Геолого-экономическая оценка месторождений подземных промышленных вод (стр. 11 )

Промышленные воды пока перерабатываются недостаточно ком­плексно (извлекаются один, в лучшем случае два-три элемента). Все это приводит к преуменьшению реальных возможностей место­рождений и снижению эффекта от использования их запасов. Тем не менее приходится исходить из реального положения вещей и ориентироваться на те элементы, содержащиеся в подземных водах, которые извлекаются в промышленных масштабах и на которые установлены оптовые цены. Исходя из этих цен и расчетных затрат на добычу, очистку, транспортировку и переработку воды, опреде­ляют кондиционные показатели, в том числе «бортовое» содержа­ние полезных компонентов, или границу месторождения. Вполне понятно, что комплексное использование вод месторождения при­водит к снижению «бортового» содержания и как бы расширению размеров месторождения. В связи с внедрением метода отработки месторождений с применением обратной закачки отработанных вод в продуктивные водоносные комплексы используются иные критерии при обосновании кондиционных требований и установлении границ месторождений.

Таблица 14

Подразделение месторождений подземных вод на группы по степени сложности

Группа	Сложность природных условий	Целесообразность разведочных работ запасов категорий
геологических	гидродинамических и фильтрационных	гидрохимиче­ских	гидрогеотерми­ческих
Первая	Простые	Простые	Простые	Простые	А, В, С,
Вторая	Умеренно сложные	Сложные	Сложные или простые	»	А, В, С,
Третья	Сложные	Сложные и весьма сложные	Весьма сложные	Сложные и весьма сложные	В, С,

В общем случае под месторождением подземных промышленных вод следует понимать пространственно ограниченную в разрезе и по площади артезианского бассейна или его части зону, характе­ризующуюся распространением водоносных горизонтов или комп­лексов, заключающих воды с содержанием полезных компонентов выше минимальных для того или иного района промышленных концентраций. В этом понимании месторождения подземных промыш­ленных вод могут охватывать крупные территории гидрогеологиче­ских районов (бассейнов). Вместе с тем возможность и целесооб­разность эксплуатации подземных промышленных вод определяются рядом других факторов: глубиной залегания промышленной водоносной зоны, расчетными гидрогеологическими параметрами водовмещающих пород, дебитами и удельными дебитами скважин, общими запасами промышленных вод и,-следовательно, уровнем производства из этих вод полезной продукции и т. д. Рентабельная добыча и переработка подземных вод могут осуществляться на отдельных участках месторождений, выбор которых производится с учетом геолого-структурных и гидрогеологических условий на основе гидродинамических и технико-экономических расчетов. В ряде случаев оправдано применение понятия «месторождение» к таким обособленным участкам подземных промышленных вод.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД

Для решения практических задач при разведке и освоении месторождений подземных вод их подразделяют на три группы по степени сложности (табл. 14). Степень сложности в данном случае определяется геолого-гидрогеологическими, т. е. природными, осо­бенностями месторождения, но при этом учитываются и экономиче­ские факторы, в частности затраты на проведение разведочных ра­бот и исследований.

Сложность геологических условий месторождений определяется прежде всего тектоническими факторами, а также литолого-фаци-альной неоднородностью как продуктивных водоносных комплексов, так и примыкающих к ним водоупорных пород. Сложность филь­трационных условий связана в основном с неоднородностью водо­вмещающих пород. С известной долей условности водовмещающие породы-коллекторы целесообразно подразделять на три группы: условно однородные водоносные горизонты (удельные дебиты скважин различаются не более чем в 5 раз); неоднородные гори­зонты (удельные дебиты различаются в 5 — 10 раз); весьма неодно­родные горизонты (удельные дебиты различаются более чем в 10 раз).

Степень сложности гидрогеохимических и гидрогеотермических условий определяет надежность прогнозирования качества вод в процессе эксплуатации. По характеру гидрогеохимических и гидро­геотермических условий месторождения глубоких подземных вод подразделяются на:

простые, когда источники изменения качества воды отсутствуют; температурные условия относительно однородны; границы вод не­кондиционного состава удалены на большое расстояние от эксплуа­тационных участков; указанные границы проходят вблизи участка эксплуатации, но имеют простую конфигурацию, а водоносный горизонт представлен условно однородными породами. В этих усло­виях возможные изменения минерализации, химического состава и температуры воды в процессе эксплуатации устанавливаются рас­четным путем, в том числе и при эксплуатации с поддержанием пластового давления;

сложные, когда границы зон с различным качеством подземных вод имеют сложную конфигурацию в плане и разрезе; водоносные горизонты в фильтрационном отношении неоднородны; температур­ные условия также относительно неоднородны; перекрываются или подстилаются водоносными пластами, содержащими воды неконди­ционного качества, причем в процессе эксплуатации возможно вер­тикальное перетекание. В этих условиях при однородности разде­ляющих водоупоров возможные изменения качества вод устанав­ливаются расчетным путем, в том числе с применением методов моделирования. В расчеты необходимо вводить большой запас на­дежности;

