Содержание к диссертации
Введение
I. Общие сведения о гелие и радиогенном аргоне 15
1.1. Распространенность гелия в атмосфере, океане горных породах и подземных водах. 15
1.2. Изотопия гелия 21
1.3. Процессы миграции гелия 22
1.4. Общие сведения о радиогенном аргоне 24
П. Аппаратура и методика исследований 27
П.І. Приборы для проведения газового опробова ния в скважинах. 28
П.1.1. Пробоотборники 29
П.1.2. Оборудование для спуско-подъемных операций 39
П.1.3.- Вакуумный пост 41
П.1.4. Уровнемер 43
П.1.5. Устройство для дегазации 43
П.2. Методика отбора проб воды и растворенного в ней газа 46
П.2.1. Схема опробования 46
П.2.2. Подготовка пробоотборника ПВГ-ІС/45 к спуску в скважину 47
П.2.3. Отбор проб 49
П.2.4. Терм о вакуумная дегазация 54
П.З. Методика определения концентраций радиоген ных газов 54
П.3.1. Единицы измерения концентраций растворенных газов 54
П.3.2. Порядок определения концентраций радио генных газов 56
П.3.3. Определение концентраций газов в случае проведения вакуумной дегазации 57
П.3.4. Определение среднего коэффициента дега зации 59
П.3.5. Определение концентрации гелия 61
П.З.б. Определение концентрации радиогенного аргона 65
П.4. Достоверность полученных результатов ... 69
4.1. Ошибки из-за неустановившегося режима
движения подземных вод в скважине 69
П.4.2. Ошибки, связанные с утечкой гелия через стенки стекляных ампул при длительном хранении 77
П.4.3. Приборные ошибки 78
П.5. Изучение комплекса растворенных газов ... 80
Ш. Результаты изучения полей гелия и радиогенного аргона 85
Ш.І. Влияние осадочного чехла, высоты рельефа и глубины до кристаллического фундамента на распределение гелия в скважинах 85
Ш.2. Поля гелия в различных тектонических структурах Урала 96
Ш.З. Информативность полей концентраций гелия при изучении проницаемых зон в вертикальном разрезе 103
Ш.4. Поля радиогенных газов в горных породах различного вещественного состава и возмож
ность расчленения разреза 104
Ш.5. Проницаемость рудных зон ИЗ
Ш.б. Применение радиогенных газов для генетической классификации месторождений 122
Ш.7. Комплексирование термических и газовых исследований 125
Ш.8. Оценка времени контакта подземных вод с горными породами 129
Ш.9. Применение соотношения радиогенного аргона и гелия для геохронологической характеристики
изучаемых объектов 131
В,ыводы 137
Список используемой литературы
- Изотопия гелия
- Оборудование для спуско-подъемных операций
- Определение концентраций газов в случае проведения вакуумной дегазации
- Ошибки, связанные с утечкой гелия через стенки стекляных ампул при длительном хранении
Введение к работе
Актуальность проблемы.
Изучение концентраций гелия и аргона в различных природных средах, путей и способов миграции, измерения изотопных соотношений получили в последнее время широкое развитие. Гелий и аргон привлекаются для решения глобальных вопросов образования, развития и энергетики Земли для все более расширяющегося круга практических задач геологии и других проблем. Изучение концентраций гелия и аргона для познания строения земной коры позволит более успешно выполнить задачу расширения и укрепления минеральной базы, поставленную ХХУІ съездом КПСС и июньским 1983 года пленумом ЦК КПСС "О мерах по ускорению научно-технического прогресса в народном хозяйстве" перед геологической службой страны.
