Особенности проведения поисково-разведочных работ на глубокие подземные воды, учет проявления специфических факторов (газ, температура, потери напора на трение в трубах и др.).

Факторы: высокая минерализация (чем выше, тем выше объемный вес); растворенные газы (в скважине может быть газлифт и произойдет фонтанирование, в пласте выделяются свободные газы и происходит кальмотация); температура (чем выше, тем ниже объемный вес). Газированные воды с другой плотностью и температурой обуславливают быть готовыми к последствиям. Если воды высокой минерализации, то могут выпадать соли при понижении температуры и плотности. Соли могут закупорить скважину, тогда проводят внешний обогрев обсадной колонны. Величина допустимого понижения может рассчитываться с помощью термо - и газлифта.

Влияние газового фактора. Под газовым фактором подразумевается отношение расхода газа при атмосферном давлении к соответствующему расходу воды. В большинстве случаев минераль­ные, теплоэнергетические и промышленные подземные воды содержат тот или иной газ в растворенном состоянии.

При подъеме воды по трубам к поверхности земли на определенной глубине, соответствующей давлению насыщения, газ переходит из рас­твора в свободное состояние. В результате в верхней части скважин образуется облегченная газоводяная смесь с плотностью меньшей, чем плотность негазированной воды. Благодаря этому уровень воды в скважинах повышается. Это повышение бывает настолько значитель­ным, что иногда из скважины даже при положении динамического уровня ниже поверхности земли начинается самоизлив (явление га­злифта). В таком случае понижение уровня, замеренное на устье сква­жины, будет меньше понижения, замеренного в пластовых условиях.

Влияние изменения температуры воды. Во многих глубоких водоносных горизонтах температура воды в пласто­вых условиях достигает 100 °С и больше. Однако в стволах неработа­ющих скважин, которые вскрывают такой водоносный горизонт, вода охлаждается до температуры, соответствующей геотермическим ус­ловиям местности. При пуске скважины температура в стволе повы­сится → уменьшение плотности воды→ увеличится столб воды в скважине по сравнению с тем, когда скважина не работала. В результате скважина после включения в работу начинает иногда фонтанировать (явление термолифта). При увеличении столба воды в скважинах вследствие повышения темпера­туры понижение уровня воды, замеренное у устья, будет меньше, чем понижение в условиях пластового давления. Поэтому для определе­ния истинного понижения в эксплуатируемом пласте к замеренному понижению на устье скважины нужно прибавить поправку Δ St° на влияние температуры: Δ St°=Н_о/2*(γ _ст-γ _д/ γ _д), Н_о – столб воды в скважине, γ _ст – плотность воды у устья неработающей скважины, γ _д – плотность у устья действующей скважины.

Влияние сопротивления при движении во­ды в водоподъемных трубах. При движении воды от забоя к устью скважины часть напора теряется на преодоление сил сопротивления, возникающих в результате трения, пульсации и т. д. Вследствие этого понижение, замеренное на устье, будет большим по сравнению с забойным на размер этих потерь.

Учет влияния газового фактора, изменения температуры воды, потерь напора в водоподъемных трубах имеет особое значение при определении фильтрационных параметров пластов.

