لقد قطعت الجيولوجيا كعلم مسارًا طويلًا وشائكًا إلى حد ما ، وتتطور باستمرار على أساس سنوات عديدة من الخبرة من الممارسين الشجعان والمثابرين. منذ العصور القديمة ، وضعوا الأساس لحرفة استخراج المعادن من أحشاء الأرض ، واستكشاف موارد جديدة تدريجياً واكتشاف طرق تنميتها. لقد قطع علماء الجيولوجيا المعاصرون شوطا طويلا من حيث المعرفة والتكنولوجيا. ومع ذلك ، مع كل التقدم الحالي ، لا يزال هذا العمل يتطلب تكاليف عقلية وجسدية ومالية كبيرة.
حزمة العمل الحجمي للأغراض الاستراتيجية
البحث والاكتشاف والتحضير الفني المعقد لمزيد من التطوير للرواسب المعدنية - هذا هو الوصف الأكثر اتساعًا لمجمع الاستكشاف الجيولوجي بأكمله ، حيث يجعل الهيكل المعقد والمتعدد الأوجه هذه المنطقة مغلقة تمامًا فيما يتعلق بتلك الذين ليس لديهم أدنى معرفة تخصصية.
الغرض الرئيسي من الاستكشاف هو دراسة طرق الاستكشاف واستخراج المعادن مع النتائج الأكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة. في الوقت نفسه ، تؤخذ حالة البيئة في الاعتبار أيضًا - قواعد الاستكشاف الجيولوجي تقلل من الضرر الذي يلحق بها.
بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تقدم الخدمات والمنظمات الجيولوجية الخدمات ذات الصلة لدراسة باطن الأرض لبناء هياكل مختلفة تحت الأرض ، وإجراء دراسة هندسية وجيولوجية للأراضي الفردية في القطاع الخاص ، وإعداد أماكن للدفن غير المؤذي للنفايات الصناعية الخطرة
موجز تاريخي
بحث واستكشاف المعادن (على وجه الخصوص ، المعادن النبيلة وغير الحديدية ، وفيما بعد المعادن الحديدية أيضًا) قام بها الإنسان منذ العصور القديمة. تم تقديم التجربة الأولى والأكثر اكتمالاً في إجراء أعمال الاستكشاف على أراضي أوروبا في العصور الوسطى في كتاباته من قبل العالم الألماني جورج أجريكولا.
تم إجراء أول استكشاف موثق في روسيا على نهر بيتشورا عام 1491. تم إعطاء أقوى دفعة لتطوير هذه الصناعة في الممارسة المحلية بعد قرنين فقط ، في عام 1700. تم تسهيل ذلك من خلال نشر "ترتيب شؤون التعدين" بقلم بيتر الأول. وقد وضع ميخائيل لومونوسوف تحيزًا إضافيًا نحو أساس أكثر علمية للاستكشاف الجيولوجي الروسي. في عام 1882 ، تم إنشاء أول مؤسسة جيولوجية حكومية في روسيا ، وهي اللجنة الجيولوجية. تمكن موظفوها بعد عشر سنوات ، في عام 1892 ، من إنشاء أول خريطة جيولوجية للجزء الأوروبي من البلاد بمقياس 1: 2،520،000.نظرية التنقيب عن النفط والمياه الجوفية والمعادن الصلبة والصخور الغرينية.
مع بداية الحقبة السوفيتية ، خضعت هيئة المسح الجيولوجي لتغييرات كبيرة. تحولت أولويات الدولة بشكل أكبر نحو التنقيب عن النفط ، ونتيجة لذلك لم يتم فقط توسيع المناطق القديمة التي تحمل النفط والغاز (على وجه الخصوص ، شمال القوقاز) ، ولكن تم استكشاف رواسب جديدة أيضًا. لذلك ، في عام 1929 ، تم نشر الاستكشاف الجيولوجي في منطقة فولغا-أورال ، المعروفة على نطاق واسع بين الناس باسم "باكو الثانية".
