв. 101, 102, 103. Скважины бурились со сплошным отбором керна, поэтому исследование физико-механических свойств проведено весьма основательно. В таком объеме на территории Прикаспийской впадины исследование физико-механических свойств солей проводилось впервые. Свойства га-лита определены статическими и динамическими методами. Надо отметить, что породы купола сильно дислоцированы и имеют сложное строение с раз-
15
витием изоклинальных складок, местами опрокинутых. Об этом свидетельствует практическая несопоставимость разрезов соляных отложений скважин, расположенных на близком расстоянии друг от друга. В процессе исследований были проведены геофизические работы: стандартный каротаж, нейтронный гамма-каротаж, акустический и радиоактивный каротаж. Гораздо позже уже после завершения отчета о НИР на куполе с. Камысколь в скв. 102 был проведен широкополосный акустический каротаж, поэтому автору представилась возможность расчитать упруго-деформационные характеристики вскрытых соляных пород по данным продольных и поперечных волн, а затем сравнить их с экспериментальными [126].
В 60 - 90-е годы прошлого столетия проводились буровые работы на выявление в Волгоградской области в пределах Приволжской моноклинали и Прикаспийской впадины залежей месторождений нефти, газа и попутно ка-лийно-магниевых солей. Особый интерес вызывают работы на Антиповско-Балыклейской и Городищенской площадях, где в соляных отложениях отбирался керн. В лаборатории бурения в солевых отложениях института Волго-градНИПИнефть под руководством Гребенникова Н.П. исследовались физико-механические свойства солей статическим и динамическим методами, где определялись плотность и теплоемкость, модуль упругости, коэффициент Пуассона, условный предел текучести и напряжение при деформации [31, 32, 33, 35, 36, 37, 38, 120]. Большое внимание уделялось экспериментальному изучению упруго-динамических характеристик солей динамическими (акустическими) методами, разработанными институтом физики Земли. Измеряя скорости распространения продольных Vp и поперечных волн Vs в соляных породах, можно вычислить динамический модуль упругости Е, модуль сдвига G, коэффициент Пуассона ц,, предел прочности на сжатие асж [1, 5, 12,21, 46].
Акустические методы лабораторных исследований позволяют получить числовые значения, как в нормальных условиях, так и при высоких давлени-
16
ях и температурах, которые можно сравнить с данными геофизических исследований в скважине [5, 6, 66].
В работе В.И. Осипова и др. (1994) показана необходимость и целесообразность строительства могильников вредных промышленных отходов в массивах каменных солей, которые представляют собой упруговязкую непроницаемую среду, характеризующуюся высокой прочностью до 35 МПа. Геотехнологический способ сооружения подземных полостей широко распространен в США, Германии, Франции для обустройства подземных хранилищ жидких и газообразных углеводородов. В Германии планируется сооружение могильника ядерных отходов в соляном куполе "Горлебен", а в Нидерландах изучается возможность захоронения радиоактивных отходов в двух типах соляных отложений: пластовых залежах и куполах. При этом особое внимание уделяется оценке термомеханической несущей способности массива соли. Здесь же кратко сформулированы критерии оценки рабочей толщи, а также пригодности подстилающих и покрывающих пород [79].
Изучение соляного массива Подмосковного соленосного бассейна с целью захоронения вредных и токсичных отходов, в том числе радиоактивных, проводилось Б.К. Лапочкиным и Т.Ю. Журавлевой (2000). В работе представлены результаты натурных измерений скорости конвергенции горных выработок-резервуаров в каменных солях Припятского прогиба в зависимости от структурно-тектонических условий площадки; дается оценка инженерно-геологических условий Подмосковного соленосного бассейна, где каменная соль среднего девона залегает в пластовых условиях в интервале 1027-1077 м.
Для проведения натурных экспериментов по определению скорости конвергенции выработки были заполнены концентрированным рассолом. В результате конвергенции рассол вытесняется (по рассольным колонам труб) на поверхность, где он собирался в мерные емкости. По вытесненным объемам рассола были измерены фактические объемы уменьшения выработок за счет
17
конвергенции. Причем скорость конвергенции выработки построенной вблизи тектонического разлома, оказалась в 2.5 раза выше, чем у выработки удаленной от разлома [63].
В настоящее время на Россошинской площади, расположенной в пределах Приволжской моноклинали, проводились ООО "Подземгазпром" инженерно-геологические исследования под строительство подземных емкостей для хранения газа [15, 23, 64, 65, 67, 121]. Кунгурские соляные отложения на Приволжской моноклинали не затронуты тектогенезом. Они залегают в относительно спокойных и выдержанных по площади пластовых условиях в виде мощной (в восточной части до 1000м) толщи. На Россошинской площади изучалась только каменная соль, которая явилась вместилищем для хранения газа. Остальные минералы, которые широко представлены в разрезе Приволжской моноклинали, исследовались частично. В работе Лапочкина Б.К. и Журавлевой Т.Ю. (2000) о петрогенетической природе прочности каменных солей определены количественные параметры физико-механических свойств каменной соли и проведен сравнительный анализ основных параметров физико-механических свойств литолого-генетических разновидностей каменных солей. Большое значение в работе имеет то, что зависимость между мгновенной прочностью и плотностью различных литологических разновидностей каменных солей дает возможность предварительно оценивать прочностные характеристики по данным плотностного гамма-гамма каротажа. Проницаемость каменной соли изучалась на моделях подземных резервуаров. [64].
В.В. Врачевым (2000) выявлена взаимосвязь между открытой пористостью и деформируемостью каменной соли, рассмотрены основные закономерности деформирования образцов каменной соли в условиях простого напряженного состояния [22].
Список литературы