Поиски и разведка твердых полезных ископаемых

Программа специалитета «Прикладная геология» является направлением получения базового высшего образования в Инженерной академии Российского университета дружбы народов.

Цель программы

Горно-геологическая промышленность играет важную роль в экономике любой страны. Цель программы – подготовка высококвалифицированных специалистов, способных применять полученные знания и навыки при решении вопросов, связанных с изучением Земли и ее недр, развитием минерально-сырьевой базы, прогнозированием, поисками, разведкой, эксплуатацией твердых полезных ископаемых.

Конкурентные преимущества программы

Российский университет дружбы народов – это один самых лучших университетов нашей страны, здесь учатся студенты со всего мира. К нашим преподавателям, доцентам, профессорам самые высокие требования, среди них есть кандидаты и доктора наук. Наши преподаватели принимают участие в международных чемпионатах в качестве экспертов, участвуют на конференциях, проходят повышение квалификации, они усовершенствуют свои знания с каждым днем, это по истине профессионалы своего дела. Мы готовим высококвалифицированных специалистов широкого профиля. Наши выпускники – это наша гордость, их знают во всем мире, они работают в лучших российских и иностранных компаниях не только в России, но и за рубежом, некоторые из них занимают руководящие посты. У наших студентов есть возможность изучать разные иностранные языки, общаться с носителями языка, так как иностранные студенты учатся вместе с российскими студентами в одной группе, посещают вместе лекции. У наших студентов есть возможность проходить стажировку за границей, многие из наших студентов после получения диплома продолжают свою карьеру в компаниях, в которых они проходили практику. У студентов есть возможность участвовать в научно-исследовательских работах (Гранты, Государственные Контракты, хоздоговора, и др.), выступать на Университетских, Всероссийских и Международных конференциях, публиковать результаты своих исследований в ведущих рецензируемых журналах, принимать участия в международных чемпионатах CASE-IN. Наших выпускников высоко ценят и уважают! Может кто-то из Вас откроет новые месторождения! Учиться у нас не только престижно, но и интересно! Добро пожаловать к нам! Мы с радостью ждем Вас в департаменте геологии, горного и нефтегазового дела!

Основные изучаемые специальные дисциплины

В ходе обучения по программе студенты изучают следующие основные дисциплины: компьютерно-геологическая графика; основы безопасности и жизнедеятельности при проведении геолого-разведочных работ; буровые станки, бурение скважин, буровзрывные работы; экономика и организация геологоразведочных работ; мировая экономика минерального сырья; геофизические методы поисков и разведки полезных ископаемых; основы разработки месторождений твердых полезных ископаемых; прогнозирование и поиски полезных ископаемых; формационный анализ и структуры рудных полей; разведка и геолого-экономическая оценка полезных ископаемых.

Стажировки и практики

Учебные практики проводятся на полигонах Московской и Челябинской областей, Краснодарского края, республики Крым.

Производственные практики проводятся на территории России: Уральский, Приволжский, Южный федеральные округа и зарубежных стран: страны Африки, Ближнего Востока, Латинской Америки, Азии.

Карьера и трудоустройство

После успешного обучения наши выпускники работают:

• крупные горнодобывающие компании, геологоразведочные предприятия: «Норильский никель», АЛРОСА, РУСАЛ, Металлоинвест, Полиметалл, KINROSS, BHP Billiton, Rio Tinto, и др.;
• проектные и научно-исследовательские институты: ЦНИГРИ, ВСЕГЕИ, ВИМС, ИМГРЭ, и др.;
• институты академии наук: ГИН, ИГЕМ, Институты Геологии Научных Центров РАН РФ, и др.;
• инвестиционные организации;
• другие организации, связанные с природопользованием.