بحلول بداية عام 1941 ، يمكن للجيولوجيا السوفيتية أن تتباهى بنتائج مبهرة للغاية: تم استكشاف رواسب معظم المعادن المعروفة وإعدادها للاستغلال. خلال سنوات الحرب الوطنية العظمى (1941-1945) ، تم نقل الاستكشاف بشكل حاد إلى البحث والتطوير المتسارع للمناطق ذات الموارد الأكثر أهمية من الناحية الاستراتيجية (على وجه الخصوص ، في جبال الأورال وسيبيريا وآسيا الوسطى والشرق الأقصى). نتيجة لذلك ، تم تجديد احتياطيات النفط وخام الحديد والنيكل والقصدير والمنغنيز بشكل كبير. في سنوات ما بعد الحرب ، تم تعويض الرواسب المنهكة عن طريق التنقيب المكثف عن الترسبات الجديدة.
في روسيا الحديثة ، تحول تركيز الدولة على الاستكشاف أكثر إلى الاستثمار الخاص. ومع ذلك ، فإن حصة الميزانية تسمح أيضًا ببناء برامج استراتيجية طويلة الأجل لتنمية الموارد المعدنية المحلية للبلاد. وبالتالي ، للفترة 2005-2020 ، من المتوقع أن تصل الإيرادات من الخزانة الخاصة بالبحوث الجيولوجية إلى 540 مليار روبل. سيتم توجيه ما يقرب من نصفهملتخصيص التنقيب عن المحروقات
المرحلة الأولى - التدريب الأولي
جميع مراحل ومراحل عمل الاستكشاف في المجموع تضيف ما يصل إلى ثلاث مجموعات متتالية من الإجراءات.
الأولية - المرحلة الأولى - تشمل فقط الأعمال الجيوفيزيائية على الأرض مع المسوحات الجيولوجية للمنطقة. في الوقت نفسه ، غالبًا ما يتم حفر الآبار المرجعية. المنطقة بأكملها قيد الدراسة تحت المراقبة الدقيقة ، بما في ذلك احتمال حدوث زلازل وعوامل سلبية أخرى للاستكشاف.
والنتيجة هي تحديد أولي للودائع الواعدة. في الوقت نفسه ، يتم بالضرورة إنشاء مجموعة من الخرائط للمنطقة التي تم التقاطها بمقاييس وأغراض مختلفة. يتم أيضًا تقييم حالة البيئة الجيولوجية المحيطة من أجل الاستقرار والتغيرات المحتملة.
المرحلة الثانية - البحث عن الودائع وتقييمها
مجموعة أعمق وأكثر تفصيلاً للمعلومات عن الرواسب المعدنية على مقياس منطقة معينة تبدأ من هذه المرحلة.
تتكون المرحلة 2 من عمل استكشافي في المناطق الواعدة بناءً على نتائج المرحلة الأولى: تحديد رواسب معينة من المعادن ، وتقييم أكثر دقة لأحجامها. يتم تنفيذ مجموعة من الأعمال الجيولوجية والجيوفيزيائية والجيوكيميائية ، ويتم فك رموز المواد الفضائية ، كما يتم إنشاء الآبار (أو يتم إجراء أعمال سطحية ببساطة) لإجراء دراسة مفصلة للصخور العميقة. والنتيجة هي مجموعة أخرىالخرائط الجيولوجية (بمقياس 1: 50000 - 1: 100000) ، يتلقى الجيولوجيون تقارير إحصائية مفصلة.
في المرحلة الثالثة من الاستكشاف الجيولوجي ، يتم تحديد مدى ملاءمة إجراء مزيد من الاستكشاف للرواسب الموجودة. تعتمد المرحلة التالية على النتائج التي تم الحصول عليها ، والتي يبدأ خلالها استخراج الموارد المطلوبة. يقيم الجيولوجيون الإمكانات الاقتصادية لجميع الرواسب الموجودة ، ويرفضون جميع التراكمات غير القيمة.
ما لا يقل أهمية هو حقيقة أنه بعد هذه المجموعة من الأعمال ، يتم إعداد دراسة جدوى لقيمة الودائع المدروسة. وفقط مع النتائج الإيجابية ، يتم نقل الكائن أخيرًا لمزيد من الاستكشاف والتشغيل.
