Ресурсоведение (Е. Ю. Елсукова, 2017)

В учебном пособии рассмотрены основные виды природных ресурсов: минеральные, водные, земельные, биологические и др., а также методы оценки их запасов, географическое распределение и экологические последствия их получения и применения. Особое внимание уделено минеральным ресурсам. Даются их различные отечественные и зарубежные классификации, анализируются и сопоставляются отечественные, зарубежные и мировые запасы разных видов минеральных ресурсов. Излагаются современные подходы к рациональному использованию природных ресурсов. Теоретический материал богато иллюстрирован таблицами и рисунками. Пособие предназначено для студентов бакалавриата высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Экология и природопользование» и может оказаться полезным всем интересующимся данной проблематикой.

Оглавление

* * *

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Ресурсоведение (Е. Ю. Елсукова, 2017) предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Купить и скачать полную версию книги в форматах FB2, ePub, MOBI, TXT, HTML, RTF и других

3. Минеральные ресурсы

Минеральные ресурсы лежат в основе пирамиды, отражающей социально-экономические и экологические проблемы развития материальной основы современного общества. Единой классификации минерального сырья не существует. В первом приближении полезные ископаемые делятся на горючие, металлические (рудные) и неметаллические (нерудные).

3.1. Классификация природных минеральных ресурсов

Классификация минеральных ресурсов на основе использования выглядит следующим образом:

1) топливно-энергетическое сырье: нефть, газ, уголь, торф, урановые руды, горючие сланцы;

2) черные и легирующие металлы: руды железа (Fe), марганца (Mn), хрома (Cr), титана (Ti), ванадия (V), вольфрама (W), молибдена (Mo) и др., – это сырье необходимо для производства стали и чугуна;

3) цветные металлы: руды алюминия (Al), меди (Cu), свинца (Pb), цинка (Zn), ртути (Hg), кобальта (Co) и др.; благородные металлы: золото (Au), серебро (Ag), платина (Pt) и платиноиды;

5) химическое и агрохимическое сырье: калий (K), фосфор (P), сера (S) и др.;

6) техническое сырье: алмазы, асбест, графит; флюсы и огнеупоры: известняки, доломиты, огнеупорные глины; цементное сырье: глинистые известняки.

В Российской Федерации принята Классификация запасов и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых (утв. приказом МПР РФ от 11 декабря 2006 г. № 278), согласно которой выделяют запасы твердых полезных ископаемых, подсчитываемые по результатам геологоразведочных и эксплуатационных работ, а также прогнозные ресурсы твердых полезных ископаемых, которые оцениваются по металлогеническим зонам, бассейнам, рудным районам, полям, рудопроявлениям, флангам и глубоким горизонтам месторождений твердых полезных ископаемых.

Далее, запасы твердых полезных ископаемых и содержащихся в них полезных компонентов, подлежащих государственному учету, по экономическому значению подразделяются на две основные группы: балансовые (экономические) и забалансовые (потенциально экономические) запасы, которые подлежат раздельному подсчету и учету.

К балансовым относятся запасы, разработка которых на момент оценки согласно технико-экономическим расчетам экономически эффективна в условиях конкурентного рынка при использовании техники, технологии добычи и переработки минерального сырья, обеспечивающих соблюдение требований по рациональному использованию недр и охране окружающей среды.

К забалансовым относятся:

1) запасы, разработка которых на момент оценки согласно технико-экономическим расчетам экономически не эффективна (убыточна) в условиях конкурентного рынка;

2) запасы, отвечающие требованиям, предъявляемым к балансовым запасам, но использование которых на момент оценки невозможно в связи с расположением в пределах водоохранных зон, населенных пунктов, сооружений, сельскохозяйственных объектов, заповедников, памятников природы, истории и культуры.

Забалансовые запасы подсчитываются и учитываются в случае, если технико-экономическими расчетами установлена возможность их последующего извлечения или целесообразность попутного извлечения, складирования и сохранения для использования в будущем.

Необходимая и достаточная степень разведанности запасов твердых полезных ископаемых определяется в зависимости от сложности геологического строения месторождений, которые подразделяются по данному признаку на четыре группы.