Выпускники программы обладают следующими компетенциями

Программа ориентирована на то, что во время обучения студент приобретает умения и навыки, на основе которых сможет:

• проводить геологическое картирование, поисковые, оценочные и разведочные работы;
• составлять проекты на геологоразведочные работы;
• выделять перспективные площади;
• проектировать места заложения горных выработок, скважин, осуществлять их документацию;
• определять виды и способы опробования и методы их анализа;
• применять высокоэффективные современные методы геолого-геофизических исследований и обработки информации;
• создавать 2D и 3D геолого-геофизические модели месторождений твердых полезных ископаемых;
• проводить оценку прогнозных ресурсов и подсчет запасов месторождений твердых полезных ископаемых.

Объекты профессиональной деятельности выпускников

• работа в крупных горнодобывающих компаниях;
• работа в геологоразведочных предприятиях;
• исследования в проектных и научно-исследовательских институтах;
• в инвестиционных организациях.

Тематики научных исследований

• Геологическое дешифрирование космических снимков;
• 3Dмоделирование месторождений полезных ископаемых;
• Современные методы геолого-геофизических исследований;
• Изучение особенностей геологического строения и оценка перспектив.

Инфраструктура

• единый ресурсный центр, объединяющий информационные центры ведущих технических ВУЗов;
• аудитории, оснащённые всем необходимым для учебного процесса, расположенные в здании Инженерной академии по адресу ул. Орджоникидзе, д. 3;
• компьютерные классы;
• аудитории, оснащённые мультимедийным оборудованием, в том числе для проведения видеоконференций;
• отраслевой отдел Научной библиотеки, доступ к многочисленным электронным информационным базам данных;
• доступ к беспроводной сети Интернет (Wi-Fi);
• студенческое кафе.

Внеучебная жизнь

• празднование профессионального праздника, посвященный дню геолога, в празднике принимают участие студенты, аспираты, преподаватели, работодатели;
• КВН;
• общеуниверситетский турнир Клуба интеллектуальных игр «Что? Где? Когда?»; 
• концерт для участников «Слета отличников учебы РУДН»;
• участие в конкурсе «Победа во имя будущего»;
• праздник студенческой молодежи «Татьянин день»;
• праздничный концерт, посвященный Дню рождения РУДН;
• участие в конкурсе военной песни «Гвоздика»;
• концерты для ветеранов Великой Отечественной войны;
• конкурсы художественной самодеятельности факультетов и институтов;
• конкурс «Мисс РУДН»;
• участие в конкурсах «Фестос» и «Фестас на Юго-Западе»;
• фестиваль «Танцы и песни народов мира»;
• окружной праздник студенческой молодежи «Планета Юго-Запад».

Код направления:
21.05.02 «Прикладная геология»

Учебные подразделения:
Инженерная академия

Документ об окончании:
Диплом специалиста по направлению «Прикладная геология»

Руководитель:
Котельников Александр Евгеньевич
доцент, к.г.-м.н. департамент геологии, горного и нефтегазового дела
Офис: ул. Орджоникидзе, дом 3, кабинет 111
Телефон: +7 (495) 955-07-43
E-mail: kotelnikov_ae@rudn.university

Цели и основные направления геологоразведки

Геологоразведочные работы — это мероприятия, направленные на выявление и подготовку к освоению в промышленных масштабах месторождений полезных ископаемых. В процессе выполнения таких работ в том числе изучается размещение пластов ископаемых, условия их образования и состав. Кроме того, изучаются компоненты, сопровождающие залежи полезных ископаемых, в том числе редкие металлы, попутный газ, сера и т. д., выясняется возможность их извлечения или же утилизации.

Геологоразведка сопряжена с анализом условий природы и климата в районах работ, социально-экономических предпосылок для реализации конкретных проектов. Она предусматривает изучение возможных способов добычи ископаемых при условии рациональной эксплуатации блоков и минимизации возможного вреда окружающей среде. Результатами осуществления работ по геологоразведке является расчёт и утверждение запасов полезных ископаемых, оценка их количественных ресурсов, в том числе прогнозная.