До пятидесятых годов нашего столетия все исследования в области гелия и аргона велись, в основном, в связи с поиском и разведкой месторождений гелиеносных газов и разработкой гелиевого и калий-аргонового методов определения абсолютного возраста. Должного внимания полям концентраций гелия и аргона как источнику сведений о строении земной коры не уделялось, хотя еще в 1912 году В.И.Вернадский указал на возможность использования гелия для изучения газового дыхания Земли. Начиная с пятидесятых годов нашего столетия начала быстро расширяться область геологического применения гелия и аргона. Работами, выполненными Ю.П.Булашевичем, В.Н.Башориным, Э.К.Герлин-гом, B.C.Голубевым, А.Н.Еремеевым, Н.Й.Мусиченко, И.Н.Толсти-хиным, А.И.Тугариновым, И.Н.Яницким, В.П.Якуцени и другими, была изучена информативность гелия и аргона при изучении зем-
ной коры, поведение этих газов в приповерхностной зоне, разработаны методика и аппаратура для определения содержания гелия и аргона в различных природных средах. Установлено, что образуясь при радиоактивных превращениях урана, тория и калия, гелий и аргон мигрируют, в основном, вместе с флюидами по различным проницаемым зонам [ЗО].
Исследование миграции гелия по зонам проницаемых разломов было начато в Институте геофизики УНЦ АН СССР по инициативе Ю.П.Булашевича. В.Н.Башорин, занимавшийся этой проблемой в качестве аспиранта Института геофизики, является одним из авторов открытия "Закономерность распределения концентраций гелия в земной коре" (Еремеев А.Н., Башорин В.Н., Яницкий И.Н. и др. 1969г.). В настоящее время по изучению концентраций гелия в приповерхностной зоне земной коры надежно определяется наличие "живущих" разломов.
Распространенность изотопов гелия в солнечной системе такова, что отношение гелия-3 к гелию-4 равно в среднем п. - 10 [34]. Изучение изотопного состава гелия, распространенного в земной коре, дает величину отношения порядка 10 f 10 . Для предположительно мантийного гелия эта величина равна /? 10 , что дает основание говорить о наличии в недрах Земли первичного гелия, захваченного при образовании планеты.
При решении ряда теоретических задач математического моделирования возможного теплового развития Земли, потоки гелия и аргона могут служить критериями, которые позволят сделать вывод о реальности той или иной модели [ 9 ].
Исследования, проводимые до последнего времени, в основном, ограничивались изучением поведения гелия и радиогенного аргона в приповерхностной зоне земной коры глубиной редко
- II -
превышающей 200 метров. Распределению концентраций гелия и радиогенного аргона в глубоких горизонтах земной коры должного внимания не уделялось, хотя имелись отдельные сведения о сложной форме кривых зависимости концентраций гелия и аргона от глубины.
Цель работы.
Изучение геологической информативности вертикальных распределений концентраций гелия и радиогенного аргона. Включающее разработку аппаратуры и методики отбора и определения концентраций гелия и радиогенного аргона в водных пробах. Детальное исследование связи распределений гелия, растворенного в подземных водах с геологическим строением и тектоникой рудных полей. Изучение связи концентраций гелия и радиогенного аргона с вещественным составом горных пород. Получение фактического материала о концентрациях гелия и радиогенного аргона в разрезе скважин и выявление закономерностей этого распределения. Определение целесообразности комплексирования гелиевой съемки с термометрией с целью выбора оптимального интервала скважины для определения тепловых потоков.
Основные фактические данные получены при использовании разработанных в соавторстве пробоотборников типа ПВГ для отбора проб растворенных газов из скважин и анализе газов на аналитических установках, созданных на базах масс-спектрометров ПТИ-7А, MK-I309 и MS -10.
Фактические материалы, которые легли в основу работы, представляют собой результаты изучения концентраций гелия и радиогенного аргона в 2000 проб из более чем 200 скЕажин, расположенных на Урале, Северном Казахстане и Приморье преимущественно на различных месторождениях минерального сырья. Мак-
симальная глубина исследованных скважин достигает 2000 метров.
Научная новизна.
В результате исследований установлено, что кривые распределения концентраций гелия и радиогенного аргона в скважинах имеют слолшую форму и несут геологическую информацию об изучаемых объектах.
Основные защищаемые положения.
Методика изучения концентраций гелия и радиогенного аргона в скважинах с помощью пробоотборников типа ПВГ.
