Геолого-экономическая оценка месторождений подземных промышленных вод (стр. 20 )

при t<10°С Y(t)=1 — 5,9-10-6(t — 4)1,95; при 100°С<t<200°С Y (t) =0,9584 — 3,37*10-4 (t — 100)1,22. Как указывает , погрешность в расчетах у (t) от­носительно их фактических значений не превышает 0,16%, что вполне допустимо в практических расчетах. При заданной минера­лизации практически для любых температур добавки Ду к плот­ности дистиллированной воды составляют почти постоянную вели­чину.

Оценка фильтрационных свойств пород требует учета и опре­деления вязкости фильтрующихся подземных вод. Вязкость дистиллированной воды равна 1 Па-с при атмосферном давлении и комнатной температуре. Увеличение минерализации ведет к Значительному повышению вязкости жидкости; рост температуры приводит к уменьшению вязкости почти в одинаковой степени для

вод разной минерализации. За­висимость вязкости от минера­лизации и температуры подзем-вод показана на рис. 9.

Рис. 9. График зависимости вязкости воды от температуры при разной минерализации.

Минерализация (г/л): 1 — 200; 2 — 180; 3 — 140; 4 — 100; 5 — 0

Под эффективной мо­щностью понимается общая суммарная мощность продук­тивных пластов водоносного го­ризонта или комплекса, которые обеспечивают приток подзем­ных вод в скважину. Вследствие обычно небольших объемов от­бора керна из глубоких сква­жин и всегда низкого процента его выноса литолого-стратигра-фическое расчленение вскры­ваемых скважинами отложений и определение мощности про­мышленной водоносной зоны осуществляют главным образом по данным промыслово-геофизических исследований, в частности, стандартного электрического каротажа, боковых каротажных зондирований (БКЗ), радиоактив­ного каротажа, резистивиметрии, инклинометрии, термометрии и т. д. При определении эффективной мощности водоносных пород для изу­чаемого района или участка целесообразно строить схемы корре­ляции разрезов скважин в интервалах залегания промышленных подземных вод. Такие схемы дают представление о характере из­менения мощности, выдержанности или выклинивании отдельных водоносных и водоупорных горизонтов, гидравлической взаимосвя­зи занимающих в разрезе разное положение водоносных пластов. Эффективная мощность в каждой исследуемой точке (скважине) определяется как сумма мощностей отдельных водоносных пластов, горизонтов или зон:

где т — суммарная эффективная мощность водоносных пород в скважине (точке); т1, m2, ..., тп — мощности отдельных выделенных в разрезе водоносных пластов или горизонтов.

Особенности подсчета эксплуатационных запасов промышленных вод приводят часто к необходимости оценки средневзвешенной для участка или района мощности водоносного комплекса (горизонта), при определении которой целесообразно придерживаться следую­щего порядка. В случае достаточно четкой корреляции отдельных водоносных горизонтов или пластов в пределах изучаемого района или разведуемого участка определяется мощность каждого такого пласта или горизонта. Затем для них строятся карты изолиний равных мощностей в пределах изученного контура участка. Пло­щадь разбивается на части (участки), характеризующиеся одинако­вой мощностью пласта mki (т. е. пласта k в точке i). Путем планимет­рирования каждого такого участка средневзвешенная по площади мощность каждого пласта определяется по формуле

где F1, F2, ..., Fn — площади участков с одинаковой мощностью пласта.

Средневзвешенная эффективная мощность водоносного комп­лекса рассчитывается как сумма средневзвешенных мощностей отдельных пластов:

При отсутствии четкой корреляции отдельных водоносных гори­зонтов и пластов в толще водоносного комплекса по каждой скважине определяется суммарная эффективная мощность водоносного комплекса и затем составляется карта изменения суммарной эффек­тивной мощности. Средневзвешенная эффективная мощность опре­деляется в этом случае по формуле

Схема для определения средневзвешенной эффективной мощнос­ти водоносных пород на участке гидрогеологических исследований приведена на рис. 10.

При отсутствии в пределах участка достаточного количества скважин для составления карт равных эффективных мощностей оп­ределяется средняя арифметическая мощность водоносных пород. В некоторых случаях для оценки мощности пород используются ме­тоды экстраполяции имеющихся данных с учетом общих геологичес­ких и гидрогеологических закономерностей.

Определение полной и эффективной мощности водоносных пород имеет весьма важное значение в гидрогеологических расчетах как при оценке параметров, так и при подсчете запасов подземных про­мышленных вод. В частности, характеристика мощности необходима при определении коэффициентов фильтрации, проницаемости и пьезопроводности пород, при оценке несовершенства скважин по степени и характеру вскрытия водоносных горизонтов и влияния несовершенства на точность определения расчетных параметров. Мощность непосредственно входит во все формулы для подсчета эксплуатационных запасов подземных вод гидродинамическими методами.

