Анотація до роботи:

Жикаляк М.В. Геологічні чинники формування колекторських властивостей пісковиків південно-західної частини Донбасу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 04.00.16 – "Геологія твердих горючих копалин". – Національний гірничий університет України, Дніпропетровськ, 2005.

Дисертація присвячена питанням формування, зміни та прогнозування колекторських властивостей і газонасиченості пісковиків південно-західної частини Донбасу. Встановлено закономірності зміни колекторських властивостей пісковиків під дією тектонічних і літостатичних тисків. Визначено вплив речовинного складу та структурних характеристик пісковиків на їх колекторські властивості. Обґрунтований і розроблений розрахунковий метод визначення значень максимальної потенційний газонасиченості пісковиків, глибин залягання пісковиків з максимальною потенційною газонасиченістю та глибин відсутності газонасиченості в пісковиках. На основі отриманих наукових результатів запропонований комплексний підхід до прогнозної оцінки газонасиченості пісковиків з поровим колектором і визначення перспективних ділянок і товщ для попередньої дегазації і видобутку метану.

В дисертації дано нове рішення актуальної для геологорозвідувальної галузі України науково-практичної задачі прогнозної оцінки колекторських властивостей пісковиків вугленосних відкладів південно-західної частини Донбасу, яка полягає у встановленні закономірностей зміни відкритої пористості і максимальної потенційної газонасиченості пісковиків від їх структури, тектонічних умов і глибини залягання, що дозволило розробити комплексний підхід до визначення перспективних ділянок і товщ для попередньої дегазації пісковиків та видобутку метану.

При виконанні дисертаційної роботи отримані наступні наукові та практичні результати.

Вперше на підставі аналізу потужностей ізометаморфічних зон у різних районах Донбасу розроблено схематичну модель зміни палеогеотермічного градієнту у передінверсійний період. Доведено, що чим більшою була загальна потужність осадочних порід у передінверсійний період, тим меншим був палеогеотермічний градієнт і, відповідно, більшого літостатичного тиску зазнали породи, які вміщують вугілля однакової марки.

Запропоновано комплексний коефіцієнт К_к, який відображає сумісний вплив тектонічного та літостатичного тисків на колекторські властивості пісковиків і визначається з урахуванням коефіцієнтів складчастої порушеності, розривної порушеності та літостатичного тисків.

Встановлено, що речовинний склад та характер сортування зерен основних породоутворюючих мінералів пісковиків комплексно впливає на їх колекторські властивості.

Розроблено новий показник – коефіцієнт сортування уламкових зерен основних породоутворюючих мінералів (Кс), який вдосконалює вивчення структурних характеристик пісковиків.

Встановлено, що коефіцієнт сортування уламкових зерен основних породоутворюючих мінералів досліджених пісковиків Донбасу має прямий пропорційний зв’язок з головним показником колекторських властивостей – пористістю. Коефіцієнт кореляційного зв’язку між ними, оцінений з високою надійністю (m = 10,4), зменшується відповідно із ущільненням пісковиків від 0,46 в Красноармійському районі, до 0,43 в Донецько-Макіївському районі та 0,39 в Центральному районі.

Встановлено, що спільна дія тектонічних та літостатичних тисків на вугленосну товщу при формуванні сучасної структури південно-західної частини Донбасу обумовили закономірне зменшення відкритої пористості пісковиків із збільшенням сучасної глибини залягання. Вперше доведено, що градієнт зменшення відкритої пористості пісковиків вугленосної товщі південно-західної частини Донбасу складає, у середньому, 3,0 % на 1000 м. В напрямі від периферії басейну до його центральної частини, у міру збільшення гравітаційного і тангенційного тисків, зменшується градієнт відкритої пористості від 3,1 % на 1000 м 2,7 % на 1000 м.

Наведено, що характерне для пісковиків Донбасу і ДДЗ збільшення значень градієнту зміни відкритої пористості пісковиків з глибиною із збільшенням значень відкритої пористості на умовній глибині 0 м, обумовлено зменшенням впливу сучасного літостатичного тиску на ущільнення порід у міру збільшення ролі тектонічного тиску.

Встановлена закономірна зміна потенційної газонасиченості пісковиків з глибиною залягання за параболічною залежністю, та закономірне збільшення значень максимальної потенційної газонасиченості пісковиків та глибин залягання пісковиків з максимальною потенційною газонасиченістю від ділянок у Центральному геолого-промисловому районі до ділянок у Донецько-Макіївському і Красноармійському геолого-промислових районах із зменшенням впливу літостатичних та тектонічних тисків.