Применение вертикального распределения гелия в скважинах для изучения проницаемых зон и решения некоторых вопросов генезиса месторождений.
Зависимость аргон-гелиевого отношения от вещественного состава горных пород и их Еозраста.
4. Факт приуроченности высоких концентраций гелия к рудным зонам колчеданных и магнетитовых месторождений, свидетельствующий о том, что проницаемые зоны, контролировавшие процесс рудообразования, являются более проницаемыми и в настоящее время.
5. Применение кривых распределения гелия при выборе оптимального интервала скважины для определения теплового потока.
Практическая ценность и реализация работы.
При непосредственном участии автора создана аппаратура и разработана методика изучения растворенных гелия и радиогенного аргона в скважинах.
Разработанная аппаратура и методика успешно используются при изучении газоопасности месторождений. Выявленные высокие (до 60 мл/л)концентрации метана на одном из месторождений, были учтены при проектировании горных работ.
- ІЗ -
Полученные фактические данные по содержаниям гелия для железорудных месторождений позволяют использовать гелий для изучения генезиса месторождений.
Предложен способ определения возраста геологических процессов, который позволит получать информацию о возрасте геологических объектов в тех случаях, когда известными методами изотопной геохронологии это сделать затруднительно.
Изучение распределения гелия в вертикальном разрезе дает информацию о проницаемых зонах с нисходящим движением флюидов, которые невозможно обнаружить поверхностной гелиевой съемкой.
Апробация работы.
Отдельные вопросы, освещенные в работе, докладывались на:
Конференции молодых геологов и геофизиков "Совершенствование геологоразведочных работ и применение прогрессивных геологических, геофизических и геохимических методов". Свердловск, 1978 г.
Выездной сессии Научного совета Академии Наук СССР (отделение геологии, геофизики, геохимии) по комплексным исследованиям земной коры и верхней мантии. Свердловск, 1979 г.
Республиканском семинаре "Изотопные и радиометрические методы при поисках и разведке подземных вод". Киев, 1981 г.
Семинарах лаборатории ядерной геофизики Института геофизики УНЦ АН СССР.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 9 работ.
Объем работы.
Диссертация содержит /і страниц машинописного текста, состоящего из трех глав, введения, выводов. Работа иллюст-
рирована 49 рисунками, II таблицами. Список литературы содержит 89 названий.
В первой главе излагаются общие сведения о радиогенных гелие и аргоне, процессах образования и миграции, известных геологических приложениях гелиевых и аргоновых исследований. Во второй главе описывается аппаратура и методики проведенных исследований. В третьей главе рассмотрены результаты изучения полей радиогенных гелия и аргона, рассмотрена их геологическая информативность. Завершают работу выводы.
Работа выполнена в лаборатории ядерной геофизики Института геофизики УНЦ АН СССР под руководством член-корреспондента АН СССР Ю.П.Булашевича. В процессе работы автор постоянно пользовался поддержкой и научными консультациями к.г.-м.н. В.М.Ершова, к.т.н. Н.П.Карташова, к.г.-м.н. А.Н.Ковальчука, к.г.-м.н. Б.Н.Башорина, к.ф.-м.н. Ю.В.Хачая. Выполнению работ способствовало творческое содружество с товарищами по работе В.В.Николаевым, В.А.Щаповым, М.Мингазовым, А.Ю.Соколовым, Т.И.Скворцовой, Л.О.Клепиковой, которым автор выражает признательность. Глубокую благодарность автор выражает научному руководителю член-корреспонденту АН СССР Ю.П.Булашевичу.
Изотопия гелия
Концентрация гелия в атмосфере практически постоянна для всей Земли. С высотой абсолютное значение уменьшается, однако, по-видимому, содержание в объемных процентах остается неизменным до больших высот [83].
Относительно распределения концентраций гелия в морях и океанах сведения ограничены. За счет турбулентной диффузии происходит выравнивание концентраций гелия по глубине. Однако, она несколько больше в придонной и приповерхностной частях океана [10,85].