В случае, если залежи полезных ископаемых получают положительную оценку в результате поисково-оценочных мероприятий, проводится непосредственно разведка открытого месторождения. В её ходе выясняются геологическое строение участка, размеры, условия залегания и пространственное расположение залежей. Кроме того, вычисляются качество и количество ископаемых, технологические факторы, которые будут определять условия эксплуатации блока.

Сейсмическая, электрическая и гравитационная разведка

Одним из самых эффективных и популярных методов первичных геологических исследований месторождений, в основном залежей нефти и газа, является сейсморазведка. Её принцип базируется на регистрации сейсмических волн, которые создаются искусственным путём при помощи специального источника волн, в роли которого обычно выступает взрывчатка. Тротил размещается в неглубоких скважинах. Для инициирования как продолжительных, так и коротких импульсных колебаний могут применяться автомобильные вибраторы.

Вибрационная установка Nomad-65

С помощью источника в породе создаётся избыточное давление и распространяются колебания периодического типа. Эти волны наталкиваются на слои с разными показателями упругости, после чего меняют не только направление, но и амплитуду, а также создают новые колебания. По пути следования волн размещаются датчики-приёмники, которые фиксируют колебания и передают операторам полученные сигналы. Сейсмокомплексы представляют собой типовые системы, в состав которых входит один источник и до 300 приёмников, расположенных через 25–50 метров друг от друга. Если оператор правильно выбирает схему, это позволяет исследователям получать необходимую информацию без избыточных затрат.

Сейсмическая разведка: 1 — передающая система; 2 — приёмная система; 3 — сейсмоприёмники; 4 — сейсмическая волна; 5 — отражённая сейсмическая волна; 6 — нефтеносный пласт

В зависимости от того, как расположены друг относительно друга источники и приёмники колебаний, различают такие виды сейсморазведки:

• совмещённые источник и приёмник — 1D;
• расположение источника и приёмников на одной линии — 2D;
• расстановка приёмников на параллельных линиях по площади участка — 3D;
• периодическое повторение 3D-разведки при разработке месторождения — 4D.

После регистрации и записи колебаний проводится их анализ с целью определения особенностей распространения и свойств волн. В частности, извлекается геологическая информация о границах сейсмики. Полученные сейсмограммы требуют серьёзной обработки, поскольку они в условиях полевых работ обычно включают помехи. Что касается полезных волн, то они зачастую сложны для интерпретации. Для анализа данных применяется современная компьютерная техника.

Сигналы усиливаются, фильтруются, очищаются от нежелательных колебаний и конвертируются в цифровой формат, после чего поступают на сейсмостанцию для наблюдений. По результатам обработки геологи получают материал для дальнейшего толкования. Если на полученных геологических разрезах идентифицируются аномальные зоны распространения волн, то, как правило, это является свидетельством наличия залежей полезных ископаемых.

При наличии значительного преимущества — высокой точности измерений, сейсморазведка обладает рядом существенных недостатков. В частности, геологи не в состоянии определить качество залежей полезных ископаемых, не могут применять сейсморазведку на сложном рельефе местности. Кроме того, при наличии солевых горизонтов такая разведка неэффективна. Применение взрывчатки, в свою очередь, может негативно влиять на экосистему исследуемого района.

Закладка взрывного источника сейсмических колебаний

Ещё одним популярным видом геологоразведки является разведка электрическая. Данное направление включает способы исследования недр, которые применяются для изучения как верхних слоёв породы, так и для глубинной разведки. В свою очередь, они делятся на две большие группы.

Методы электрической разведки:

• Индукционные методы.
• Методы сопротивлений.

Исследование недр индукционными методами предусматривает создание электромагнитного поля за счёт эффекта магнитной индукции под влиянием переменного электрического поля или же магнитного поля. При обладании информацией о параметрах источника поля оператор может свободно измерить магнитные и электрические составляющие индуцированного поля и, следовательно, восстановить параметры среды их возникновения.