По степени геологической изученности запасы полезных ископаемых подразделяются на категории: А, В, С1, С2.

Запасы категории A выделяются на участках детализации разведываемых и разрабатываемых месторождений 1-й группы сложности геологического строения и должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1) установлены размеры, форма и условия залегания тел полезного ископаемого, изучены характер и закономерности изменчивости их морфологии и внутреннего строения, выделены и оконтурены безрудные и некондиционные участки внутри тел полезного ископаемого, при наличии разрывных нарушений установлены их положение и амплитуда смещения;

2) определены природные разновидности, выделены и оконтурены промышленные (технологические) типы и сорта полезного ископаемого, установлены их состав и свойства; качество выделенных промышленных (технологических) типов и сортов полезного ископаемого охарактеризовано по всем предусмотренным промышленностью параметрам;

3) изучены распределение и формы нахождения ценных и вредных компонентов в минералах и продуктах переработки и переделов полезного ископаемого;

4) контур запасов полезного ископаемого определен в соответствии с требованиями кондиций по скважинам и горным выработкам по результатам их детального опробования.

Запасы категории B выделяются на участках детализации разведываемых и разрабатываемых месторождений 1-й и 2-й групп сложности геологического строения и должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1) установлены размеры, основные особенности и изменчивость формы и внутреннего строения, условия залегания тел полезного ископаемого, пространственное размещение внутренних безрудных и некондиционных участков; при наличии крупных разрывных нарушений установлены их положение и амплитуды смещения, охарактеризована возможная степень развития малоамплитудных нарушений;

2) определены природные разновидности, выделены и при возможности оконтурены промышленные (технологические) типы полезного ископаемого; при невозможности оконтуривания установлены закономерности пространственного распределения и количественного соотношения промышленных (технологических) типов и сортов полезного ископаемого; качество выделенных промышленных (технологических) типов и сортов полезного ископаемого охарактеризовано по всем предусмотренным кондициями параметрам;

3) определены минеральные формы нахождения полезных и вредных компонентов;

4) контур запасов полезного ископаемого определен в соответствии с требованиями кондиций по результатам опробования скважин и горных выработок.

Запасы категории C1 составляют основную часть запасов разведываемых и разрабатываемых месторождений 1-й, 2-й и 3-й групп сложности геологического строения, а также могут выделяться на участках детализации месторождений 4-й группы сложности и должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1) выяснены размеры и характерные формы тел полезного ископаемого, основные особенности условий их залегания и внутреннего строения, оценены изменчивость и возможная прерывистость тел полезного ископаемого, а для пластовых месторождений и месторождений строительного и облицовочного камня также наличие площадей развития малоамплитудных тектонических нарушений;

2) определены природные разновидности и промышленные (технологические) типы полезного ископаемого, установлены общие закономерности их пространственного распространения и количественные соотношения промышленных (технологических) типов и сортов полезного ископаемого, минеральные формы нахождения полезных и вредных компонентов; качество выделенных промышленных (технологических) типов и сортов охарактеризовано по всем предусмотренным кондициями параметрам;

3) контур запасов полезного ископаемого определен в соответствии с требованиями кондиций по результатам опробования скважин и горных выработок, с учетом данных геофизических и геохимических исследований.

Запасы категории C2 выделяются при разведке месторождений всех групп сложности, а на месторождениях 4-й группы сложности геологического строения составляют основную часть запасов, вовлекаемых в разработку, и должны удовлетворять следующим требованиям:

1) размеры, форма, внутреннее строение тел полезного ископаемого и условия их залегания оценены по геологическим, геофизическим и геохимическим данным и подтверждены вскрытием полезного ископаемого ограниченным количеством скважин и горных выработок;

2) контур запасов полезного ископаемого определен в соответствии с требованиями кондиций на основании опробования ограниченного количества скважин, горных выработок, естественных обнажений или по их совокупности, с учетом данных геофизических и геохимических исследований и геологических построений.

Запасы комплексных руд и содержащихся в них основных компонентов подсчитываются по одним и тем же категориям. Запасы попутных компонентов, имеющих промышленное значение, подсчитываются в контурах подсчета запасов основных компонентов и оцениваются по категориям в соответствии со степенью их изученности, характером распределения и формами нахождения.