весьма сложные, когда границы зон с различным качеством воды имеют сложную конфигурацию в плане и разрезе; темпера­турные условия весьма неоднородны; водоносные комп-лексы (гори­зонты) или зоны приурочены к неравномерно-трещиноватым или закарстованным породам; водоупоры неоднородны, имеют гидрав­лические «окна», по которым возможно поступление некондицион­ных вод из смежных горизонтов или водоносных зон. Сложное взаимоотношение вод различного состава и (или) разной темпера­туры может быть легко нарушено, особенно при отборе в объемах, превышающих естественные ресурсы этих зон. Возможные измене­ния качества воды оцениваются приблизительно на основе анализа общей гидрогеологической обстановки, по опыту эксплуатации ана­логичных месторождений и на основе интерпретации данных дли­тельных групповых опытно-эксплуатационных выпусков (откачек). В обобщенном виде степень сложности месторождений находит выражение в категориях запасов и требованиях к их соотношению для подготовленности месторождения к промышленному освоению. Так, например, на месторождениях наиболее сложной третьей груп­пы выявление запасов категории А экономически не оправдано, так как для этого требуются либо слишком большие затраты, либо выявление запасов этой категории вообще невозможно.

Месторождения промышленных вод по геолого-гидрогеологиче­ским условиям и особенностям методики разведки с учетом опреде­ляемой классификацией группы сложности принято подразделять на несколько типов: месторождения пластового типа в крупных артези­анских бассейнах платформ и плит; месторождения пластового типа в артезианских бассейнах межгорных и предгорных впадин; место­рождения трещинно-жильного типа горно-складчатых областей и районов современного вулканизма; месторождения в озерных пони­жениях.

Месторождения первого типа находятся внутри крупных арте­зианских бассейнов древних платформ и эпипалеозойских плит. Оса­дочные чехлы платформ и плит, с которыми связаны продуктивные водоносные комплексы, имеют возраст пород от протерозоя до кайно­зоя, различную мощность, обычно спокойное залегание. Месторожде­ния этого типа, как правило, многопластовые, имеют большие раз­меры в плане, характеризуются выдержанностью по площади филь­трационных свойств и гидрогеохимических показателей, значитель­ной величиной эксплуатационных запасов. По содержанию полезных компонентов наиболее часто они относятся к однокомпонентным (например, йодные или бромные), но содержат полезные компоненты, которые могут извлекаться попутно. Источниками формирования эксплуатационных запасов служат в основном упругие запасы про­дуктивных горизонтов, в связи с чем при эксплуатации образуются значительные по площади и глубине депрессионные воронки. По характеру коллекторов продуктивные водоносные комплексы подраз­деляются на поровые, порово-трещинные, трещинные и трещинно-карстовые. Наибольший практический интерес представляют гори­зонты с поровыми и порово-трещинными коллекторами, но в послед­нее время начали вовлекаться в эксплуатацию и карбонатные водоносные комплексы с трещинными и трещинно-карстовыми кол­лекторами.

Эксплуатационные участки на платформенных месторождениях выбирают в основном по технико-экономическим показателям экс­плуатации с учетом условий сброса отработанных вод. Типичными месторождениями рассмотренного типа являются месторождения на Русской платформе и Западно-Сибирской плите.

Месторождения второго типа отличаются сложной геолого-тек­тонической и гидрогеологической обстановкой. Продуктивные водо­носные горизонты расчленены тектоническими нарушениями на серию блоков; фильтрационные свойства пород и гидрогеохимические показатели воды могут существенно изменяться как в отдельных блоках, так и от блока к блоку. Месторождения этого типа приуро­чены к ограниченным в плане пластам или крутым антиклинальным складкам. В последнем случае глубина залегания продуктивных горизонтов изменяется от первых сотен метров в ядрах складок до 2000 — 3000 м на их крыльях. Эксплуатационные запасы промышенных вод месторождений второго типа значительны, а состав вод позволяет извлекать два и более полезных компонентов.

Источниками формирования эксплуатационных запасов служат упругие запасы продуктивных горизонтов, перетекание из смежных горизонтов, отжатие воды из глин, инверсия разгрузки глубоких вод, осушение пластов в краевых или приподнятых частях продук­тивных горизонтов. Водовмещающие породы представлены мощ­ными песчано-глинистыми толщами с коллекторами перового типа. Вследствие слабой уплотненности пород при опробовании и эксплу­атации скважин часто наблюдается пескование. Для месторождений второго типа характерны также высокие температуры и избыточ­ные напоры, большая газонасыщенность пластовых вод, вплоть до присутствия газовых шапок. Эти обстоятельства осложняют про­ведение опытно-фильтрационных работ и определение гидрогеоло­гических параметров по данным опытных работ.