В горных породах концентрация гелия зависит от возраста пород, точнее от времени последнего метаморфизма. Это используется в абсолютной геохронологии при определении возраста гелиевым методом. Однако, этот метод из-за потерь гелия дает заниженные значения возраста горных пород [бб]. Имеются слу чаи, когда содержание гелия в горных породах и минералах значительно превышает возможные за счет распада имеющихся радиоактивных элементов. Такой избыток обычно объясняется захватом гелия из расплава [79].
Значительные колебания концентраций гелия отмечены в подземных водах. Наиболее высокие концентрации приурочены к крупным проницаемым разломам земной коры и к пересечению глубинных разломов [ 5 J.
Гелий встречается в различных месторождениях природных газов. Очень высокие концентрации гелия до 8 об.% обнаружены на газовых месторождениях Северной Америки. При содержании в природном газе нескольких сотых процента гелия уже возможна его промышленная добыча.
Так как гелий, наряду с водородом, является одним из самых распространенных элементов в космосе, то не исключено, что некоторая часть его была захвачена из протопланетного облака и могла сохраниться в глубоких частях Земли, о чем свидетельствует изотопный состав глубинного гелия.
В природе существуют два стабильных изотопа гелия: гелий-3 и гелий-4. Соотношение между легким и тяжелым изотопами в различных средах приведены в Таблице 1.3.
Существование первозданного гелия, т.е. гелия, захваченного при образовании Земли, предполагалось еще в гипотезе Муре [73]. Впервые различие изотопного состава гелия в газовых струях и в атмосфере было описано В.Г.Хлопиным в 1948 году [73]. В последующие годы детальное исследование этого вопроса подтвердило существование первозданного гелия. Причем, установление количественного изотопного отношения для вещества верхней мантии было зарегистрировано как открытие [48]. Определение изотопного отношения гелия является важным диагностическим приемом для изучения геологических процессов и массо-переноса вещества в условиях земной коры и верхней мантии.
Теоретическое газо-кинетическое рассмотрение позволяет оценить утечку гелия из атмосферы в космос [79]. Некоторые вариации оценок обуславливаются неопределенностью температур атомов гелия в верхних слоях атмосферы. Наиболее вероятное значение потока в космос приведено в Таблице 1.4.
Имеются единичные экспериментальные определения плотности потока гелия на континентах и океанах. По наблюденным градиентам концентраций гелия в картировочных скважинах и коэффициенту диффузии, определенному методом мгновенного источника [4]
Оборудование для спуско-подъемных операций
Пробоотборник ПВГ-ІС/45. I-груз-посылка; 2-пружина; 3-игла; 4-прокладка; 5 - штуцер; 6-сетка; 7-корпус камеры; 8-ниппель; 9-тросе; Ю-конус; П-головка; 12-переходник; 13-втулка; 14-накидная гайка; 15-вкладыш; 16-верхняя крышка; 17-распылитель; 18-нижняя крышка; 19-нижний штуцер; 20-прокладка; 21-резиновая трубка; 22-накидная гайка; 23-контргайка; 24-обтекатель; 25-толкатель. физики тема по изучению корреляции между тепловыми потоками и потоками гелия требовала проведения морских исследований, в частности придонных, диссертантом в соавторстве с к.т.н. Н.П.Карташовым и инженером В.В.Николаевым была разработана конструкция морского придонного пробоотборника ПВГ-ЗМ (Рис.2.4). Пробоотборник срабатывает при ударе о дно Еодоема и отбирает пробы воды и растворенного в ней газа из придонного слоя, наиболее информативного при изучении потоков гелия в морских водоемах. На конструкцию пробоотборника ПВГ-ЗМ в 1981 году було получено авторское свидетельство СССР №883697 [39].
