«геология жəне тұРАҚты даму» Ғылыми-теориялық конференциясы еңбектері

 
268 
ной  осадочной  серией  венда,  образование  которой  связано  с 
дальнейшим  развитием  рифтогенеза.  Затем  следуют  глубоко-
водные отложения континентального склона, подножия и гипа-
биссальной  равнины:  кремнисто-углеродистые,  ванадиеносные, 
карбонатные, глинистые и яшмовые отложения кембрия и ниж-
него ордовика. Выше по разрезу они сменяются регрессивными 
осадками среднего и верхнего ордовика. Далее следуют отложе-
ния  среднего  палеозоя,  в  основном  терригенные,  выше  кар-
бонатные.  Силурийские и  нижнедевонские  отложения  не  выяв-
лены во всем Каратау.  
Верхнепалеозойские  отложения  Большого  Каратау  представ-
лены  различными  поясами  карбонатной  платформы,  которые  фор-
мировались в обстановках бассейновой равнины, склона, окраины и 
внутренней  зоны  платформы.  Эти  фациальные  пояса  заключают 
несколько  типов  биогермов,  рифов  и  карбонатных  песчаных  тел, 
которые  представляют  собой  некоторые  фации  потенциальных  ре-
зервуаров месторождений Тенгиз и Карачаганак, имеющие место в 
других месторождениях нефти и газа Северо-Каспийской  впадины. 
Эта  карбонатная  платформа  подстилается  красноцветными  терри-
генными  породами    континентального  генезиса  и  сочленяется    на 
востоке также с континентальными обстановками.   
В  стратиграфической  последовательности  фаменских  от-
ложений    Большого  Каратау  обычно  выделяются    два  марки-
рующих  горизонта,  по  которым  определялись  стратоуровни  – 
это уртадинская и искристая пачки. Считалось, что они, испы-
тывая  фациальные  изменения,  присутствуют  во  всех  разрезах 
Большого Каратау и рассматриваются геологами в ранге свит. 
Верхи франа- нижний-средний фамен представлены ермак-
суйской, жанакурганской
, и шукурганатской свитами.  
Ермаксуйская свита
 слагается множеством пачек, которые 
образуют  ряд  латеральных  последовательностей  мелководных 
отложений  внутренней  зоны  карбонатной  платформы,  отли-
чающихся  составом  фациальных  комплексов.  Мощность  свиты 
достигает  нескольких      метров.  Она  слагает  основание  карбо-
натного  разреза  хребта  Каратау  и  объединяет  шушаковскую, 
курусайскую  и  аксайскую  пачки.  Верхи  разреза  представлены 

 
269 
уртандинской  пачкой  тонкозернистых  шельфовых  отложений  с 
обильной открытоморской фауной и шельфовыми уотсортскими 
биогермами.  Более  тонкозернистый  состав  отложений  свиты 
обычно характеризует северо-восточную часть района. 
Жанакурганская свита является
 латеральным аналогом ер-
максуйской свиты.  Она состоит из трех пачек акбулакской (от-
ложений  глубоководной  бассейновой  впадины),  тассарайской 
(дистальные  и  проксимальные  карбонатные  турбидиты)  и  ба-
зальной (отложения брекчий дебрисовых потоков) пачек. Свита 
представлена только в Северо-Западном и Центральном Каратау 
и  ограничиваются  выходами  на  поверхность  в  карамурунской, 
майдантальской  и  кызылатинской  синклинальных  складок,  а 
также  во  фрагментарных  выходах  в  северном  крыле  бактысай-
ской синклинали, погребенной под поверхностью рыхлых отло-
жений  к  западу  и  юго-западу  от  акуюкской  синклинальной 
складки. 
В  традиционных  представлениях  и  на  большинстве  геоло-
гических карт Большого Каратау весь глубоководный комплекс 
отложений,  включая  акбулакскую,  тассарайскую  и  базальную 
пачки в корреляционных схемах помещается на стратиграфиче-
ский уровень верхов фамена, что в принципе противоречит по-
следним разработкам в области биостратиграфии конодонтов и 
фораминифер.  Постепенный  фациальный  переход  от  глубоко-
водной  жанакурганской  свиты  к  мелководной  ермаксуйской 
свите довольно хорошо прослеживается в северном крыле май-
дантальской синклинали по разрезам рек Жанакурган, Актобе, и 
Ушозень.  
Шукурганатская  свита  довольно
  изменчива  по  составу,  но 
характеризуется постоянством текстурно-структурных признаков 
и слагается циклически повторяющимися приливными разновид-
ностями.  В  ее  составе  различается  турланская,  бельмазарская  и 
балатурланская  пачки.  Самые  верхи  разреза  слагаются  горизон-
том  брекчий  карстового  генезиса  и  брекчий  эвапоритового  кол-
лапса  связанных  с  трансформацией  гипсовых  эвапоритов.  Мощ-
ность ее достаточно изменчива и достигает 800-2025 метров. 