المرحلة النهائية (الثالثة) - التطوير
من أجلها يتم جمع المعلومات الجيولوجية الدقيقة عن الرواسب المكتشفة. كما في الحالة السابقة ، فإن قواعد الاستكشاف الجيولوجي تقسم هذه المرحلة إلى مرحلتين
4 تبدأ المرحلة (الاستكشاف) حصريًا في الودائع المقدرة (تلك التي يتم التعرف على تطويرها على أنها قابلة للتطبيق اقتصاديًا). تم تحديد التركيب الجيولوجي للكائن بالتفصيل ، وتقييم الظروف الهندسية والجيولوجية لمزيد من التطوير ، وتوضيح الخصائص التكنولوجية للمعادن الموجودة فيه. نتيجة لذلك ، يجب إعداد جميع الودائع المقدرة تقنيًا لمزيد من الاستغلال. من المهم بنفس القدر عند استكشاف وديعة أن تأخذ في الاعتبار بالتفصيل الموارد التي تندرج تحتالفئات A و B و C2 و C1.
أخيرًا ، في المرحلة الخامسة من أعمال الاستكشاف ، يتم تنفيذ الاستكشاف التشغيلي. إنها تشغل كامل فترة تطوير الإيداع ، وبفضل ذلك يحصل المتخصصون على فرصة الحصول على بيانات موثوقة عن الرواسب الموجودة (التشكل ، الهيكل الداخلي وحالة حدوث المعادن).
بحثا عن المياه الجوفية
عن طريق القياس مع استخراج المعادن الصلبة ، يتم إجراء الاستكشاف الجيولوجي للمياه بالضبط في نفس المراحل الأربع (المسح الجيولوجي الإقليمي ، ومجموعة من أعمال التنقيب ، وتقييم واستكشاف الرواسب). ومع ذلك ، نظرًا لخصائص هذا المورد وظروف تكوينه ، يتم إجراء التعدين بعدد كبير من الفروق الدقيقة.
على وجه الخصوص ، يتم حساب احتياطيات المياه التشغيلية والموافقة عليها بوحدات قياس مختلفة تمامًا. يعرضون أحجام هذا المورد التي يمكن استخلاصها في ظل ظروف معينة لكل وحدة زمنية - م3/ يوم ؛ لتر / ثانية وما إلى ذلك
تعليمات حديثة للاستكشاف الجيولوجي تميز 4 أنواع من المياه الجوفية:
- الشرب والتقنية - يتم استخدامها في أنظمة إمدادات المياه ، فهي تسقي التربة والمراعي المائية.
- مياه معدنية ذات خصائص طبية - يستخدم هذا النوع في صناعة المشروبات وأيضاً للأغراض الوقائية.
- الطاقة الحرارية (بما في ذلك مخاليط البخار والماء مدرجة أيضًا في هذا النوع الفرعي) - تستخدم لالإمداد الحراري للمنشآت الصناعية والزراعية والمدنية.
- المياه الصناعية - تعمل فقط كمصدر للاستخراج اللاحق للمواد والمكونات القيمة منها (أملاح ، معادن ، عناصر كيميائية متنوعة).
المخاطر العالية للحوادث والمضاعفات والنتائج الكارثية في بعض الأحيان تجبرنا دائمًا على أن نكون موقرين بشكل خاص في سلامة أعمال الاستكشاف الجيولوجي التي تركز على البحث عن المياه الجوفية. غالبًا ما يكون تطوير الودائع بطريقة مفتوحة مصحوبًا بالاختناق والانهيارات الأرضية والانهيارات الأرضية والانهيارات. يمكن أن يرتبط التعدين تحت الأرض دائمًا بالاختراقات المائية المفاجئة والعوامات والفيضانات. بالإضافة إلى الخطر الواضح على البشر ، تتأثر التراكمات القريبة من المعادن الأخرى أيضًا سلبًا - فهي ببساطة تبلل.
الفروق الدقيقة الاستثنائية للتنقيب عن النفط والغاز
استخراج هذه الموارد ينقسم إلى مرحلتين. الأول ، استكشافي ، يهدف إلى الحصول على بيانات عن الحفريات التي تندرج تحت الفئتين C1 و C2. في الوقت نفسه ، يتم أيضًا تقديم تقييم جيولوجي واقتصادي لجدوى تطوير بعض الرواسب. المرحلة نفسها تتم على ثلاث مراحل متتالية:
- العمل الجيولوجي والجيوفيزيائي للخطة الإقليمية - يشمل المسوحات الصغيرة للمنطقة قيد الدراسة. يتم إجراء تقييم نوعي وكمي لآفاق تحمل النفط والغاز في منطقة الدراسة. بناءً على هذه المعلومات ، سيتم تحديد الأشياء ذات الأولوية للتنقيب عن النفط والغاز مسبقًا.
