Так как решающим фактором при проектировании разведки в условиях большинства угольных бассейнов и месторождений является степень изученности гипсометрии пластов, то для практических целей вполне достаточно производить проектирование сети скважин только по данному фактору. Скважины узкоспециализированного назначения, уточняющие, например, положение выхода пласта под наносы, могут быть запроектированы отдельно, тем более что проведение таких скважин целесообразно осуществлять в основном уже после выполнения предварительных проектных работ по выбору мест заложения вскрывающих выработок. Кроме того, следует помнить и о совершенно обоснованной практике увеличения расчетного объема буровых работ на 10 % для решения непредвиденно возникающих проблем. В связи с этим предприятию, финансирующему геологоразведку, целесообразно заранее юридически оговорить с исполнителем работ обязательное согласование с заказчиком необходимости проведения каждой скважины и счет резервного фонда. В противном случае неизбежно немотивированное его расходование, а ведь стоимость 1 м скважины в настоящее время 110—120 долларов.
Проектирование необходимой плотности и конфигурации сгущающей разведочной сети может быть осуществлено на основании установления для объекта эмпирической зависимости между снижением неоднозначности модели гипсометрии и увеличением плотности сети скважин.
На основании многочисленных экспериментальных работ установлено, что соотношение площадей двух «накладываемых» друг на друга оценочных блоков (SМ малого блока 1-2-5-4 и SБ большого блока 1-3-7-6 — рис. 2.45) и соотношение значений их ламбда-критериев (λМ для малого блока и λБ для большого блока) взаимосвязаны следующим образом [45]:
где n = SE/SM — отношение площадей проекций большого и малого блока, характеризующее отношение плотности разведочных сетей.
Числовой коэффициент К устанавливается для каждого объекта индивидуально и связан с геологической сложностью изучаемого объекта. Например, по результатам детальной разведки полей установлено, что для условий шахты «Нагорная» в Байдаевском районе Кузбасса (II группа сложности) К= 1,7 м, для участка Ровненского Кемеровского района Кузбасса (III группа сложности) К = 4,5 м и, наконец, для очень сложного поля углеразреза «Ургунский» Горловского месторождения Новосибирской области К= 13,2 м.
Кроме того, экспериментально установлено [45], что предрассчитать ожидаемую неоднозначность геометрической модели гипсометрии в результате более чем четырехкратного сгущения сети скважин невозможно. Таким образом, если для рассматриваемого контура будет определено (по формуле 2.26), что n должно превышать 4, то в его пределах целесообразно равномерно сгустить сеть скважин в четыре раза. После реализации такого равномерного сгущения необходимо выполнить соответствующие построения, произвести оценку их достоверности и при неудовлетворительной их надежности осуществить проектирование сети новых дополнительных скважин.
Приведенные выше результаты являются экспериментальным доказательством идеи стадийности геологоразведочных работ. В соответствии с современным законодательством официально сохранены лишь две стадии — поиска и разведки. Однако заказчика геологоразведочных работ такое укрупненное деление не должно удовлетворять, равно как и использование ранее действующего разделения (детальные поиски, предварительная разведка, детальная разведка и т. д.). Для обеспечения наиболее дешевой и качественной разведки целесообразно в современных условиях (при высокой стоимости бурения и низкой стоимости камеральных работ) дробить процесс геологического изучения на как можно более мелкие единицы и обновлять структурные построения практически после проведения каждой группы и даже каждой отдельной скважины. В реализации такого подхода, который был впервые сформулирован в 1927 г. [38], в аналогичных сегодняшним условиям огромную роль могут сыграть компьютерные, прежде всего геоинформационные, системы.
Методика расчета коэффициента К, используемого в предрасчетной формуле 2.26, сводится к следующему.
По имеющейся сети скважин, обязательно прошедшей проверку правомерности построения гипсометрического плана (рис. 2.46, а), выделяются «большие» блоки, превышающие по площади блоки, выделяемые в ходе практического расчета λ-критериев (блоки полной сети скважин: 1-2-5-4, 2-3-6-5, 4-5-8-7 и 5-6-9-8 на рис. 2.46, г), примерно в два (1-3-6-4 и 4-6-9-7 на рис. 2.46,в) — четыре (1-3-9-7 на рис. 2.46, б) раза. Определяются площадь каждого блока и значение ламбда-критерия в нем.
При выделении «больших» блоков следует стремиться к тому, чтобы по форме (прежде всего, по вытянутости, т. е. отношению коротких и длинных сторон четырехугольников) они напоминали блоки полной сети. После этого формируются группы соответствующих друг другу «малых» и «больших» блоков. Причем один и тот же блок может выполнять функции как «большого», так и «малого».
В табл. 2.13 приведен пример расчета коэффициента К по данным рис. 2.46. Строки колонки 7 заполняются только в случае, если для нее одновременно выполняются два условия: SE/SM < 4 и λБ > λM, т. е. при ее заполнении возможно возникновение пустых строк. После заполнения таблицы находятся алгебраическая сумма чисел по колонке 8 (U) и количество заполненных строк этой колонки (r). Значение коэффициента К рассчитывается по формуле:
Для практической реализации описанной методики используется программа «PRS» для ЭВМ, полностью совместимая по данным с упомянутой выше программой «DRU». Определение вида предрассчетной формулы 2.27 осуществляется в ней в специальном режиме «Зависимость». При работе в нем пользователь последовательно выделяет на экране «большие» («исходные») блоки (один из них выделен на рис. 2.47 утолщенными линиями) с наложением на каждый из них «малых» («вторичных») блоков. По завершении формирования групп блоков происходит автоматический расчет коэффициента К.