 
270 
Аксайская  свита  начинает
  разрез  каменнугольных  отложе-
ний  и  сложена  циклически  повторяющимися  приливными  кар-
бонатами  и  известняками  мелководной  субтайдали.  По  своим 
седиментологическим  характеристикам  она  ближе  к  шукурга-
натской  свите,  однако  отличается  от  последней  присутствием 
ракушняковых горизонтов с открытоморской фауной – брахио-
подами,  криноидеями  и  одиночными  кораллами  ругозами.  Ее 
мощность изменчива и она полностью выклинивается к северо-
востоку, отсутствуя практически в акуюской  синклинали. 
Оргалысайская  свита  по
  своему  составу  слагается  пре-
имущественно  известняками  с    фауной  открытого  моря  и  в  ее 
разрезе  присутствуют  многочисленные  кораллы  (колониальные 
сирингопориды и одиночные ругозы, что говорит о нормально-
морских  открытых  шельфовых  обстановках).  Основание  этой 
свиты слагают карбонатные-глинистые сланцы, которые сменя-
ются  турбидитовыми  скелетными  грейнстоунами.  Породы  пре-
имущественно грубослоистые. 
Казанбузарская  свита отличается
 резким преобладанием в 
составе  органогенных  фрагментов  криноидных  известняков  со 
значительной примесью терригенного и кремнистого материала. 
В ее составе также присутствуют и криноидо-короллово-иловые 
уолсортские  холмы,  резко  выделяющиеся  среди  вмещающих 
пород более светлым цветом пород. Мощность отложений сви-
ты составляет 160 метров. Верхи разреза казанбузарской свиты 
слагаются  пачкой  темно-серых  аргиллитов  мощность  в  70  мет-
ров,  которые  линзуются  по  латерали  и  простиранию,  местами 
полностью выклиниваясь. 
Мандантальская  свита  имеет
  ограниченное  распростране-
ние в жертансайской и акуюкской синклиналях, а также в теги-
стыкской и джигаланатиской синклиналях. Эта свита интересна 
тем,  что  ее  основание  слагают  пласты  оолитовых  зарифовых 
песков,  мощностью  в  200  метров.  В  целом  свита  представлена 
мелководными  шельфовыми  известняками  и  доломитами  а  ее 
самые  верхи  образуют  карбонаты  открытого  моря  с  обильной 
ракушняковой и коралловой фауной. Мощность свиты достигает 
1500 метров.      