- تحضير الأساس لعمقحفر استكشافي - بالترتيب المتفق عليه ، يتم اختيار أماكن حفر الآبار الاستكشافية. يتضمن مسح زلزالي مفصل ، وفي بعض الحالات أيضًا مسح جاذبية / كهربائي.
- العمل الاستكشافي - أثناء حفر واختبار الآبار الاستكشافية ، يتم أيضًا تقييم الآفاق وخصائص النفط والغاز ، وحساب احتياطيات الرواسب المكتشفة. بالإضافة إلى ذلك ، تم توضيح الخصائص الجيولوجية والجيوفيزيائية للأفق والطبقات المجاورة.
أي مشروع استكشاف يعني أيضًا إمكانية الحفر في الحقول المطورة بالفعل. هذا يجعل من الممكن العثور على المزيد من الرواسب في الموقع المستغل ، والتي ، لأسباب عديدة ، قد تظل دون أن يلاحظها أحد خلال مرحلة الاستكشاف.
المرحلة التالية هي الاستكشاف. يتم تنفيذه من أجل إعداد جميع حقول الغاز والنفط الواعدة الموجودة لمزيد من التطوير. تمت دراسة بنية الرواسب المكتشفة بالتفصيل ، وتم وضع علامة على الطبقات الإنتاجية ، وحساب مؤشرات التكثيف والمياه الجوفية والضغط والعديد من المعلمات الأخرى.
نتيجة مرحلة الاستكشاف هي حساب احتياطي النفط والغاز. على هذا الأساس تقرر الجدوى الاقتصادية لمزيد من استغلال الودائع.
قاع واضح أم آفاق استكشاف؟
مياه البحار والمحيطات ، على الرغم من افتقارها النسبي للمعرفة في عصرنا ، تم تطويرها أيضًا على نطاق واسع. في المقام الأول،يقدم الجرف تحت الماء آفاقًا رائعة للغاية لاستخراج الأملاح المعدنية المختلفة (على وجه الخصوص ، ملح البحر ، والعنبر ، وما إلى ذلك) ، والنفط والغاز. تنقسم جميع المعادن الموجودة في المنطقة المتشابهة إلى ثلاثة أنواع:
- موجود في مياه البحر.
- موارد صلبة تقع في الطبقة السفلية / السفلية.
- السوائل (النفط والغاز والمياه الحرارية) في أعماق القشرة القارية والمحيطية للأرض.
حسب الموقع يتم تصنيفهم على النحو التالي:
- ودائع الجرف القريب والبعيد.
- رواسب حوض المياه العميقة.
في الجزء السفلي ، يتم الاستكشاف البحري لإنتاج النفط والغاز حصريًا عن طريق حفر الآبار. عادة ، تقع هذه الموارد على عمق 2-3 كيلومترات على الأقل في الرف. بالنظر إلى المسافة إلى الرواسب ، يتم استخدام أنواع مختلفة من المواقع من حيث سيتم إجراء الاستكشاف الجيولوجي:
- على عمق يصل إلى 120 متر - أساسات الخوازيق
- على عمق 150-200 متر - منصات عائمة على نظام التثبيت
- مئات الأمتار / بضعة كيلومترات - حفارات عائمة
ممارسة الأعمال الغربية الخاصة
في الخارج ، يتم الاستكشاف الجيولوجي للمعادن بشكل أساسي بمبادرة من الشركات الخاصة ، تاركًا وراء احتياجات الدولة فقط المسح الجيولوجي المنهجي وأعمال التنقيب على المستوى الإقليمي. تبدأ عمليات إعداد الودائع لمزيد من التطوير في الغالبية العظمى فقطبعد تلقي النتائج الإيجابية الأولى من أعمال الاستكشاف (تجاويف مصطنعة في قشرة الأرض ، تكونت نتيجة الاستكشاف الجيولوجي).