Устройство пробоотборника ПВГ-ЗМ показано на Рис.2.4. При ударе о дно происходит прокол герметизирующей прокладки и шток своим утолщением перекрывает отверстие. В результате чего внутреняя полость обтекателя становится непроточной и остающаяся в ней после подъема пробоотборника на поверхность вода препятствует попаданию воздуха в пробу через нижний штуцер. Опорное кольцо надевается при мягких илистых грунтах. Высота отбора пробы от дна не превышает 40 см.
Основное оборудование было смонтировано на базе автомобиля ГАЗ-66 и включало в себя лебедку собственной конструкции с приводом от электромотора постоянного тока. Питание электромотора осуществлялось от бензоэлектрического агрегата типа АБ. Выпрямление переменного тока осуществлялось по мостовой схеме.
Изменение числа оборотов электромотора проводилось путем изменения питающего напряжения с помощью автотрансформатора. Спуск и подъем пробоотборника проводился на тросе диаметром 2 мм с усилием на разрыв 470кг. Монтаж, настройка и разработка электрических коммуникаций выполнена инженером Б.В.Николаевым. Б комплект входит блок-баланс и счетчик метров.
Кроме оборудования на базе автомобиля ГАЗ-бб для работы использовался автономный комплект оборудования. Такой комплект необходим при исследованиях труднодоступных скважин, а также с борта судна и льдин.
Для производства вакуумирования пробоотборников и выполнения операций, связанных с переводом проб в ампулы для хранения, на автомобиле ГАЗ-бб кроме оборудования для спуско--подъемных операций был смонтирован вакуумный пост. Схема вакуумного поста приведена на Рис.2.5. Вакуумный пост включает в себя насос с электромотором - I типа EH-46I, запитанный от бензоэлектрического агрегата через блок конденсаторов, ловушку для капель воды - 2, манометр - 3, вентили - 4,5, соединительные шланги. Осушители не использовались, так как они очень быстро выходят из строя и значительно удлиняют время работы при откачке. Насос BH-46I проработал без осушителя в течение 5 лет, создавая в начале эксплуатации предельный ваку р ум 1-Ю мм.рт.ст., по истечении 5 лет предельный вакуум ухудшился до 2сЮ мм.рт.ст. Это вполне удовлетворяет нас. Для нормальной работы необходимо не менее 2 раз в сезон менять масло в насосе и промывать его.
Это устройстов необходимо для контроля заполнения пробоотборника пробой в точке отбора по снижению уровня жидкости в скважине. Такой контроль необходим для уверенности, что проба взята именно из запланированного горизонта и для того, чтобы не поднимать пустой пробоотборник при несрабатывании механизма прокалывания по какой-либо причине. На первых этапах работы мы пользовались простым устройством, состоящим из поплавка на катушке. При снижении уровня поплавок опускался и катушка поворачивалась. Такое устройство хорошо работает при неглубоком залегании подземных вод. Для более надежной и удобной работы Б.Б.Николаевым и М.Мингазовым была разработана конструкция уровнемера, позволяющая надежно фиксировать уровень подземных вод в скважине и снижение уровня. Прибор может фиксировать изменения уровня с точностью до 0,1 см. Устройство сква-жинного прибора показано на Рис.2.б. Блок-схема на Рис.2.7.
Уровнемер состоит из скважинного снаряда, лебедки с кабелем, наземного пульта с источником питания. Скважикный снаряд (Рис.2.6) состоит из корпуса - І, в верхней части которого закреплена катушка с проводом. Е нижней части корпуса находится поплавок с закрепленным на нем стержнем из ферромагнитного материала.
Пульт прибора (Рис.2.7) состоит из генератора импульсов, источника питания и измерителя. Детально устройство скважинного прибора, электрическая схема и принцип действия прибора не разбираются, так как это может составить предмет изобретения, материалы на которое находятся на стадии оформления.