Прогнозные ресурсы участков недр по степени их обоснованности подразделяются на категории Р1, Р2, Р3.

Прогнозные ресурсы категории P1 учитывают возможность расширения границ распространения полезного ископаемого за контуры запасов C2 или выявления новых рудных тел полезного ископаемого на рудопроявлениях, разведанных и разведываемых месторождениях. Для количественной оценки ресурсов этой категории используются геологически обоснованные представления о размерах и условиях залегания известных тел. Оценка ресурсов основывается на результатах геологических, геофизических и геохимических исследований участков недр возможного нахождения полезного ископаемого, на материалах структурных и поисковых скважин, а в пределах месторождений – на геологической экстраполяции структурных, литологических, стратиграфических и других особенностей, установленных на более изученной их части.

Прогнозные ресурсы категории P2 учитывают возможность обнаружения в бассейне, рудном районе, узле, поле новых месторождений полезных ископаемых, предполагаемое наличие которых основывается на положительной оценке выявленных при крупномасштабной (в отдельных случаях среднемасштабной) геологической съемке и поисковых работах проявлений полезного ископаемого, а также геофизических и геохимических аномалий, природа и возможная перспективность которых установлены единичными выработками.

Прогнозные ресурсы категории P3 учитывают лишь потенциальную возможность открытия месторождений того или иного вида полезного ископаемого на основании благоприятных геологических и палеогеографических предпосылок, выявленных в оцениваемом районе при средне-мелкомасштабных геолого-геофизических и геолого-съемочных работах, дешифрировании космических снимков, а также при анализе результатов геофизических и геохимических исследований.

Количественная и качественная оценка прогнозных ресурсов производится до глубин, доступных для эксплуатации при современном и возможном в ближайшей перспективе уровне техники и технологии разработки месторождений, на основе ориентировочных технико-экономических расчетов.

По степени изученности месторождения полезных ископаемых подразделяются на разведанные и оцененные. Месторождения (участки недр) относятся к разведанным, если их запасы, качество, технологические свойства, гидрогеологические и горнотехнические условия разработки изучены по скважинам и горным выработкам с полнотой, достаточной для технико-экономического обоснования их вовлечения в промышленное освоение в установленном порядке. Месторождения относятся к оцененным, если их запасы, качество, технологические свойства, гидрогеологические и горнотехнические условия разработки изучены в степени, позволяющей обосновать целесообразность дальнейшей разведки и разработки.

Согласно действующей в Российской Федерации в настоящее время Классификации запасов и ресурсов нефти и горючих газов (утв. приказом МПР России № 477 от 1 ноября 2013 г.) при определении запасов подлежат обязательному раздельному подсчету и учету запасы нефти, горючих газов, конденсата и содержащихся в них попутных компонентов. Подсчет и учет запасов производят по наличию их в недрах по каждой залежи раздельно и месторождению в целом. Ресурсы оцениваются и учитываются раздельно по нефти, газу и конденсату в пределах нефтегазоносных провинций, областей, районов, зон, площадей и отдельных ловушек по результатам геолого-разведочных работ.

Запасы залежей и месторождений подразделяются на: геологические запасы (количество нефти, газа, конденсата и содержащихся в них компонентов, которое находится в недрах в изученных бурением залежах, наличие которых в недрах доказано пробной или промышленной эксплуатацией или испытанием скважин или обосновывается геолого-геофизическими исследованиями); извлекаемые запасы (часть геологических запасов, которая может быть добыта из залежи за весь срок разработки в рамках оптимальных проектных решений с использованием доступных технологий с учетом соблюдения требований по охране недр и окружающей среды).

Ресурсы не вскрытых бурением объектов с предполагаемой нефтегазоносностью подразделяются на: геологические ресурсы (количество нефти, газа и конденсата, содержащееся в не вскрытых бурением ловушках, нефтегазоносных или перспективных нефтегазоносных пластах, горизонтах или комплексах, наличие которых в недрах предполагается на основе геологических представлений, теоретических предпосылок, результатов геологических, геофизических и геохимических исследований); извлекаемые ресурсы (часть геологических ресурсов, которую прогнозируется извлечь из недр с использованием доступных технологий с учетом соблюдения требований по охране недр и окружающей среды).