 
271 
Бакытсайская свита 
 имеет довольно сложное пространст-
венное  распределение  и  в  одних  структурах  она  занимает  до-
вольно  обширные  площади  (юго-восточная  часть  майданталь-
ской и акуюкская синклинали) а также фрагментарно в жертан-
сайской  синклинали.  Она  представлена  глубоководными  скло-
новыми  турбидитами  и  бассейновыми  карбонатными  сланцами 
и очень редко пластами дебрисовых брекчий. Мощность свиты 
составляет 1500-1600 метров. 
Акуюкский  рифовый  массив  -
  достаточно  сложная  органо-
генная  постройка,  занимающая  в  структуре  древнего  бассейна 
промежуточное положение между мелководной майдантальской 
и  глубоководной  бакытсайской  свиты.  По  существу  он  пред-
ставляет  собой  риф  обрамленной  окраины  карбонатной  плат-
формы,  который  по  возрасту  синхронно  скользит  от  среднего 
визе  до  башкира  и  такое  изменение  возрастных  характеристик 
рифа  интерпретируется  как  проградация  карбонатной  платфор-
мы.  По  составу  он  отвечает  губково-мшанково-тубифитусово-
водорослевому  баундстоуну  и  цеменстоуну,  причем  цеменсто-
уновые  текстуры,  выраженные  развитием  обильного  морского 
цемента  между  фрагментами  каркасообразующих  организмов 
более тяготеют к верхней части разреза рифа. Акуюкский рифо-
вый  комплекс  практически  непрерывно  прослежен  на  расстоя-
ние до 70 км. 
Шертская  свита  завершает
  разрез  палеозойских  отложе-
ний  Северо-Западного  и  Центрального  Каратау  и  обнажается 
только на правом берегу р. Ушозень в Майдантальской синкли-
нали а также более широко в Центральном Каратау. Свита сло-
жена красноцветными алевролитами  с прослоями известняков. 
Под покровом рыхлых отложений в Сырдарьинской впадине на 
границе с горной частью района Каратау буровыми скважинами 
вскрыты  красноцветные  терригенные  отложения  относимые  к 
шертской свите, которые переслаиваются с эвапоритами. На об-
наженной части мощность свиты достоверно неизвестна и редко 
превышает 200 метров, однако в скважинах она достигает 1000 
и более метров.  
Реконструкция обстановок карбонатного осадконакопления 

 
272 
в  древних  бассейнах  представляет  собой  достаточно  сложную 
процедуру. С одной стороны имеется только один критерий, та-
кой  как  структурно-текстурные  особенности  пород,  а  с  другой 
стороны  фрагментарность  выходов  отложений  на  дневную  по-
верхность  не  позволяет  непрерывно  прослеживать  изменения 
фаций по латерали, и поэтому необходимы высокоточные стра-
тиграфические исследования. Сложность фациальной интерпре-
тации  усугубляется  наличием  высоко  динамичных  обстановок, 
по крайней мере на трех стратиграфических уровнях и поэтому 
не каждое огрубление состава отложений в разрезе можно пред-
ставить как мелководную фацию, а уточнение гранулометриче-
ского состава карбонатов интерпретировать как глубоководную 
фацию.  Все  фации  можно  подразделить  на  мелководные,  фор-
мирование  которых  обязано  деятельности  волн,  и  глубоковод-
ные, обязанные гравитационной седиментации. 
Мелководные  карбонатные  фации  в
  изученных  разрезах 
(фации  отмели)  представлены  доломитами  и  известняками  с 
микрокарстовой  и  тонкой  параллельно  волнистой  текстурами. 
Цвет  пород  светло-серый.  Структурные  признаки  сохраняются 
довольно слабо, а в грубоплитчатых разностях пород отмечается 
интенсивная  перекристаллизация.  В  отдельных  случаях  встре-
чаются доломитовые брекчии. Фации отмели встречаются в ос-
новании карбонатного разреза в ермаксуйской свите (шушаков-
ская  пачка)  и  в  шукурганатской  свите  (турланская  пачка). 
Обычно  эвапоритовые  отложения  редки  и  диагностируются  в 
одних случаях по реликтам текстуры. В самых верхах балатур-
ланской  пачки  отмечается  довольно  хорошо  выдержанный  по 
простиранию и мощности горизонт коллапсовых брекчий с эва-
поритами (замещенные известняками гипсовые эвапориты), что 
интерпретируется  как  солеродный  бассейн,  возникший  и  про-
существовавший    в  короткий  промежуток  времени  на  границе 
фамена и турне. Преимущественно это были маршевые отмели и 
в разрезах карбона их можно диагностировать по следам корне-
вых  систем  наземных  растений,  а  в  более  древних  отложениях 
предполагать  по  отсутствию  в  разрезах  эвапоритов.  Себховые 
отмели в целом для Каратауского бассейна были нехарактерны. 

