Геолого-экономическая оценка месторождений подземных промышленных вод (стр. 27 )

Согласно уравнению Дюпюи,

km = 0,366q lg(rK/rc). (42)

Это же уравнение для эквивалентной по дебиту совершенной скважины запишется в виде

km = 0,366q lg(rк/rc'), (43)

где rк — приведенный радиус влияния, который рассчитывается ар формуле (9).

Выражение для приведенного удельного дебита получим деле­нием зависимости (42) на (43):

где q — фактический удельный дебит скважины на время t от начала откачки с учетом поправок на газ, температуру и потери напора в трубах; q0 — приведенный удельный дебит; r'с — приве­денный радиус эквивалентной совершенной скважины.

ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАПАСОВ

ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ РЕСУРСОВ И ЗАПАСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

В настоящее время о ресурсах и запасах подземных вод сло­жились достаточно четкие представления, хотя вопрос о классифи­кации их остается в значительной степени дискуссионным. Из Последних наиболее подробных классификаций запасов подземных Вод следует отметить классификацию и ­на, в которой запасы вод подразделяются по всем возможным признакам.

Хотя принципы классификации являются едиными для всех типов подземных вод, но для вод глубоких горизонтов имеется некоторая специфика, связанная с особенностями их формирования. Дело в том, что если для пресных подземных вод основное значение имеет формирование самой массы воды, то для глубоких вод по­мимо массы воды столь же существенное значение имеет накопле­ние полезных компонентов в промышленных водах, источник температуры (теплового потенциала) в теплоэнергетических водах, формирование газовой составляющей и бальнеологически активных элементов в минеральных водах. Процессы, приводящие к обога­щению подземных вод полезными компонентами или их нагреву, обычно имеют геологическую продолжительность. Эту особенность глубоких подземных вод существующие классификации не учиты­вают или учитывают в недостаточной степени. Большинство клас­сификаций базируется на генетической основе, и при всех терми­нологических различиях по смыслу они достаточно близки друг другу.

Запасы подземных вод как полезного ископаемого принято подразделять на естественные запасы и естественные ресурсы. В связи с народнохозяйственным использованием подземных вод было введено понятие «эксплуатационные запасы». Интенсивная эксплуатация подземных вод выявила необходимость введения понятий об искусственных запасах и привлекаемых ресурсах. Кратко рассмотрим содержание перечисленных понятий, причем рассмотрение начнем с эксплуатационных запасов, так как другие виды запасов и ресурсов служат источниками обеспеченности эксплуатационных запасов, а количественная оценка последних является конечной целью геологоразведочных работ.

Эксплуатационные запасы подземных вод представляют собой количество вод, которое может быть получено на месторождении с помощью рациональных в технико-экономическом отношении водозаборных сооружений при заданном режиме эксплуатации и качестве воды, удовлетворяющем требованиям целевого исполь­зования ее в народном хозяйстве в течение расчетного срока водо-потребления. Эксплуатационные запасы выражаются в объемных расходах воды (м3/сут). Кроме того, для промышленных вод под­считываются запасы полезных компонентов (в тоннах за расчетный срок эксплуатации), а для теплоэнергетических вод — массовые расходы пароводяной смеси (т/сут) и теплоэнергетическая мощ­ность (ГДж, Мвт, т). Если промышленные подземные воды обла­дают высоким теплоэнергетическим потенциалом, подсчитывается и то, и другое.

Эксплуатационные запасы на месторождениях различного типа обеспечиваются естественными запасами и ресурсами, искус­ственными запасами и привлекаемыми ресурсами.

Естественные запасы следует рассматривать как массу под­земных вод, заключенных в поровом пространстве продуктивных водоносных горизонтов внутри контура месторождения (участка), которая может быть высвобождена за счет гравитационных сил. Полная масса воды в поровом пространстве продуктивных гори­зонтов представляет собой геологические запасы, т. е. массу воды с учетом ее полезных свойств, сформированную за геологическое время. Геологические запасы включают и так называемые упругие запасы, высвобождающиеся из перового пространства при частич­ной или полной сработке пластового давления. В случае снижения уровня ниже кровли продуктивного комплекса может быть извле­чена гравитационная масса воды, определяемая коэффициентом водоотдачи и объемом осушенных водовмещающих пород. Эта масса воды также является частью геологических запасов и может быть названа емкостными запасами. Следовательно, естественные запасы, участвующие в формировании эксплуатационных запасов Подземных вод, складываются из упругих и в некоторых случаях емкостных запасов.

Следует отметить, что если естественные запасы пресных вод (масса воды и горизонта) могут возобновляться, то естественные запасы минеральных, теплоэнергетических и промышленных вод в артезианских бассейнах, как правило, не возобновляются. Есте­ственные ресурсы являются источником питания водоносного гори­зонта в ненарушенных эксплуатацией условиях и выражаются в расходах воды (л/с, м3/сут). Естественные ресурсы являются основным источником обеспеченности эксплуатационных запасов месторождений минеральных и теплоэнергетических вод III группы. Для теплоэнергетических вод следует учитывать естественные ресурсы тепла (тепловой поток), участвующие в формировании теплового потенциала месторождения.