Запасы нефти, конденсата, а также содержащихся в нефти, конденсате и горючих газах компонентов подсчитываются и учитываются, а ресурсы нефти и конденсата оцениваются и учитываются в единицах массы. Запасы горючих газов и гелия подсчитываются и учитываются, а ресурсы горючих газов оцениваются и учитываются в единицах объема. Подсчет запасов и оценка ресурсов нефти, газа, конденсата и содержащихся в них компонентов производятся при условиях, приведенных к стандартным (при давлении 0,1 МПа и температуре 20 °С). Месторождения и залежи нефти и газа для планирования геолого-разведочных работ и разработки месторождений и ведения учета запасов содержащихся в них полезных ископаемых подразделяются по фазовому состоянию, по величине запасов и стадиям освоения.

Запасы нефти и газа подразделяются по степени промышленного освоения и по степени геологической изученности на категории: А (разрабатываемые, разбуренные), В1 (разрабатываемые, неразбуренные, разведанные), В2 (разрабатываемые, неразбуренные, оцененные), С1 (разведанные) и С2 (оцененные).

Запасы залежей, разбуренных эксплуатационными скважинами и разрабатываемых в соответствии с утвержденным проектным документом, относятся к категории А (разрабатываемые, разбуренные); к категории А относятся запасы залежей/частей залежей, геологическое строение которых, форма и размеры определены, а флюидальные контакты обоснованы по данным бурения, опробования и материалам геофизических исследований скважин. Цитологический состав, тип коллекторов, эффективные нефте- и газонасыщенные толщины, фильтрационно-емкостные свойства и нефте-и газонасыщенность, состав и свойства углеводородов в пластовых и стандартных условиях и технологические характеристики залежи (режим работы, дебиты нефти, газа, конденсата, продуктивность скважин) установлены по данным эксплуатации скважин, гидропроводность и пьезопроводность пласта, пластовое давление, температура, коэффициенты вытеснения определены по результатам гидродинамических исследований скважин и лабораторных исследований керна.

Запасы не разбуренных эксплуатационными скважинами залежей, разработка которых планируется в соответствии с утвержденным проектным документом, изученные сейсморазведкой или иными высокоточными методами и разбуренные поисковыми, оценочными, разведочными, транзитными или углубленными эксплуатационными скважинами, давшими промышленные притоки нефти или газа (отдельные скважины могут быть не опробованы, но продуктивность их предполагается по данным геофизических и геолого-технологических исследований, а также керна), относятся к категории В1 (разрабатываемые, неразбуренные, разведанные).

Запасы залежей, не разбуренных эксплуатационными скважинами, разработка которых проектируется в соответствии с утвержденным проектным документом, изученные сейсморазведкой или иными высокоточными методами, наличие которых обосновано данными геологических и геофизических исследований и испытанием отдельных скважин в процессе бурения, относятся к категории В2 (разрабатываемые, неразбуренные, оцененные).

Запасы залежей, не введенные в промышленную разработку месторождений, на которых может осуществляться пробная эксплуатация или пробная эксплуатация отдельных скважин, относятся к категории C1 (разведанные). Залежи должны быть изучены сейсморазведкой или иными высокоточными методами и разбурены поисковыми, оценочными, разведочными скважинами, давшими промышленные притоки нефти или газа (отдельные скважины могут быть не опробованы, но продуктивность их предполагается по данным геофизических и геолого-технологических исследований, а также керна). Для открываемых месторождений на акваториях морей, в том числе на континентальных шельфах морей Российской Федерации в территориальных морских водах, во внутренних морских водах, а также в Каспийском и Азовском морях, к запасам категории C1 относят залежь, вскрытую первой поисковой скважиной, в которой получены качественные результаты гидродинамического каротажа (ГДК), позволяющие оценить характер насыщенности пласта. Геологическое строение залежи, фильтрационно-емкостные свойства пород-коллекторов, состав и свойства флюидов, гидродинамические характеристики, дебиты скважин изучены по результатам геолого-промысловых исследований скважин в процессе реализации проектов геолого-разведочных работ разведки, пробной эксплуатации отдельных скважин или проекта пробной эксплуатации.