Процесс проектирования сгущающей сети скважин реализуется программой «PRS» интерактивно.
Для этого пользователь указывает значение ламбда-критерия, которое необходимо достичь после завершения разведки участка. Затем последовательно выделяются оценочные блоки, охватывающие по возможности все существующие скважины разведочной сети (аналогично процессу квадриангулирования в программы «DRU»). После выделения каждого блока (показан на рис. 2.48 утолщенными линиями) автоматически анализируется состояние его разведанности и формируется один из трех выводов:
- в сгущении сети разведочных скважин нет необходимости;
- необходимо равномерное (четырехкратное) сгущение сети;
- необходимо производство сгущения сети.
В случае генерации двух последних выводов на экране возникает заштрихованный квадрат. Его площадь, равная площади ячейки сети (Smp), обеспечивающей достижение требуемого значения ламбда-критерия (λmp), определяется по формуле:
где λисх и Sисх — значения ламбда-критерия в рассматриваемом оценочном блоке и его площадь.
Данный квадрат может перемещаться по экрану и трансформироваться в прямоугольники. Практически рекомендуется трансформировать квадрат в прямоугольник с вытянутостью, соответствующей вы-тянутости ячейки разведочной сети. Пользуясь прямоугольником как подсказкой, по конфигурации и площади ячейки проектной разведочной сети вручную намечается положение проектных скважин (например, скважин «Пр.1» и «Пр.2», показанных на рис. 2.48).
После завершения работ по определению положения дополнительных проектных точек пластоподсечений для всех оценочных блоков производится их общая корректировка и увязка. В ее ходе проектные скважины объединяются в самостоятельные разведочные линии, включаются в состав существующих (в том числе диагональных) линий, перемещаются с целью увязки разведочных сетей различных пластов, оптимизации их количества и т. д.
В некоторых случаях, особенно на начальных стадиях изучения сделанных предложений, инвестору достаточно иметь лишь приблизительную оценку требуемой плотности разведочной сети. Производство такой экспресс-оценки может быть осуществлено на основе использования описанной выше кривой разведанности и заданного уровня разведанности запасов участка. Данный уровень обычно определяется через требуемое соотношение запасов различной категории разведанности и рассчитывается по формуле:
где ДA, ДB, ДC — планируемая доля запасов категорий А, В, С,.
Например, пусть в результате разведки площади первоочередной отработки пласта XXXI чрезвычайно простого в тектоническом отношении участка «Плотниковский» требуется обеспечить получение 60 % запасов категории А и 40 % запасов категории В. Тогда λтр составит: 3·0,60+10·0,40+20·0,00 = 5,8 м. Затем на оси ламбда-критериев кривой разведанности пласта (рис. 2.49) откладывается значение λтр и находится соответствующая ей точка кривой Т. Необходимая площадь ячейки разведочной сети Smp определяется по оси площадей, по положению точки Т (в данном примере эта площадь составляет 636 тыс. м2).
Общее потребное число ячеек на участке J определяется путем деления его общей площади (5,6 км2 в примере) на среднюю площадь ячейки Smp. В рассматриваемом случае J = 5600 / 636 = 9. Для быстрого перехода от числа ячеек J к необходимому числу скважин n можно использовать корреляционную зависимость, характеризующуюся среднеквадратической погрешностью в ±2 скважины:
Для данного примера n = 4,8+1,22·9 = 16. Дополнительный учет нсроятной погрешности оценки (±2) приводит к n = 16+2 = 18. Таким образом, для достижения заданной достоверности запасов участка необходимо иметь 18 скважин. Поскольку на момент выполнения экспресс-проектирования на участке уже было пройдено 7 скважин, то дополнительно требуется пробурить только 11. При их средней глубине в 110 м это соответствует объему бурения в 1210 м, а с учетом 10 % рекомендуемого резерва — 1330 м. Это при стоимости суммарных затрат на проведение 1 м скважины в 110 долларов позволяет оценить общие затраты на доразведку в 146 тысяч долларов.
При рассмотрении результатов экспресс-анализа следует учитывать то обстоятельство, что он ориентирован на достижение лишь средней заданной разведанности и не гарантирует выделения значительных по площади равноизученных контуров (за счет вероятной чересполосицы блоков с различной категорией запасов). Поэтому, хотя резервные скважины и в состоянии несколько сгладить этот недостаток, описанный экспресс-подход рекомендуется для предварительных и контрольных расчетов. Кроме того, он достаточно эффективен и при проектировании разведки новых участков, когда начальная разведочная сеть априори не рассматривается как окончательная. В этом случае для проектирования может быть использована кривая разведанности не рассматриваемого, а аналогичного ему участка.
Однако кривую разведанности целесообразно использовать и в случае применения ранее описанного метода поскважинного проектирования углеразведки.
Если в результате анализа выяснится, что точка этой кривой, соответствующая уже достигнутой средней разведанности, находится на начальном пологом ее участке (случай Б в табл. 2.14), то это свидетельствует о нецелесообразности повсеместного сгущения сети скважин. Отметим, что в этом случае традиционные (опирающиеся на ориентационные рекомендации ГКЗ и интуитивно-опытные подходы) методы проектирования оказываются не только малоэффективными, но и часто просто бессильными и серьезно проигрывают изложенным методам. В ситуации, противоположной рассмотренной (случай А в табл. 2.14), повсеместное сгущение сети является обоснованным и эффективным.