Магниторазведка

В свою очередь, методы сопротивлений основываются на пропускании через грунт электродов с постоянным током. Измеряется напряжение, которое вызвано данным током, поступающее от первой ко второй группе электродов. При наличии информации о напряжении и силе тока можно вычислить показатель сопротивления среды, через которую пропускается электричество. Благодаря конфигурации электродов точно устанавливается участок пространства, в которой меняется сопротивление.

Принципиальная схема электроразведки методами сопротивлений: 1 — питающая линия; 2 — измерительная линия; 3 — измерительные заземления; 4 — питающие заземления; 5 — область исследования; 6 — линии тока

Электроразведочная станция для вертикального электрического зондирования

Поиск возможных залежей полезных ископаемых производится в том числе способом гравитационной разведки. Он основан на принципе измерения показателя ускорения свободного падения. Последнее зависит не только от параметров планеты в целом, но и от аномальной плотности пород в районах поисков. Таким образом, неоднородность плотности подземных горизонтов легко вычисляется в гравитационном поле.

Гравиразведка

Поиск залежей твёрдых ископаемых

Хотя конкретные способы разведки месторождений зависят от возможности применения определённых технических средств в конкретных условиях, для выявления залежей твёрдых полезных ископаемых (руд, минералов и т. д.) соответствующие мероприятия, как правило, проводятся в шесть типовых стадий:

1. Геофизические и геолого-съёмочные работы. Данный этап включает исследование крупных геологических структур, в которых, вероятно, присутствуют полезные ископаемые. Перспективные площадки по завершению данной стадии передаются на специализированные поисковые работы.

2. Поиск месторождений. Геологи работают над обнаружением запасов определённых видов полезных ископаемых. Работы осуществляются в несколько промежуточных этапов. Вначале проводится поиск общего характера с целью выявления границ зоны потенциального размещения ископаемых. После этого обустраиваются горные выработки или скважины для выполнения структурно-геологических исследований. По результатам оценивается потенциальное промышленное значение месторождений. Если исследования оказались продуктивными, в этом случае осуществляется подсчёт ресурсов в категории C2. Составляются прогнозы добычи в количественном плане, а также разрабатывается технико-экономическое обоснование (ТЭО) продолжения геологоразведки.

3. Предварительная разведка. Геологи определяют промышленное значение участка, параметры месторождения, технологические свойства и размеры формаций полезных ископаемых, условия залегания. Составляется предварительная характеристика условий освоения блока. Результатами этой работы являются расчёт запасов не только в категории C2, но и C1, а также ТЭО на проведение детальной разведки. На этапе предварительной разведки применяется бурение (глубокое, колонковое или ударно-канатное). При изучении месторождений цветных металлов обустраиваются штольни, небольшие шахты, шурфы с целью отбора проб.

4. Детальная разведка. Данный этап работ проводится исключительно на участках с доказанной промышленной ценностью запасов. Осуществляется дополнительный подсчёт запасов в категориях A и B. По завершению этого этапа должны быть собраны данные, достаточные для начала промышленной эксплуатации месторождения согласно требованиям к изученности исследуемой зоны, в соответствии с классификацией запасов и прогнозными ресурсами.

5. Доразведка. Проводится на участках, которые были в недостаточной степени изучены на предыдущих этапах работы. Кроме того, она осуществляется в пределах флангов, обособленных участков, в глубоких горизонтах горных отводов. На этой стадии проводится последовательный перевод ресурсов из категорий C1 и C2 в более высокие классы, подсчитываются новые выявленные запасы. На ряде объектов при этом строятся глубокие шахты как разведочного, так и эксплуатационно-разведочного назначения.