Запасы залежей, не введенных в промышленную разработку месторождений, разрабатываемых на основании проекта пробной эксплуатации, пробной эксплуатации отдельных скважин, изученные сейсморазведкой или иными высокоточными методами, наличие которых обосновано данными геологических и геофизических исследований и испытанием отдельных скважин в процессе бурения, относятся к категории С2 (оцененные).

Ресурсы нефти, газа и конденсата по степени геологической изученности подразделяются на категории: D0 (подготовленные), Dл (локализованные), D1 (перспективные), D2 (прогнозируемые). Критерием выделения категорий ресурсов по геологической изученности является изученность геологического строения и нефтегазоносности территории, геологического элемента или участка недр по площади и разрезу параметрическим и поисковым бурением, геофизическими, геохимическими и другими видами поисково-разведочных работ.

Ресурсы нефти, газа и конденсата возможно продуктивных пластов в подготовленных к бурению ловушках в районах с доказанной промышленной нефтегазоносностью или в не вскрытых бурением продуктивных пластах открытых месторождений (форма, размеры и условия залегания предполагаемых залежей определены по результатам геолого-геофизических исследований, толщина и фильтрационно-емкостные свойства пластов, состав и свойства углеводородов принимаются по аналогии с открытыми месторождениями) относятся к категории D0 (подготовленные). Подготовленные ресурсы категории D0 отражают возможность открытия залежей нефти и газа в подготовленной к поисковому бурению ловушке и используются для проектирования поисковых работ.

Ресурсы нефти, газа и конденсата возможно продуктивных пластов в ловушках, выявленных по результатам поисковых геологических и геофизических исследований в пределах районов с доказанной промышленной нефтегазоносностью, относятся к категории Dл (локализованные). Локализованные ресурсы нефти и газа используются при планировании геолого-разведочных работ по подготовке ловушек к поисковому бурению и подготовке ресурсов категории D0.

Ресурсы нефти, газа и конденсата литолого-стратиграфических комплексов и горизонтов с промышленной нефтегазоносностью, доказанной в пределах крупных региональных структур (количественная оценка перспективных ресурсов проводится по результатам региональных геологических, геофизических, геохимических исследований и по аналогии с изученными месторождениями, открытыми в пределах оцениваемого региона), относятся к категории D1 (перспективные).

Ресурсы нефти, газа и конденсата литолого-стратиграфических комплексов, оцениваемые в пределах крупных региональных структур, промышленная нефтегазоносность которых еще не доказана (перспективы нефтегазоносности этих комплексов определяются на основе имеющихся данных геологических, геофизических, геохимических исследований и по аналогии с другими более изученными регионами, где установлены разведанные месторождения нефти и газа, или вышележащими нефтегазоносными комплексами), относятся к категории D2 (прогнозируемые).

В зависимости от фазового состояния и состава основных углеводородных соединений в недрах месторождения (залежи) нефти и газа подразделяются на: нефтяные (Н), содержащие только нефть, насыщенную в различной степени газом; газонефтяные (ГН), в которых основная часть залежи нефтяная, а газовая шапка не превышает по объему нефтяную часть залежи; нефтегазовые (НГ), к которым относятся газовые залежи с нефтяной оторочкой и залежи, в которых газовая шапка превышает по объему нефтяную часть залежи; газовые (Г), содержащие только газ; газоконденсатные (ГК), содержащие газ с конденсатом; нефтегазоконденсатные (НГК), содержащие нефть, газ и конденсат.

В газовых залежах по содержанию конденсата выделяются следующие группы газоконденсатных залежей:

 низкоконденсатные – с содержанием конденсата менее 25 г/м³;

 среднеконденсатные – с содержанием конденсата от 25 до 100 г/м³;

 высококонденсатные – с содержанием конденсата от 100 до 500 г/м³;

 уникальноконденсатные – с содержанием конденсата более 500 г/м³.