31. Поиски и разведка минеральных ПВ. (возможно неправильный) Типизация МинПВ: 1. Месторождения в артезианских бассейнах платформ, характеризуются широким распространением, глубоким залеганием мин. вод, в относительно однородных поровых и трещинных коллекторах, выдержанностью гидрогеохимических показателей, небольшими избыточными напорами и значительными естественными запасами. 2. Месторождения предгорных и межгорных артезианских бассейнов и склонов (пластовые), характеризуются ограниченным распространением мин. вод, высокой их газонасыщенностью, высокими избыточными напорами, неизменностью химического состава при малых водоотборах и возможностью подтока вод иного состава по зонам тектонических нарушений и через литолого-фациальные окна. При вскрытии месторождений возможны сильные водяные и газовые выбросы. 3. Месторождения артезианских бассейнов и склонов, связанные с зонами разгрузки глубинных мин. вод вышележащие напорные водоносные горизонты, характеризуются высокой газонасыщенностью и температурой вод, ограниченным распространением среди напорных пластовых вод (в виде куполов мин. вод над тектоническим нарушением или фациальным окном), изменчивостью границ и объема купола во времени и при откачках, трудностью прослеживания куполов мин. вод. 4. Месторождения трещинно-жильных водонапорных систем, приуроченные к магматогенно-метаморфическим породам, характеризуются малыми сечениями водоносных зон (генетически связанных с тектоническими и нарушениями реже с карстом) и сосредоточенностью потоков мин. вод, стабильностью гидродинамического режима и устойчивым во времени составом мин. вод. 5. Месторождения приуроченные к зонам разгрузки напорных потоков в бассейны грунтовых вод характеризуются ограниченным распространением куполов мин. вод в грунтовых потоках, зависимостью размеров и формы куполов от гидродинамического равновесия взаимодействующих потоков.6. Месторождения грунтовых мин. вод связаны с зонами выветривания магматогенных, метаморфических или карстующихся пород с участками локализации в породах тех или иных биологически активных компонентов, которые выщелачиваются грунтовыми водами, для них характерны небольшие площади развития кондиционныхмин. Вод, относительно ограниченные ЭЗ и часто значительная неустойчивость состава вод вод во времени. Стадийность проведения поисково-оценочных работ: писки, предварительная разведка, детальная разведка и эксплуатационная разведка. Общи задачи поисковой стадии: выявление закономерностей распространения мин. вод, выделение типов месторождений или площадей, перспективных на вскрытие мин. ПВ и при необходимости изучение этих месторождений с помощью бурения и опробования поисковых скважин, и проведение специальных съемочных работ. В результате поисковых работ должны быть выделены перспективные на проведение разведочных работ горизонты и участки, разработаны ориентировочные кондиционные показатели и дана ориентировочная оценка ЭЗ в пределах выделенных участков, обоснована экономическая целесообразность проведения разведочных работ и выделены первоочередные объекты. При предварительной разведке изучаются геолого-гидрогеологические условия выделенных участков для получения данных для их сравнительной оценки и обоснования объекта для детальной разведки. С помощью бурения и опробования выявляются фильтрационные свойства продуктивных горизонтов, водно-физические характеристики, химический, газовый и микрокомпонентный состав, геотермические условия и другие показатели необходимые для оценки ЭЗПВ. Детальная разведка проводится для детального изучения геолого-гидрогеологических, гидрогеохимических и термальных условий участка и обоснованного подсчета ЭЗПВ продуктивных горизонтов. В процессе детальной разведки закладываются разведочно-эксплуатационные скважины, конструкция которых должна удовлетворять условиям их последующей эксплуатации. Эксплуатационная разведка проводится на эксплуатируемых участках и месторождениях. Цель – гидрогеологическое обоснование прироста ЭЗ и и перевода их в более высокие по степени изученности категории, корректировка условий и режима эксплуатации водозаборных сооружений, осуществление прогнозов при изменении режимов их эксплуатации. Ведутся систематические наблюдения за режимом ПВ в условиях их эксплуатации. Особенности проведения исследований на каждом участке определяются в зависимости от геолого-структурных, гидрогеологических, гидрогеохимических условий изучаемых месторождений, степени их изученности, потребности в воде и др. факторов.

32. Поиски и разведка термальных подземных вод (типизация МПВ, задачи изучения, стадийность, состав и содержание исследований).

ПВ с Т выше 20. 37-70 – низкопотенциальные, 70-100 – среднепотенциальные, > 100 - Высокопотенциальные

Оценка перспектив практич использования требует учета: Т, хим и газ состава, условий пром извлечения, потребность района в водах различного типа.

К месторождениям относятся пространственно оконтуриваемые скопления ПВ, качество и количество которых обеспечивают экономически целесообразное их использование в народном хозяйстве.

МР по по структурно-тект. условиям делится на:

- Платформенного типа

- В областях горноскладчатых

В платф:

T < 100°;

изменение t - с глубиной на 3° на 100м;

высокая минерализация – приводит к определенным трудностям в разведке: не имеем возможность сбрасывать (при откачке) на открытый рельеф;

схема проведения опытных работ – схема водозабора – дуплетный метод; необходимы наливы и нагнетания;

с г/д точки зр-я: выгодно возвращать воду в тот же водоносный горизонт, чтобы поддерживать давление в горизонте; большое кол-во газов;

наличие гейзеров – ест-й выходы термальных вод. Г. работают в пульсирующем режиме. Вся энергетика заключается в том что г. каптируют(при ↓ p на пов-ти З. – образуется пар)

Т.в. хар-ся энтальпией (мера запаса энергии)

T термального источника зависит от степени смешения источника с поверхностными водами.

МР приур-е к вулкано-тект. депрессиям. По хим составу – пресные и слабоминерализованные, так как в впласте т.же сожержатся инфильтрационные воды. Задача: из пластаполучить опр-е кол-во воды. МР эксплуатируется на самоизливе, всегда превышает естественную разгрузку, из-за нарушенного стац.режима.

Прогнозирование водоотбора – путем экстраполяции опытных данных.

На МР все скв-ны будут эксплуатируемыми.

В инст-ет Беркли разработали программу для моделирования МР: не надо иметь детальную хар-ку фильтрационных св-в. Они базируются на данных p и Т. (на прямых опытах)

Производство самих работ:

Гг отвечают за измерение Q и Т (трудно и опасно). На заре гг для измер-я Q использовали колориметр (емкость с известным Vи Т).