6. Эксплуатационная разведка. Такой вид разведки проводится одновременно с проходческой работой, направленной на подготовку выработок. Мероприятия по разведке реализуются до момента начала очистных работ с целью обеспечения добычи на текущем этапе, а именно для уточнения информации о залежах, полученной на стадиях детальной разведки. Речь идёт о данных относительно качества, условий залегания, строения и морфологии пластов. На этапе эксплуатационной разведки проходка вертикальных, горизонтальных и наклонных выработок является основным методом работ. Кроме того, возможно обустройство перфораторных — безкерновых — или же колонковых скважин для получения керна.

Особенности разведки нефтегазовых месторождений

Специфика геологоразведки нефтегазовых месторождений обусловлена особенностями залегания и природными свойствами этих полезных ископаемых. Отличительной чертой нефти и газа является то, что их залежи находятся обычно в одних и тех же районах. Газ может быть как растворён в нефти, так и образовывать газовые шапки в верхней части пространства, занимаемого «чёрным золотом».

Накопление углеводородного сырья происходит в осадочных оболочках планеты. В общей сложности в мире выявлено порядка шести сотен нефтегазоносных бассейнов. Нефть и газ находятся на глубинах от одного до нескольких километров и распределены по микроскопическим пустотам. Около 85% запасов сконцентрированы в алевритовых песчаных породах с глиняной прослойкой, остальные ресурсы — в породах карбонатного типа. Огромны запасы шельфовых месторождений, однако степень их изученности крайне мала. Пронедра писали ранее, что, по данным Минприроды, более 90% площади арктического шельфа не разведаны.

Геологические экспедиции, которые занимаются изучением нефтегазовых месторождений, выполняют комплекс работ по исследованию структуры блоков, выделению продуктивных пластов, вычислению предполагаемых дебитов нефти, газа и конденсата, давления в залежах. Все эти данные используются для составления проектов эксплуатационных работ, а также для расчётных обоснований промышленной разработки участков.

Стартует геологоразведка по стандартной схеме — со съёмки и составления геологических карт. В дальнейшем применяется гравитационная разведка. Выявление запасов по данной методике обусловлено отличительной особенность пород, насыщенных нефтью и газом — их плотность меньше, соответственно, и меньшим будет ускорение свободного падения. Нефтегазовые ресурсы выявляются в том числе с применением специфической аэромагнитной разведки, направленной на выявление антиклиналей — геологических ловушек для углеводородов мигрирующего характера на глубинах до семи километров.

Аэромагнитная съёмка выполняется с помощью магнитометров, расположенных в хвостовом коке самолёта

Особенностью же проведения сейсморазведки является то, что такой вид исследования при поиске нефтегазовых запасов осуществляется не только для выявления залежей, но и с целью определения оптимальных мест для бурения скважин разведочного назначения. Одним из эффективных методов обнаружения ресурсов «чёрного золота» и «голубого топлива» является низкочастотное сейсмическое зондирование. Данный способ основан на анализе аномального изменения спектра естественного сейсмического фона в районе размещения залежей на частотах до 10 герц.

Оборудование для сейсморазведки

Нефть и газ также выявляются при помощи методики геохимической разведки. Геологи анализируют состав подземных вод на предмет содержания органических компонентов и газов. Рост концентрации таких элементов в единице объёма пробы воды может указывать на близость пласта. Тем не менее, самым достоверным и эффективным способом разведки углеводородов в настоящее время является непосредственное бурение скважины для выявления степени достаточности их объёмов для промышленного освоения месторождения. В среднем только в трети случаев после бурения обнаруживаются такие запасы.

Бурение разведочной скважины «Шахринав-1п», Таджикистан

В современной России геологоразведка нефтегазовых ресурсов производится не только с целью немедленной разработки конкретных блоков, но и для общего прироста количества углеводородов в соответствии с требованиями Энергетической стратегии, рассчитанной до 2020 года. Напомним, что, по мнению Владимира Путина, геологоразведка крайне важна для экономики России. Открытие и изучение новых месторождений — это работа на перспективу, поскольку выявленные ресурсы фактически являются сырьевым вкладом в будущее страны.