Месторождения нефти и газа по величине начальных извлекаемых запасов подразделяются на:

 уникальные – более 300 млн т нефти или 300 млрд м³ газа;

 крупные – от 30 до 300 млн т нефти или от 30 до 300 млрд м³ газа;

 средние – от 5 до 30 млн т нефти или от 5 до 30 млрд м³ газа;

 мелкие – от 1 до 5 млн т нефти или от 1 до 5 млрд м³ газа;

 очень мелкие – менее 1 млн т нефти, менее 1 млрд м³ газа.


По сложности геологического строения выделяются месторождения (залежи):

 простого строения – однофазные, связанные с ненарушенными или слабонарушенными структурами, продуктивные пласты характеризуются выдержанностью толщин и фильтрационно-емкостных свойств по площади и разрезу;

 сложного строения – одно- и двухфазные, характеризующиеся невыдержанностью толщин и фильтрационно-емкостных свойств продуктивных пластов по площади и разрезу или наличием литологических замещений коллекторов непроницаемыми породами либо тектонических нарушений;

 очень сложного строения – одно- и двухфазные, характеризующиеся как наличием литологических замещений или тектонических нарушений, так и невыдержанностью толщин и фильтрационно-емкостных свойств продуктивных пластов.

По степени освоения месторождения (залежи) нефти и газа подразделяются на:

 разрабатываемые – месторождения, на которых осуществляется добыча углеводородов в соответствии с утвержденным проектным документом на разработку (технологическим проектом разработки или дополнением к нему или технологической схемой разработки или дополнением к ней);

 разведываемые – месторождения, на которых проводятся геолого-разведочные работы, в том числе может осуществляться добыча в рамках проекта пробной эксплуатации залежи, месторождения или эксплуатация отдельных скважин.

Международные классификации категорий ресурсов и запасов нефти и газа

За рубежом широко используется классификация американского Общества инженеров-нефтяников Society of Petroleum Engineers (SPE), принятая в 1969 г. в первой редакции. В 1999 г. в классификацию были добавлены две категории ресурсов. В 2007 г. на ее основе создается Система управления запасами и ресурсами (Petroleum Resources Management System – PRMS). Классификация SPE/PRMS (2007 г.) стала результатом многолетней работы специалистов всевозможных организаций, в основном американских. Несколько позднее было опубликовано руководство по применению этой системы. Классификация SPE/PRMS была обновлена в 2011 г. В этой классификации выделены три основные группы запасов: дока занные запасы (Proved reserves) – разбуренные разрабатываемые и неразрабатываемые, а также неразбуренные; вероятные запасы (Probable reserves); возможные запасы (Possible reserves). Помимо запасов, выделяются две категории ресурсов: условные ресурсы – количество углеводородов в открытых (разбуренных) залежах, которые оцениваются как потенциально извлекаемые; перспективные ресурсы – количество углеводородов, оцениваемых как потенциально извлекаемые из неоткрытых (неразбуренных) залежей в результате реализации будущих проектов разработки, которые в настоящее время не считаются промышленно рентабельными из-за отсутствия одного или нескольких условий (Guidelines for Application…, 2011).

Комиссия по ценным бумагам США (SEC) при оценке запасов использует более консервативный и жесткий подход к состоянию запасов. В данной классификации существует только одна категория запасов – доказанные.

Согласно международным классификациям, запасы углеводородов – это их оцениваемые промышленно извлекаемые количества, которые, как ожидается, будут добыты из выявленных залежей после определенной даты (табл. 1). Запасы и ресурсы, оцениваемые по международным классификациям, дополнительно ограничены определенными критериями, в число которых входят: экономические факторы (ставка капитализации, цены, затраты); законодательство (условия и сроки лицензий); сроки разработки (начало разработки в течение 5 лет); договоры (о продажах, с подрядчиками и т. д.); другие факторы (условия рынка, планирование на уровне компании, ограничения инфраструктуры).

Помимо названных, в мировой практике используется большое количество других классификаций: рамочная классификация ООН (РКООН-2009), английская (SORP-2001), канадская (NI 51-101), китайская (PRO), норвежская (NPD-2001) и пр.

Конец ознакомительного фрагмента.

Оглавление

* * *

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Ресурсоведение (Е. Ю. Елсукова, 2017) предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Купить и скачать полную версию книги в форматах FB2, ePub, MOBI, TXT, HTML, RTF и других

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ э ю я