Геологоразведочный процесс:

Дешифрирование – определение площади разведки

Безфильтровые скважины

В реальности воду сбрасывают в реки, но! Чтобы ↓ давление на экосферу – применяют мед-д: Инжекция: частично отработанную воду возвращают в горизонт.

Принцыпы оценки эксплуотации

- прогноз работы водозабора

- доказать что данный водозабор предоставит нам нужное кол-во воды за расчетный срок эксплуотации.

Задачи поисковой стадии: выявление основных закономерностей распространения минерализованных вод, выделение типов МПВ, перспективных на вскрытие ПВ, сбор, анализ и обобщение всех исследований, составление схем, карт, разрезов, профилей. Выделение перспективных на проведение разведочных работ продуктивные горизонты, разработка кондиционных показателей и ориентир оценка эксплуатац запасов(С1 и С2), выделение первоочередных объектов.

Предварительная разведка: изучение г/г условий, их сравнительной оценки и обоснования объекта для детальной разведки. Выявление фильтрац свойств продуктивных горизонтов, водно-физические хар-ки пород и воды, хим, газ и микрокомпонентный состав ПВ, геотермические условия=> составление предварительных кондиций и предварительной оценки эксплуатац засов(В и С1). Составление технико-экономического доклада=> обоснование целесообразности постановки детальных разведочных работ

Детальная разведка: детальное изучение условий и обоснованный подсчет эксплуатационных запасов по категориям (А+В+С1). Закладка разведочно-эксплуатационных скважин, обязательно проведение кустовых откачек, г/г опробование. Перед опробованием замерение – стат уровень, Т воды в пласте и на устье, дебит, отбор проб воды и газа.

Эксплуат разведка: на эксплуатир/подготов для эксплуатации участках и месторождениях.

Систематические наблюдения за режимом ПВ.

33.Поиски и разведка промышленных подземных вод (типизация МПВ, задачи изучения, стадийность, состав и содержание исследований).

Пром воды – пв, содержащие в растворе полезные компоненты или их соединения в концентрациях, представляющих пром интерес.

Приурочены к глубоким горизонтам артезианского бассейна, пред и межгорным впадинам альпийской г/с зоны юга СССР.

М не ниже 150-200 г/л – Cl-Na

400-620 г/л - Знаменск

Повышенные глубины залегания → повышенная температура → повышенная минерализация

Промышленные ПВ - воды, содержащие концентрированные элементы для выделения J и Br (в основном) и др микрокомпонентов в промышленности.

Трудно проводить опытные работы → лишнюю воду нужно захоронить.

2 типа МПВ (по условиям):

1) М-я в крупных и средн АБ платформенных областей, краевых и предгорных прогибов, со спокойным региональным распространением.

2) М-я в водонапорных системах складч областей, сложнодислоцированные стр-ры с тектонич нарушениями разрывного хар-ра.

При узучении м-й выявляются:

1) Размеры м-я;

2) Положение в пределах водонапорной системы;

3) Глубина залегания и мощность пром водоносной зоны;

4) г/г и г/д особенности и т.д.

Оценка экспл запасов – г/д метод, моделирование и реже гидравлический. Для м-й 1 типа – г/д метод, моделирование. Для 2 типа – комплексный.

Отработанную воду закачивают обратно, для поддержания пластового давления и одновременно решается её вопрос утилизации.

Поисково-оценочные работы:

Стадии:

· Поиски. Вявл основных закономерностей распространения, выделение типов м-й или перспект площадей, при необх – бурение и опробование скв, иногда проведение спец съёмочных работ. Основное – сбор и анализ материалов.

· Предварительная разведка. Изуч геолого-г/г усл выделенных участков; фильтрац св-ва, водно-физ хар-ки пород и воды, хим/газовый/микрокомпонентный состав и др. Составялются предварительные кондиции и предварит оценка экспл запасов. Составл технико-экономический доклад, обосновыв целесообр детальной разведки.

· Детальная разведка. Детальное изуч геолого/гг, г/г/х и геотермальных усл; обоснованный подсчёт экспл запасов по категориям (А+В+С1).

· Эксплуатационная разведка. Цель – г/г обоснование прироста экспл запасов и перевода их в более высокие категории, корректировка усл и режима экспл, прогноз при изменении режима экспл и т.д.

В завис от условий, они могут исключаться либо совмещаться. Обычно 2 этапа:

- общие поиски. Сбор и анализ материалов → выделение площадей, перспект для развед работ; геологоэкономич обоснование целесообр.

- детальные поиски. Бурение и опробование поисковых скважин → выбор продуктивных горизонтов и экспл участков м-й; составл ТЭО.