Вперше запропоновано розрахунковий метод визначення значень максимальної потенційної газонасиченості пісковиків, глибин залягання пісковиків з максимальною потенційною газонасиченістю та глибин відсутності газонасиченості у пісковиках, який покладено у комплексний підхід до прогнозної оцінки газонасиченості пісковиків з поровим колектором.

Отримані результати склали наукове підґрунтя для здійснення прогнозування найбільш перспективних для попередньої дегазації та видобутку метану товщ пісковиків на ділянці Кальміуський Рудник. Середня розрахункова глибина залягання пісковиків з максимальною потенційною газонасиченістю на ділянці Кальміуський Рудник складає 1470 м; максимальна потенційна газонасиченість 5,15 м³ газу на м³ породи. На підставі комплексного підходу, з урахуванням структурних характеристик пісковиків, на ділянці Кальміуський Рудник, визначено перспективною нижня частина пісковику m₄Sm₄¹ в інтервалі від 1244 до 1260 м.

Використання наведених наукових та практичних результатів при проведенні геологорозвідувальних робіт на площі південно-західної частини Донбасу сприятиме більш ефективній і цілеспрямованій організації робіт щодо визначення найбільш перспективних ділянок і товщ пісковиків для попередньої дегазації й видобутку метану та залучення його до паливно-енергетичного комплексу країни.

Основні положення дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Голубев А.А., Жикаляк Н.В. Особенности методики изучения и подсчета запасов углеводородных газов в отечественной и зарубежной практике// Геотехническая механика. - Днепропетровск: ИГТМ НАН Украины.-2000.-Вып.17. -С.140-148.

2. Жикаляк Н.В., Назаренко А.М., Михелис А.В. Природные энергоносители и экономика Украины: состояние, проблемы, перспективы// УгольУкраины.-2000.-№8.-С.14-19.

3. Жикаляк М.В. Метан вугільних родовищ у локальній енергетиці Донбасу// Геотехническая механика. - Днепропетровск: ИГТМ НАН Украины.-2002.-Вып.32.-С.74-76.

4. Жикаляк Н.В., Писковой М.А., Лишин В.П., Шайдорова И.М., Свербихин Ю.Г. Перспективы опережающей дегазации на шахтных полях Донбасса// Геотехническая механика.- Днепропетровск: ИГТМ НАН Украины.-2002.- Вып.33.-С.100-103.

5. Жикаляк Н.В. Новый показатель газоносности песчаников// Геотехническая механика.-Днепропетровск: ИГТМ НАН Украины.-2003.-Вып.42.-С.238-246.

6. Жикаляк М.В. Вплив катагенезу порід на газоємні властивості пісковиків// Геотехническая механика. -Днепропетровск: ИГТМ НАН Украины.-2004.-Вып.48.-С.267-274.

7. Лукинов В.В., Жикаляк Н.В. Прогнозная оценка глубин максимальной газоносности песчаников// Геотехническая механика. - Днепропетровск: ИГТМ НАН Украины.-2005.-Вып.53.-С.13-20.

8. Олексюк В.И., Бережной В.В., Джамалова Х.Ф., Тердовидов А.С., Жикаляк Н.В., Зося А.Н., Авдеева И.М. Промышленная газоносность отложений карбона отдельных тектонических блоков в пределах Кальмиус-Торецкой котловины Донбасса// Матеріали наук. практич. конф. "Нафта і газ України", 14-16 грудня 1996 р.-Т.1.-Харків: Українська нафтогазова академія.-1996.-С.180-182.

9. Golubev A.A., Zhykalyak M.V., Nevzorov A.I. Geological stadies of the coalbed gas capacity at depth up to 3 km in the Donets basin. European Coal conference 97. 5-10 May 1997.-Izmir (Turkey).-P.19-20.

10. Zhykalyak M.V., Piskovoi M.A., Golubev A.A., Nazarenko A.M., Pelipenko C.A. About nontraditional mineral resources perspective of Donetsk area// 4th European Coal conference, September 26-28, 2000.-Ustron (Poland).-P.73-74.

11. Голубев А.А., Жикаляк Н.В. Сорбированные и свободные УВ-газы Донбасса и его окраин// Междунар. научн.-практич. конф. "Генезис нефти и газа и формирование их месторождений в Украине, как научная основа прогноза и поисков новых скоплений". Тезисы докладов. Ч.О. УкрГРИ.-Чернигов.-2001.-С.194-195.

Особистий внесок здобувача. Роботи [3,5,6] написані здобувачем особисто, в роботах [1,4,7,8,11] здобувачеві належать основні ідеї, щодо наукового обґрунтування впливу геологічних чинників на колекторські властивості пісковиків. У решті робіт внесок усіх співавторів однаковий.