 
273 
Фации отложений тайдали достаточно уверенно диагности-
руются  по  специфическим  фенестральным  текстурам,  получив-
шим название "птичьи глазки". Наиболее ярким примером тай-
дальных отложений могут служить циклические разрезы шукур-
ганатской свиты, где отмечается характерное чередование свет-
ло-серых  тонкослоистых  доломитов  приливной  равнины,  кото-
рые прослоены линзами темно-бурых зернистых доломитов, не-
редко в основании с карбонатными брекчиями. 
Карбонатные отложения Большого Каратау могут рассмат-
риваться как потенциальные модели для оценки и изучения уг-
леводородных  резервуаров  других  осадочных  бассейнов  Казах-
стана. Среди них выделяются потенциальные осадочные резер-
вуары следующих обстановок осадконакопления (рис.). Ряд диа-
генетических процессов приводит к изменению качества резер-
вуаров.  Наибольшим  потенциалом  могут  обладать  отложения 
оолитовых и грейнстоуновых песчаных волн окраины карбонат-
ной платформы и приливной долины.       
 
Обрамленная рифом карбонатная платформа Большого 
 Каратау (верхний девон - нижний карбон) 
 
 
Рис.  Модель  позднепалеозойского  бассейна  карбонатного 
осадконакопления Большого Каратау и его фации: бассейновая рав-
нина
  -  радиоляриевые  известняковые  мадстоуны  и  вакистоуны,  ал-
лохтонные  карбонатные  апроны,  покровы  дебрисовых  потоков  и 
турбидиты; карбонатный склон  - инситные радоляривые карбонат-
ные мадстоуны, вакистоуны, аллохтонные оползни, обвалы, дебри-

 
274 
совые  покровы,  турбидиты,  инситные  кораллововодорослево–
губково–мшанково-тубифитусовые  глубоководные  биогермы;  ок-
раина  карбонатной  платформы  -  водорослево-губково-мшанково-
кораллово-криноидно-тубифитусовые  баундстоуновые  рифы  и  ко-
раллово-криноидно-мшанково-водорослево-иловые 
уолсортские 
холмы; оолитово-биокластовые пакстоуны и грейнстоуны песчаных 
волн на мелководье; шельфовая лагуна и приливная равнина - стро-
матопороидные,  строматолитовые  и  коралловые  биогермы,  корал-
лово-криноидно-мшанково-водорослево-иловые  уолсортские  хол-
мы;  биотурбированные  биокластовые  известняковые  вакистоуны 
и  пакстоуны,  оолитово-биокластвые  песчаные  отмели,  внутрифор-
мацинные конгломераты и брекчии, доломитизированные и карсти-
фицированные карбонатные породы.  
Многие  исследователи считают,  что  известняки и  доломи-
ты не сильно отличаются по пористости, однако после того как 
Лэндес описал случай, когда только доломитовые участки фор-
мации  являлись  пористыми  (и  нефтеносными),  начался  «доло-
митовый бум» в смысле их изучения и поиска зон современного 
доломитообразования,  а  также  накопления  новых  знаний  по 
спорной проблеме происхождения доломитов.  
В период образования карбонатных толщ в верхнем фамене 
сформировались  наиболее  крупные  месторождения  свинца, 
цинка и бария Большого Каратау. В  связи с этим рудоносность 
карбонатных фаций Каратау интересна для дальнейшего изуче-
ния с позиций тектоно - и рудогенеза. 
 
 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
 
1) Геология и металлогения Каратау. Алма-Ата, 1986. Т.1,2. 
2) Континентальный и океанический рифтогенез. М.,1985.  
 