Определение концентраций газов в случае проведения вакуумной дегазации
Как известно, применяемая в ПВГ-ІС/45 вакуумная дегазация позволяет извлекать лишь часть растворенного газа [52]. Е ряде случаев нам нужно извлекать весь растворенный газ. Это нужно для определения коэффициента дегазации и при проведении особо точных исследований микроколичеств некоторых газов. В методике отбора проб нами предусмотрено проведение термовакуумной дегазации в одной части пробы из пробоотборника. Термовакуумный способ дегазации является единственным, который позволяет извлекать все количество растворенного газа [27] . Схема проведения термовакуумной дегазацииприведена на Рис.2ДО.
Нагрев дегазатора в полевых условиях осуществляется паяльной лампой. Кипячение ведут до тех пор, пока не прекратится выделение пузырьков газа.
При термодегазации есть опасность разложения гидрокарбонатов с образованием углекислого газа. Однако, из-за кратковременности процесса и хорошей растворимости углекислого газа в воде ампулы это явление почти не сказывается на результатах определения газового фактора. В случае необходимости можно проводить точный учет образующегося из гидрокарбонатов углекислого газа.
При изучении растворенных газов чаще всего применяются три формы выражения концентраций: объемные проценты, миллилитры на литр и упругость в паскалях [84]. Все эти формы обладают различной информативностью и универсальностью. Так, например, концентрация, выраженная в объемных процентах, характеризует долю определяемого газа в газовой фазе пробы и ничего не говорит об уровне газонасыщения подземных вод [бО]. При выражении концентрации через упругость, характеризующей давление, создаваемое равновесной газовой фазой гелия [84] , возникают серьезные трудности из-за необходимости учета при расчетах большого количества различных факторов.
При решении задач, поставленных Е диссертации, нами использовалась концентрация, выраженная в объемных % и мл/л.
После отбора проб из скважины обычно имеем пробу, состоящую из двух частей: одна часть непосредственно из пробоотборника, другая - после термовакуумной дегазации. По этим данным определяется газовый фактор Vr и средний коэффициент дегазации- rt0 . После этого в ампуле создается избыточное давление путем добавления пресной дегазированной воды медицинским шприцом. Количество вводимой воды зависит от объема газа в ампуле. Избыточное давление необходимо для облегчения извлечения газа из ампулы шприцом. Содержание гелия определяется на гелиевой установке, созданной на базе течеискателя ПТИ-7А. Аргон определяется одновременно с его изотопным анализом на аргоновой установке, созданной на основе масс-спектрометра МИ-1309. Если необходимо проведение многокомпонентного газового анализа, то он выполняется на масс-спектрометре MS-I0. Измерения на приборах относительные по сравнению с эталонами. Концентрация Е объемных процентах определяется по эталонировочному графику (Рис.2.13). Зная концентрацию в объемных процентах и величину газового фактора, можно получить концентрацию в мл/л.
В ряде случаев нам приходится иметь дело с пробами газа, полученными в результате вакуумной дегазации в пробоотборнике. За счет неполного извлечения растворенных газов концентрации будут определены с некоторой ошибкой. Для ее учета необходимо учитывать коэффициенты дегазации газов. Рассмотрим этот вопрос подробнее. Пусть мы имеем пробоотборник с камерой объе-мом I литр. Обозначим количество (в см ) С компоненты газовой пробы, выделившейся в пробоотборнике через V/ . Все количество выделившегося и извлеченного из пробоотборника газа обозначим V Vr=f Vf 2.5 Коэффициент дегазации С компоненты газа Е пробоотборнике о . обозначим через А - . ]/; - полное содержание в см с компоненты в искомом объеме недегазированной воды «і = -g: 2.6 Vr - объем газовой пробы в пробоотборнике. Vr= КГ 2.7 V/— содержание в см ЕСЄХ растворенных газов Е искомом объеме недегазированной воды. ( 1/л""отнесенное к объему I л называется газовым фактором.)
Ошибки, связанные с утечкой гелия через стенки стекляных ампул при длительном хранении
Рассмотрим основные источники погрешностей в определении концентраций радиогенных газов, возникающих при применении описанной методики их изучения. Наибольшие ошибки возможны из-за неустановившегося режима движения подземных вод по скважине. Их величина в этом случае может достигать сотен процентов и измеряемые концентрации уже не будут отражать реального распределения изучаемых газов в подземных водах.