هم ، بدورهم ، يخضعون لأكبر الودائع لأعمال الحفر والتفريغ التفصيلية ، والتي سيتطلب تطويرها الصناعي استثمارات مالية كبيرة. عند إجراء الاستكشاف التشغيلي ، تتم زيادة معادن الفئات العالية فقط في تلك الأحجام المطلوبة لضمان الإنتاج الحالي. لا يتجاوز العمق الذي يتم تنفيذ العمل به ، في مثل هذه الحالات العادية ، 2-3 آفاق تشغيلية (إجمالي أعمال الاستكشاف على نفس المستوى).
ومع ذلك ، من أجل الموثوقية ، تجدر الإشارة إلى أن مثل هذه الممارسة لا تضمن على الإطلاق التأمين ضد الحسابات الخاطئة والأخطاء الجسيمة في البحث عن المعادن. يعود النهج الغربي للاستكشاف إلى حد كبير إلى استخراج المعلومات ، والتي على أساسها سيتم تقييم الودائع المكتشفة لجدواها الاقتصادية ، وإذا نجحت ، يتم تشغيلها على الفور. في هذا الصدد ، فإن تحديد أكبر حجم ممكن لجميع أنواع المعادن في الموقع ، وكذلك التنبؤ بالموارد للاحتياطيات المستكشفة ، يعد مهمة إشكالية إلى حد ما.
مصادر تمويل الاستكشاف في روسيا
يمكن تنفيذ الممارسة الروسية للتنقيب عن المعادن بدعم حكومي ومن خلال الاستثمار الخاص. في القضايا المتعلقة باحتياجات الدولة ، الكليتم توفير أعمال الاستكشاف في شكل أوامر. اعتمادًا على الاتجاه والحجم ، يتلقى المقاولون أموالًا من مستوى الميزانية المناسب: الفيدرالي أو الإقليمي أو المحلي.
قبل بدء الاستكشاف الجيولوجي في أي منطقة على حساب أموال الميزانية ، تختار الدولة المتقدمين على أساس تنافسي. العملية نفسها بسيطة للغاية:
- يتم وضع كل منطقة تخطط فيها الدولة لتنفيذ أعمال الاستكشاف لمنافسة مقابلة. في الوقت نفسه ، يقوم العميل (شخص الدولة) بتطوير مهمة جيولوجية وسعر بدء لنتائج الاستكشاف الجيولوجي المتوقعة من المشروع. يأخذ في الاعتبار كلاً من تكاليف الإنتاج القياسية ومستوى الربح المخطط له.
- الفائز الذي يقترح الخيار الأنسب للتصميم بالسعر الأكثر معقولية ، بالطريقة المحددة ، يحصل على ترخيص للعمل داخل منشأة معينة.
- أثناء إصدار التصريح ، يوقع العميل أيضًا عقدًا مع الفائز بمناقصة الاستكشاف. يتم تحديد مدة أداء العمل إما بنتائج المنافسة أو من خلال مفاوضات واتفاقيات إضافية مع المقاول.
أبرز المخطط الذي يمول مشروع استكشاف على المستوى الحكومي منظم على النحو التالي:
- تتلقى وزارة الموارد الطبيعية مخصصات ربع سنوية سنوية من وزارة المالية في الاتحاد الروسي وتخطط لتوزيعهابين عملاء الحكومة. بعد ذلك تقوم الوزارة بإرسال المعلومات ذات الصلة إلى المديرية العامة للخزينة الاتحادية.
- تقوم الخزانة الفيدرالية بإخطار الأقسام الإقليمية المعنية بالتمويلات المعتمدة للعملاء الذين تخدمهم.
- وهكذا ترسل وزارة الموارد الطبيعية المبلغ المعتمد للتمويل إلى العميل ، وفي نفس الوقت تسلمه "اتفاقية نقل مهام العميل الحكومي" وفقًا للمعايير المعمول بها.
- الأموال المقدمة للعميل والعقد هي أساس التخطيط الفوري للاستكشاف.
يتلقى المقاول مدفوعات لأعمال الاستكشاف على أساس ربع سنوي (تتوفر أيضًا إمكانية دفع السلف). وفقط في حالة استيفاء التقرير الخاص بالمهمة الجيولوجية المكتملة تمامًا فحص الحالة اللاحق ، يتم قبوله بنجاح في مستودع الصندوق الجيولوجي الإقليمي ويعتبر الاستكشاف الجيولوجي مكتملاً.