 
 
 
 
 
 

 
275 
Асанов Д., Научный руководитель: 
 
К. Исраилов 
 
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ 
ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТУРБОБУРОВ И ТУРБОДОЛОТ 
 
Вращающий момент и мощность турбобура во многом зависит 
от  количества  прокачиваемой  жидкости  через  его  турбины,  а  по-
требное  количество  промывочной  жидкости  для  получения  опти-
мального  вращающего  момента  турбобура  всегда  больше,  чем  ее 
необходимое количество для удовлетворительной транспортировки 
частиц разбуренных пород в кольцевом пространстве. Это, как пра-
вило, приводит к росту дифференциального давления на забое сква-
жины и снижению показателей работы долота. А снижение расхода 
промывочной  жидкости  до  минимально 
возможного значения приводит к падению 
энергетических  показателей  турбобура  и 
уменьшению  глубины  его  использования. 
[1], [2]. 
В  работе  рассматривается  возмож-
ность  повышения  мощности  и  вращаю-
щего  момента  забойного  двигателя  на 
забое  скважины  без  подачи  дополни-
тельной  жидкости  наземными  насосами. 
Для  этой  цели  предлагается  эжекторная 
приставка,  которая  укрепляется  в  верх-
нюю часть турбобура. 
На  рисунке  1  показана  схема  конст-
рукции  турбобура  типа  А  с  эжекторной 
приставкой.  Указанная  забойная  машина 
состоит из двух частей: турбобура и эжек-
торного насоса.  
Эжекторный насос состоит из зажим-
ной  втулки  1,  которая  плотно  прижимает 
минералокерамическое  сопло  3  к  основа-
нию  кассеты  2.  Пространство  между  со-
Рисунок 1. Турбобур с 
эжекторной приставкой
 

 
276 
плом и зажимной втулкой герметизируется специальным резиновым 
уплотнителем.  Упорная  втулка  с  отверстиями  5  верхним  концом 
упирается к кассете 2, а нижним -  к кромке ободка конфузора и оп-
ределяет  расчетное  расстояние  между  соплом  3  и  входной  частью 
камеры смешения (конфузора) 6. Камера смешения 6 и диффузор 7 
размешаются внутри переводника и  подвешиваются к выступу пе-
реводника 8. Для предотвращения попадания крупных частиц шла-
ма  в  турбобур  боковые  отверстия  приемной  камеры  эжекторного 
насоса  снабжены  фильтром  4.  Отверстия,  предусмотренные  на 
упорной втулке 5, обеспечивает свободный доступ жидкости из бо-
ковых отверстий (их четыре) переводника в камеру смешения. Пе-
реводник с собранными элементами эжекторного насоса соединяет-
ся к верхней части турбобура.  
Турбобур  состоит    из  шлицевой  муфты  9,  предназначенной,  
при необходимости,  для соединения с верхней секцией турбобура, 
крепежных элементов 10, состоящих из роторной гайки, контргайки 
и  колпака,  упорной  втулки  11,  статора  12,  ротора  13,  однорядного 
радиального шарикового подшипника 14, корпуса 15, втулки вала 16 
с отверстиями для прохода жидкости, втулки корпуса 17, торцевого 
сальника  18,  многорядного  упорно-радиального  шарикового  под-
шипника  19,  ниппеля  20  и  вала  турбобура  21.  Втулка  корпуса  17 
предназначена для прижатия ободков статоров к упорной втулке 11 
с помощью ниппеля 20. 
Турбобур  с  эжекторным  насосом  работает  следующим  обра-
зом. Жидкость, подаваемая наземными насосами по бурильной ко-
лонне поступает в сопло 3 и вытекая из него с большой скоростью 
создает разряжение в приемной камере насоса. Вызванный при этом 
перепад  давления    создает  условие  для  всасывания  промывочной 
жидкости из кольцевого пространство в приемную камеру через че-
тыре боковых отверстия, предусмотренных на стенке переводника 8. 
Для  исключения  засасывания  крупных  частиц  шлама  в  приемную 
камеру в проточку, предусмотренной на внешней поверхности пере-
водника, на уровне отверстий, закрепляется фильтр 4. Втулка с от-
верстиями  5  сохраняет  расчетное  расстояние  между  соплом  3  и 
входной частью камеры смешения 6, и служит опорой для прижатия 
диффузора о выступ переводника при соединении эжекторного на-