Гидродинамические методы опре­деления водопроводимости и пьезо­проводности в отличие от других методов, которые дают возможность находить величины этих параметров лишь в отдельных точках пласта, позволяют охарактеризовать усред­ненные по площади параметры. Эти Методы основаны на обработке ре­зультатов наблюдений за дебитами и уровнями при откачках из поиско­вых и разведочных гидрогеологиче­ских скважин и за восстановлением Уровня в скважинах после прекраще­ния откачек.

Рис. 10. Схема для определе­ния средневзвешенной эффек­тивной мощности водоносных пород.

Изопахиты: 1 — основные, 2 — про­межуточные, 3 — контуры площади, изу­ченной по данным бурения

Методике определения парамет­ров водоносных пород по данным опробования глубоких скважин посвящена обширная специальная литература по гидрогеологии и нефтяной геологии. Учитывая состояние разработки этого вопроса, в настоящей книге изложены лишь основные сведения о методах гид­родинамических расчетов. Основное внимание уделяется оценке влияния специфических факторов, присущих глубоким водоносным горизонтам, на точность определения характеризующих эти горизон­ты параметров. Как показывает опыт разведки и оценки эксплуа­тационных запасов подземных минеральных, термальных и про­мышленных вод в различных гидрогеологических районах страны, такие факторы оказывают часто значительное влияние на точность расчета параметров и, следовательно, на достоверность оценки эксплуатационных запасов.

Определение коэффициентов фильтрации, водопроводимости и пьезопроводности пород производится путем обработки результатов опытных работ на скважинах. При региональных гидродинамических построениях и оценке прогнозных эксплуатационных запасов про­мышленных вод основные сведения о параметрах глубоких водонос­ных горизонтов могут быть получены путем обработки данных опро­бования поисковых и разведочных скважин на нефть и газ, а также опорных скважин. Реже такие сведения могут быть получены при проведении специальных гидрогеологических исследований, и в не­которых случаях — путем обработки данных эксплуатации нефтя­ных и газовых месторождений.

Из-за отсутствия единой методики испытаний поисковых и раз­ведочных скважин на нефть и газ получаемые в процессе опытных работ материалы характеризуются разнородностью и разной сте­пенью достоверности. В практике газонефтепоисковых и разведоч­ных работ применяются следующие виды опробования скважин: а) прокачка с целью разглинизации водонефтегазоносных горизон­тов для обеспечения притока пластовых вод (нефти и газа) в сква­жину; б) кратковременные опытные выпуски из фонтанирующих скважин при разных режимах работы с целью построения индикатор­ных кривых для оценки продуктивности пород; в) кратковременные откачки с применением эрлифтов или глубинных насосов при от­сутствии самоизлива; г) восстановление давления (уровня) после окончания опытных работ на скважинах; д) понижение давления в реагирующих скважинах (метод гидропрослушивания), выполня­емое обычно на площадях детальной разведки или эксплуатируемых нефтяных и газовых месторождениях.

Специальные гидрогеологические исследования проводятся с целью изучения водоносных горизонтов и комплексов при проведе­нии поисковых и разведочных работ на месторождениях подземных промышленных вод. Основными видами таких работ являются от­качки и выпуски, которые в зависимости от назначения и соответст­венно продолжительности квалифицируются как пробные, опытные или опытно-эксплуатационные (одиночные, кустовые и групповые). Пробными откачками (выпусками) опробуются все выделенные при бурении перспективные водоносные горизонты с целью предва­рительной оценки их фильтрационных свойств и изучения качества воды по показателям, определяющим ее промышленную ценность.

Опытные откачки проводят с целью определения основных гид­рогеологических параметров, а также граничных условий водоносных горизонтов по их простиранию и в разрезе месторождения. Опытные откачки могут быть одиночными и кустовыми в зависимости от на­личия вблизи испытываемой скважины специальных наблюдатель­ных или соседних разведочных скважин. Опытно-эксплуатационные откачки из одной или нескольких скважин проводятся обычно в сложных геолого-тектонических и гидрогеологических условиях с целью уточнения граничных условий и параметров водоносных отло­жений и определения оптимальной производительности эксплуата­ционных скважин.

Все полученные в процессе опытных гидрогеологических работ материалы, несмотря на их разнообразие, могут обрабатываться по общему плану с использованием основных положений теории упру­гого режима пластовых водонапорных систем. Основой для опреде­ления параметров являются кривые снижения уровня (давления) при постоянном дебите скважин или дебита при поддержании пос­тоянного напора, а также кривые восстановления уровня (давле­ния) в скважинах после окончания опыта. В некоторых случаях для определения параметров могут быть использованы кривые продук­тивности скважин (кривые зависимости дебита от понижения уров­ней). Иногда, как будет показано ниже, определение параметров С достаточной степенью точности может быть выполнено по резуль­татам кратковременного опробования скважин.