Искусственные запасы возникают при разработке продуктивных горизонтов на месторождениях промышленных вод с обратной закачкой, использованных (отработанных) вод. Их следует пони­мать как дополнительное количество воды (полезных компонентов), Которое может быть получено из продуктивного горизонта, в срав­нении с вариантом разработки без применения обратной закачки.

Привлекаемые ресурсы — это дополнительное питание (водное) продуктивного горизонта в нарушенных эксплуатацией условиях. К привлекаемым ресурсам следует относить перетекание из смеж­ных горизонтов, отжатие воды из глин, активизацию притока глубинной составляющей при снижении уровня, усиление инфильт-рационного питания и др.

Соотношение между эксплуатационными запасами и источни­ками их обеспеченности может быть представлено следующим выра­жением:

где QЭ — эксплуатационные запасы; Qe и Qnp — естественные и привлекаемые ресурсы; Vе и VH — естественные и искусственные

запасы; a, b, с, — коэффициенты использования соответственна естественных запасов и ресурсов, искусственных запасов; t — срок эксплуатации месторождения.

В заключение отметим, что методы количественной оценки перечисленных источников обеспеченности эксплуатационных запасов минеральных, термальных и промышленных вод пока разработаны в недостаточной степени и в этом направлении про­водятся интенсивные исследования.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ЗАПАСЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД,

ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ И КАТЕГОРИЗАЦИЯ

Из всех ранее перечисленных видов запасов и ресурсов офи­циально подсчитываются и учитываются эксплуатационные запасы всех типов подземных вод. Утвержденные ГКЗ СССР или ТКЗ эксплуатационные запасы являются основой для разработки схем развития отраслей народного хозяйства, добывающих и потребля­ющих подземные воды; для составления годовых, пятилетних и долгосрочных государственных планов экономического и социаль­ного развития СССР, проектирования водозаборных соору­жений и предприятий, использующих подземные воды (курорты, бальнеолечебницы, геоТЭС, тепличные комбинаты, заводы по извлечению полезных компонентов и др.).

Эксплуатационные запасы оцениваются по результатам раз­ведочных гидрогеологических работ и на основании наблюдений при эксплуатации действующих водозаборов подземных вод.

Помимо эксплуатационных запасов в некоторых случаях оце­ниваются прогнозные ресурсы, которые отражают потенциальные эксплуатационные возможности артезианских бассейнов, гидрогео­логических массивов, отдельных регионов. Они подсчитываются, как правило, на основе имеющейся геолого-гидрогеологической, геофизической и другой информации с использованием специаль­ных методических приемов и отражаются на специальных мелко­масштабных картах совместно с эксплуатационными запасами. В государственном балансе они не учитываются, но используются при долгосрочном планировании поисково-разведочных работ на минеральные, термальные и промышленные воды, разработке гене­ральных схем их использования в народном хозяйстве, обоснова­нии постановлений директивных органов.

Согласно действующей классификации [23] эксплуатационные запасы подразделяются по степени изученности и народнохозяй­ственному значению. По степени изученности эксплуатационные запасы подразделяются на разведенные и предварительно оце­ненные.

Разведанные запасы делятся на три категории А, В и С, в за­висимости от степени изученности геологического строения и гидро­геологических условий месторождения, надежности определения расчетных гидрогеологических параметров и достоверности прогно­за качества воды на расчетный срок эксплуатации, а также с уче­том обоснованности источников восполнения. Запасы категорий А, В и С1 служат основанием для проектирования водозаборных сооружений и предприятий по их использованию и для выделения капитальных вложений на строительство. Предварительно оценен­ные запасы относятся к категории С2 и подсчитываются для оценки перспектив месторождения по весьма ограниченным фактическим данным, они подлежат утверждению одновременно с запасами категорий А, В и C1, но при проектировании не учитываются.

По народнохозяйственному значению эксплуатационные запа­сы подразделяются на две группы — балансовые и забалансовые. Балансовые запасы могут использоваться в настоящее время или в ближайшей перспективе при существующей либо осваиваемой промышленностью прогрессивной технике и технологии добычи и переработки воды с обеспечением необходимых мер в соответ­ствии с требованиями по использованию и охране недр и окружаю­щей природной среды. Забалансовые запасы не могут быть вовле-чены в сферу рентабельного народнохозяйственного использования по техническим, технологическим или экономическим причинам. Однако в перспективе должна существовать принципиальная возможность перевода их в балансовые. Балансовые и забалансо­вые запасы подсчитываются и учитываются раздельно. Для за­балансовых запасов указывается причина их отнесения к забалан-совым. Учитываются эти запасы при доказанности возможности их последующего использования, т. е. перевода в балансовые.