Следующие по значимости ошибки обусловлены применением неполной дегазации и связанным с этим меточным определением величины газового фактора.
Ошибки возможны из-за потерь гелия при длительном хранении проб в ампулах. Наконец, существует приборная ошибка измерения концентраций радиогенных газов. Ошибки из-за неустановившегося режима движения подземных вод в скважине. Рассмотрим их наиболее детально, так как они,в основном, определяют приемлемость применяемой методики для газовых исследований в скважинах.
В общем случае уже любая скважина нарушает сложившуюся стационарность в динамике подземных вод. Появление скважины вызывает новые связи между пластами и нагл приходится изучать распределение радиогенных и других газов в изменившихся по сравнению с первоначальными условиях. При этом необходимо было выяснить возможность к характер установления квазистационарно
го состояния возникшего распределения растворенных газов по скважине. Т.е., необходимо было определить, как скоро устанавливается и как долго сохраняется распределение газов в скважинах. Следует иметь в виду, что повторяемость кривых не доказывает того, как было сказано выше, что концентрации газов в скважине такие же, как в горных породах до бурения скважины.
Решение этого вопроса осуществлялось путем проведения повторных измерений по стволу скважины через различные промежутки времени.
Во-вторых, требовалось определить Еремя, необходимое для установления квазистационарного режимами для прекращения влияния бурового раствора. Ответ на этот вопрос также мог быть получен в результате проведения повторных измерений по стволу скважины.
В нашем распоряжении имеется 22 скважины, где удалось провести повторные измерения от двух раз и более, расположенные на почти всех исследованных объектах. Полученный фактический материал показывает, что во всех исследованных скважинах (если не производится откачка воды из соседних скважин для промышленных целей) кривые изменения содержаний растворенного гелия принимают стабильную форму и значения по истечении определенного времени и сохраняют их достаточно долго (до 8 лет, максимальное наблюдаемое время сохраности исследуемых скважин).
На Рис.2.15 приведена кривая изменения концентраций гелия по скважине 17 Подольского рудного поля. Измерения проводились через 4 года -1,5 лет - 2, 8 лет - 3 после бурения. Все значения концентраций гелия хорошо ложатся на одну кривую, что свидетельствует о стабильности распределений концентраций растворенных газов в скважинах. Об этом же свидетельст Изменение концентрации гелия в зависимости от времени, прошедшем после бурения для скв.17 Подольского рудного поля. 1 - концентрация гелия при первом измерении; 2 - концентрация гелия при втором измерении; 3 - концентрация гелия при третьем измерении. вуют результаты повторных измерений, проведенных по скважине 649 (Рис.2.16) Северо-Гороблагодатского месторождения и скважине 68 (Рис.2.17) Подольского месторождения. В скважине 649 измерения проводились через 96 дней и 97 дней после бурения. В скважине 68 измерения были выполнены через 30 дней, НС дней и 370 дней.
На Рис. 2.18 приведены результаты повторных измерений концентраций гелия по скв.2003 Дегтярского рудного поля. Измерения выполнялись через 10 дней, 25 дней и 36 дней после бурения.
Видно, что уже 25 дней достаточно, чтобы распределение концентраций гелия по скважине стабилизировалось. На Рис.2.19 показаны значения определений концентраций гелия по скважине 638 месторождения "Восток-I". Измерения проводились через I день, 7 дней и 15 дней после бурения скважины. В этом случае, судя по большому разбросу (расхождения до 30%) значений концентраций гелия, скважина не вполне пригодна для опробования.
На основании всего имеющегося материала по повторным исследованиям можно сказать, что в большинстве случаев месячной выстойки скважин достаточно для установления квазистационарного режима движения подземных вод и прекращения влияния бурового раствора и его фильтрата.
По повторным измерениям, проведенным в 21 скважине, был выполнен расчет средне-квадратичной погрешности. Вычисления проводились по стандартной методике к здесь не приводятся [31].