 
277 
соса с бурильной колонной. Отверстия, предусмотренные на упор-
ной  втулке 5, обеспечивают свободный доступ жидкости  в  прием-
ную камеру.  
Эжектируемый  поток,  поступающий  в  приемную  камеру, 
увлекается рабочим потоком в камеру смешения 6 и далее сме-
шанный поток поступает в диффузор 7 и в турбобур. 
Таким образом, в турбобур поступает увеличенный на величину 
объема эжектируемого потока количество жидкости, что способству-
ет росту его мощности и вращающего момента при постоянной пода-
че наземных насосов в процессе  бурения скважины. 
Мощность и вращающий момент турбобура находятся в за-
висимости от расхода промывочной жидкости в следующих со-
отношениях: 
M1/M2=(Q1/Q2)
2
,
 
                               (1) 
 
              N1/N2=(Q1/Q2)
3
,                                  (2) 
 
В связи с этим, рост рабочего потока жидкости, подаваемо-
го  в  турбобур,  на  величину  эжектируемого  потока  заметно  по-
вышает энергетические показатели турбобура. [1], [3] 
Например:  N=  136  кВт,  Q=  25  л/с.  Если  расход  Qэ=5  л/с., 
тогда мощность турбобура повышается на: 
 
136/N2=(25/30)
3 
N2=136*30
3
/25
3
= 235 кВт. 
Предлагаемое  сочетание  забойного  двигателя  и  эжекторной 
приставки наиболее эффективно при бурении скважин турбобурами 
с полым валом и турбодолотами для отбора керна, когда всасывание 
жидкости в приемную камеру эжектора происходит через полый вал 
или через зазор между керном и керноприемником. Во втором слу-
чае,  кроме  повышения  энергетических  показателей  турбодолота, 
создается  также  благоприятное  условие  для  поступления  керна  в 
керноприемник и повышения его выхода.  
Сборка  эжекторного  насоса  производится  следующим  об-
разом.  На  верхнюю  часть  корпуса  турбобура  соединяют  пере-
водник 8 и в него  устанавливают диффузор 7 с камерой смеше-
ния  6,  который  подвешивается  на  выступ  переводника.  Затем 

 
278 
упорная  втулка  с  отверстиями  устанавливается  в  гнездо,  нахо-
дящегося  во  входной  части  ободка  камеры  смешения.  После 
этого кассета с соплом 3,  уплотнительной прокладкой и зажим-
ной втулкой 1 в собранном виде сажается на  упорную втулку с 
отверстиями    5.  При  этом  сопло  3  с  прокладкой  должно  быть 
крепко зажато зажимной втулкой на нижнее основание кассеты. 
Далее турбобур с эжекторным насосом спускают в скважи-
ну и подвешивают на роторе с помощью элеватора или клиньев. 
После соединения с бурильной колонной нижний торец ниппеля 
УБТ плотно прижимает кассету 2 с соплом 3  к упорной втулке 5 
и  образуется  жесткое,  герметичное  соединение.  Эжекторный 
насос разбирается в обратной последовательности. 
 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
 
1. Н.Г. Середа, Е.М.Савельев. Бурение нефтяных и газовых сква-
жин. М.: Недра, 1988. 
2. Ю.С. Вазецкий, Бурение нефтяных и газовых скважин, М.: Не-
дра 1991. 
3. Гусьман. Турбинное бурение нефтяных и газовых скважин. М.: 
Недра, 1958 

жүктеу/скачать 27,56 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: