Разведка подземных вод и нефтяных месторождений

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГБПОУ «ЖНТ»

Контрольная работа



Задача 1

Дано:

Зерновой состав частиц по массе, %

Более 200 мм - 4

200-100 мм - 4

100-60 мм - 6

60-40 мм - 5

40-20 мм - 11

20-10 мм - 43

10-5 мм - 4

5-2 мм - 19

Менее 2 мм - 4

Степень окатанности частиц - неокатанные.

Полный остаток на сите с диаметром отверстия 2 мм после испытания на истираемость, % - 88

Найти:

По результатам ситового анализа несвязанного грунта построить интегральную кривую зернового состава. Определить степень неоднородности, коэффициент выветрелости и дать наименование грунта по этим показателям.

Решение.

Для установления наименования грунта по зерновому составу последовательно определяем суммарное содержание частиц (%), начиная от наиболее крупных фракций, и сравниваем его по классификации гранулометрических фракций по таблице Б. 10 ГОСТ 25100-95.

Разновидность крупнообломочного грунта	Размер зерен, частиц d, мм	Содержание зерен, частиц, % по массе
Валуны (при преобладании неокатанных граней - глыбы)	> 200	Более 50%
Галечник (при неокатанных гранях - щебень)	от 10 до 200	Более 50%
Гравий (при неокатанных гранях - дресва)	от 2 до 10	Более 50%

Получаем:

Крупнее 200 мм - 4%

Крупнее 10 мм - 69%

Крупнее 2 мм - 23%

В нашем случае грунт содержит более 50% частиц крупнее 10мм, следовательно, данный грунт является щебенистым (с учетом преобладания неокатанных частиц).

Для построения интегральной кривой вычислим суммарное содержание частиц (%), начиная от самых мелких фракций. Результат заносим в таблицу.

<2мм - 4

<5мм - 19+4=23

<10мм - 4+23=27

<20мм - 43+27=70

<40мм - 11+70=81

<60мм - 5+81=86

<100мм - 6+86=92

<200мм - 4+92=96

Диаметр частиц, d, мм	<2мм	<5мм	<10мм	<20мм	<40мм	<60мм	<100мм	>200мм
Суммарное содержание частиц, А,%	4	23	27	70	81	86	92	96

Строим интегральную кривую, согласно этим данным.



По степени неоднородности (Cu), грунты различают:

Для определения степени неоднородности проведем горизонтальные прямые через А10 и А60 до линии интегральной кривой и опустим перпендикуляры (см. приложение 1). Таким образом определим эффективные диаметры d10 и d60, где d10 и d60 - диаметры частиц, мм, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10% (по массе) частиц. Таким образом, d10 = 2,8 мм, d60 = 17,5 мм.

По формуле: Cu = d60/ d10, находим: Cu = 18/4 = 6,25. Исследуемый грунт неоднородный.

По коэффициенту выветрелости (kwr), грунты различают:

невыветрелые, где 0? kwr ?0,5

слабовыветрелые, где 0,5? kwr ?0,75

сильновыветрелые, где 0,75? kwr ?1

Коэффициент выветрелости находим по формуле: kwr = (k1-k0)/k1, где k1 - отношение массы частиц >2 мм к массе частиц <2 мм после испытания на истираемость, k0 - отношение массы частиц >2 мм к массе частиц <2 мм до испытания.

После испытания на сите 2 мм осталось 88% частиц, следовательно, частиц менее 2 мм оказалось 12 %.

k1 = 12/88 = 0,13

k0 = 4/96 = 0,04

kwr = (0,13-0,04)/0,13 = 0,69

Ответ: Таким образом, исследуемый грунт, с учетом проведенных вычислений и данных, представленных в таблице Б.10 ГОСТ 25100-95 имеет наименование: крупнообломочный, щебенистый, неоднородный, слабовыветрелый.

Задача 2

Дано:

T = 23єC;

pH = 8;

Содержание ионов, мг/л:

HCO3- = 264;

SO42- = 4846;

CL- = 5395;

Na+ = 131;

Ca2+ = 3825;

Mg2+ = 767.

Найти:

Вычислить погрешность химического анализа подземной воды, определить ее класс, группу, наименование. Определить вид жесткости подземной воды. Записать состав воды в виде формулы солевого состава.

Решение

Подземные воды классифицируются:

По обшей минерализации, г/л:

сверхпресные - <0,2; пресные - 0,2...1; слабосолоноватые - 1...3; сильно солоноватые - 3...10; соленые - 10...35; рассольные - > 35.

По температуре, єC:

переохлажденные - <0; холодные - 0...20; теплые - 20…37;

горячие - 37...50; весьма горячие - 50...100; перегретые - > 100.

По степени жесткости, мг-экв/л:

очень мягкие - <1,5; мягкие - 1,5...3,0; умеренно жесткие - 3,0...6,0; жесткие - 6,0...9,0; очень жесткие - >9,0.

По величине рН:

очень кислые - рН <5; кислые - 5 ? рН <7; нейтральные - рН=7; щелочные - 7<рН?9; высокощелочные - рН>9.

Проводим пересчет данных анализа из мг/л в мг-экв/л, используя пересчетные коэффициенты. Каждому иону соответствует свой пересчетный коэффициент.

Коэффициенты для пересчета содержания в воде главных ионов из мг в мг-экв.

Ионы	НСО3-	S042-	Сl-	Na+	Са2 +	Мg2 +
Коэффициент	0,0164	0,0208	0,02820	0,0435	0,0499	0,0822

Массу иона умножаем на коэффициент. Результаты записываем в третий и седьмой столбцы таблицы.

Анионы	Содержание	Катионы	Содержание
	мг/л	мг-экв/л	%-экв		мг/л	мг-экв/л	%-экв
НСО3-	264	4,3	1,7	Na+	131	5,7	2,2
SO42-	4846	100,9	39,2	Ca2+	3825	190,9	73,5
Cl-	5395	152,1	59,1	Mg2+	767	63,0	24,3
Итого	10505	257,3	100	Итого	4723	259,6	100

Для определения погрешности результатов анализа отдельно суммируем содержание анионов и катионов, выраженное в мг-экв форме. Относительная погрешность анализа вычисляем по формуле и получаем:



х = [| (257,3-259,6) |/(257,3+259,6)] *100 = /516,9 ? 0,004%.

Затем выражаем химический состав воды в %-экв форме, приняв суммы анионов и катионов за 100 % каждую.

257,3 = 100%, 4,3 = x%. Составим пропорцию

Решим полученное уравнение

x= = %; x1,7%

Аналогично составим уравнение для нахождения процентного соотношения оставшихся ионов. Получаем:

257,3 = 100%, 100,9 = x%.

x= = %; x39,2%

257,3 = 100%, 152,1 = x%.

x= = %; x1,7%

259,6 = 100%, 5,7 = x%.

x= = %; x2,2%

259,6 = 100%, 190,9 = x%.

x= = %; x73,5%

259,6 = 100%, 63,0= x%.

x= = %; x24,3%.

Полученные результаты записываем в четвертый и восьмой столбцы таблицы.

Принадлежность воды к тому или иному классу определяется содержанием главных ионов в количестве более 25 %-экв.

Химическая классификация состава воды по С.А. Щукареву.

Элемент	НСО3-	НСО3-, S042-,	НСО3-, S042-, Сl-	НСО3-, Сl-	S042-	S042-, Сl-	Сl-
Мg	1	8	15	22	29	36	43
Мg, Ca	2	9	16	23	30	37	44
Ca	3	10	17	24	31	38	45
Ca, Na	4	11	18	25	32	39	46
Na	5	12	19	26	33	40	47
Мg, Ca, Na	6	13	20	27	34	41	48
Мg, Na	7	14	21	28	35	42	49

В связи с тем, что при анализе воды сухой остаток не определялся, вычисляем его приближенно. При выпаривании все не газообразные вещества, кроме гидрокарбонат-иона, переходят в сухой остаток. Гидрокарбонат-ион распадается по уравнению: 2НСО3- + ^СО32- +^С02 + ^Н2О. При этом в виде диоксида углерода и паров воды теряется около 0,5 его массы, точно 0,508. Экспериментально определенный сухой остаток всегда больше вычисленного (с учетом 0,5 НСО3), иногда на 5...12 %. Учитывая это, общую минерализацию (сухой остаток) приближенно вычисляем по формуле:

М ? (1,05...1,12) (0,5НСО3- + SО42- + Сl- + Na+ + Са2+ + Мg2+).

М ? 1,1(0,5 * 264+4846+5395+131+3825+767) ? 16605,6 мг/л, то есть ? 16,6 гр.\л

По классификации С. А. Щукарева, различают четыре группы принадлежности воды по общей минерализации (М):

Группа A - М <1,5 гр./л;

Группа B - М от1,5 до 10 гр./л;

Группа C - М от 10 до 40 гр./л;

Группа D - М >40 гр./л.

Согласно данной классификации вода называется хлоридно-сульфатная, кальциевая, относится к 38 классу, группе C.

Формула солевого составляется в виде дроби, в числителе которой записываем анионный состав воды (%-экв) в убывающем порядке, а в знаменателе -- катионный. Перед дробью записываем содержание газов и специфических элементов, если они имеются в воде, и общую минерализацию М.

Получаем:

M16,6

Общая жесткость воды определяется, как сумма катионов кальция и магния, выраженных в мг-экв/л: 190,9 +63,0 = 253,9 мг-экв/л. С привлечением данных по степени жесткости, данная вода классифицируется как очень жесткая.

Ответ: Таким образом, название воды: хлоридно-сульфатно-кальциевая. Проанализированная вода является соленой, теплой, очень жесткой, щелочной. Относится к 38 классу вод и группе C (по классификации А. С. Щукарева).

Вопрос № 3 Общая характеристика Земли.

Наука о происхождении космических тел и их систем называется космогонией. Согласно современным космогоническим представлениям, возникшим на основе гипотезы Канта - Лапласа и впоследствии развитым О. Ю. Шмидтом, Ф. Хойлом, Э. Шацманом и др., Земля образовалась около 4,7 млрд лет назад из рассеянного в протосолнечной системе относительно холодного газово-пылевого облака. Сгущение холодной космической пыли в результате процессов аккреции (слипания и дальнейшего роста) способствовало формированию плотных сгустков, которые превращались в планетезималии размером до 1 км. Планетезималь (от англ. planet -- планета и англ. infinitesimal -- бесконечно малая) -- небесное тело на орбите вокруг протозвезды, образующееся в результате постепенного приращения более мелких тел, состоящих из частиц пыли протопланетного диска. Дальнейшая аккреция роя планетезималей вокруг определенных центров, послуживших зародышем будущих планет, привела к образованию Солнечной системы и планеты Земля. Как полагают многие ученые, начальное становление планеты Земля продолжалось примерно 0,5 млрд лет, после чего образовались первые горные породы и началась геологическая история Земли.

Истинную, присущую только Земле форму отражает геоид (от др.-греч. г? -- Земля и др.-греч. е?дпт -- вид, буквально -- «нечто подобное Земле») -- выпуклая замкнутая поверхность, совпадающая с поверхностью воды в морях и океанах в спокойном состоянии и перпендикулярная к направлению силы тяжести в любой её точке. В отличие от сфероида, эта форма учитывает реально существующие на Земле перепады высот от вершин гор до глубоких океанических впадин и является наиболее достоверной.

Средний радиус Земли - 6371 км., экваториальный - 6378 км, полярный - 6356 км. Площадь поверхности Земли составляет около 510,2 млн км2, в том числе суши - 149,1 млн км2, или 29,2%, морей и океанов - 361,1 млн км2, или 70,8%.

Масса земли равна5,976*109 трлн т, средняя плотность - 5,52 г/см3. Поскольку средняя плотность горных пород на поверхности земли составляет 2,7 - 3,0 см3, следует считать, что с глубиной плотность вещества повышается, достигая в центре Земли 11,5 - 12,3 г/см3.

На основании изучения характера распространения сейсмических волн, определения массы и плотности Земли установлено, что наша планета имеет неоднородное строение и состоит из концентрических оболочек - геосфер. К внутренним геосферам относятся ядро, мантия и литосфера (земная кора), к внешним - гидросфера, атмосфера и биосфера. Непосредственному наблюдению доступны лишь внешние геосферы и самая верхняя часть литосферы. С помощью буровых скважин человеку удалось проникнуть на глубину не более 12,5 км.

Между геосферами Земли происходит постоянный взаимный обмен веществом и энергией. Литосфера, атмосфера, гидросфера и биосфера тесно взаимодействуют между собой. В совокупности они определяют основные особенности развития геологической среды.

Ядро Земли начинается с глубины 2900 км. Земное ядро делят на жидкое (внешнее) ядро (2900 - 5000 км), переходный слой в интервале глубин 5000 - 5100 км и твердое (внутреннее) ядро (5100 - 6371 км). Ядро почти вдвое плотнее, чем мантия, и оно, вероятно, из железа и никеля с примесью кремния и серы. Температура ядра более 3500 єC.

Мантия Земли располагается на глубине 5 - 75 км от поверхности земли до глубины 2900 км и состоит из двух частей - нижней и верхней мантии. Благодаря огромному давлению (до 136 ГН/м2) вещество мантии плотное, в ее составе преобладают железо, кремний, а также магний, никель и другие элементы. Совместно с ядром мантия формирует гравитационное поле Земли и вместе с солнечной радиацией во многом определяет температурный режим Земли.

В верхней части мантии содержится слой пониженной прочности и вязкости, получивший название астеносферы. Повышенная текучесть в литосфере обусловливает перемещение литосферных плит, а при наличии в земной коре разломов - излив подкорковых масс на поверхность. В этой зоне зарождаются сейсмические, вулканические, горообразовательные и другие процессы, определяющие степень стабильности участков земной коры.

Литосфера - твердая каменная оболочка Земли, включающая земную кору и часть верхней мантии (субстрат). Граница между ними называется поверхностью Мохоровичича.

Земная кора различна по составу, строению и мощности на континентах и в океане. Различают два типа земной коры: континентальный (гранитный) и океанический (базальтовый). Континентальная (материковая) кора имеет мощность под равнинами в среднем 33 км, достигая 60 - 75 км под горами (Гималаями, Андами и др.). В строении материковой коры выделяют три слоя: 1) осадочный, состоящий из осадочных пород мощностью до 20 км; 2) гранитный, образованный гранитоидами - светлоокрашенными горными породами мощностью 10 - 40 км; 3) базальтовый, скорость распространения сейсмических волн в этом слое - 6,4 - 7,3 км/с что характерно для базальта, отсюда и название слоя. Его мощность составляет 15 - 35 км. Состоит предположительно из горной породы габбро.

Океаническая кора, по современным представлениям, также имеет трехслойное строение, однако её мощность ограничена лишь 5 - 8 км. В переходной зоне от материка к океану залегает кора промежуточного типа (субконтинентальная или субокеаническая).

Гидросфера - водная оболочка Земли. Гидросферу подразделяют на поверхностную и подземную.

Поверхностная гидросфера - водная оболочка поверхностной части Земли. В её состав входят воды океанов, морей, озёр, рек, водохранилищ, болот, ледников, снежных покровов. То есть все воды постоянно или временно располагающиеся на поверхности Земли. Поверхностная гидросфера не образует сплошного слоя и прерывисто покрывает земную поверхность на 70,8%. Наука, изучающая поверхностные воды, явления и процессы, в них протекающие, называется гидрологией.

При проектировании и строительстве зданий и сооружений вблизи поверхностных водоёмов и водотоков, наряду с другими факторами природных условий, обязательно учитывают и гидрологические условия - основные параметры рек, озёр, водохранилищ и других водных объектов, их режим, опасные гидрометеорологические процессы и явления и др.

Подземная гидросфера включает воды, находящиеся в верхней части земной коры. Эти воды называют подземными, и изучает их наука гидрогеология. Образование гидросферы связано с дегазацией воды из мантии Земли. По отношению к объему земного шара общий объем гидросферы не превышает 0,13%. Основную часть гидросферы составляет Мировой океан (96,53%), на долю подземных вод приходится 23,4 млн км3, или 1,69% от общего объёма гидросферы, остальное - воды рек, озер и ледников.

Более 98% водных ресурсов Земли составляют соленые воды океанов и морей. Общий объем пресных вод на Земле равен 28,25 млн км3, или около 2% общего объема гидросферы. Основная часть пресных вод сосредоточена в ледниках. На долю остальной части пресных вод, пригодных для водоснабжения, приходится 4,2 млн км3 воды, всего лишь 0,3% объема гидросферы. В ‡]‡]‡T веке во многих районах мира прогнозируется значительный дефицит пресной воды. Россия располагает огромными ресурсами пресных вод, однако распределены они на территории нашей страны неравномерно, что вызывает значительные трудности при решении вопросов водоснабжения.

Гидросфера играет огромную и многообразную роль в формировании природной, и прежде всего геологической, среды нашей планеты. С одной стороны, она весьма активно разрушает поверхностную часть литосферы, а с другой - выступает как созидательный фактор, способствуя накоплению мощной толщи осадков и создавая огромные (но не безграничные) запасы пресных вод. На нынешнем этапе развития техносферы, когда в мире еще больше возрастает воздействие человека на гидросферу, необходимо осознание таких реальных угроз для природной среды, какими является в наше время загрязнение и истощение поверхностных и подземных вод.

Атмосфера (греч. «атмос» - пар) - газовая оболочка Земли, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Общая масса атмосферы (до высоты около 3 км) - 5,15*1015 т. Атмосфера физически, химически и механически воздействует на литосферу, регулируя распределение в ней тепла и влаги. От распределения тепла, давления и от содержания водяного пара в атмосфере, зависят погода и климат на Земле. Водяной пар поглощает солнечную радиацию, увеличивает плотность воздуха и является источником всех осадков. Атмосфера является важным геологическим агентом (выветривание горных пород, эоловые процессы и т. п.). Имеет сложное строение. От поверхности Земли вверх она подразделяется на тропосферу, стратосферу, мезосферу и термосферу.

В формировании природной среды особенно велика роль тропосферы (нижний слой атмосферы до высоты 8 - 10 км в полярных, 10 - 12 км в умеренных и 16 - 18 км в тропических широтах). В тропосфере происходят глобальные вертикальные и горизонтальные перемещения воздушных масс, во многом определяющие круговорот воды, теплообмен, трансграничный перенос пылевых частиц, загрязнений и т. п. Атмосферные процессы тесно связаны с процессами, происходящими в литосфере и гидросфере.

Биосфера - это сфера жизнедеятельности организмов, в которую входят часть атмосферы до высоты 25 - 30 км (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы примерно до глубины 3 км. Взаимодействие абиотической части биосферы - воздуха, воды, горных пород и органического вещества - биоты обусловило формирование почв и осадочных пород. Последние по В. И. Вернадскому, несут в себе следы деятельности древних биосфер, существовавших в прошлые геологические эпохи.

Вопрос № 33 Структура и текстура горных пород.

Структурой принято называть строение породы, определяемое различным сочетанием, размерами и формой составляющих породу минералов. Различают следующие основные виды структуры: кристаллическизернистая, скрытокристаллическая, порфировая, стекловатая.

Кристаллическизернистая структура характеризуется тем, что порода целиком состоит из кристаллических зерен различных минералов. По величине зерен породы с такой структурой делятся на:

весьма крупнозернистые - размер кристаллов 10 мм и более,

крупнозернистые - размер кристаллов 10 - 5 мм,

среднезернистые - размер кристаллов 5 - 1 мм,

мелкозернистые - размер кристаллов менее 1 мм.

Такая структура присуща гранитам, диоритам, сиенитам и другим породам. В том случае, когда кристаллы минералов имеют удлиненную форму, структура носит название игольчатой.

При скрытокристаллической структуре зерна минералов настолько малы, что отдельные кристаллы не видны даже в лупу. Эта структура присуща многим излившимся породам.

Порфировая структура характеризуется тем, что в некристаллизированной или мелкозернистой основной массе выделяются редкие крупные кристаллы, называемые вкрапленниками. Такая структура наблюдается у порфиров, порфиритов и других пород. Если же вкрапленники имеются в мелко- или среднезернистой массе, структуру называют порфировидной.

У пород со стекловатой структурой отсутствует кристалличность входящих в состав породы минералов. Обычно масса породы состоит из вулканического стекла, образовавшегося при быстром остывании магмы. Для пород с такой структурой характерен раковистый излом.

Текстурой, или сложением пород называют характер расположения зерен минералов в породе. Различают множество видов текстуры, в основном выделяют следующие: однородная, неоднородная, сланцеватая, пористая.

Однородная (массивная) текстура имеет беспорядочное, но равномерное расположение зерен минералов (гранит, диабаз и др.).

Неоднородная текстура отличается неравномерным расположением минералов (иногда гнездообразным).

При сланцеватой текстуре входящие в горные породы зерна минералов располагаются параллельно друг другу. Эта текстура свойственна главным образом метаморфическим породам.

По происхождению горные породы подразделяются на три типа, которые в свою очередь делятся на группы по условиям их залегания в земной коре:

Магматические (изверженные)

А) глубинные (интрузивные),

Б) излившиеся (эффузивные);

2. Осадочные

А) обломочные,

Б) химические,

В) органогенные (органические);

3. Метаморфические.

Глубинные горные породы характеризуются массивным сложением, полнокристаллической структурой, весьма малой пористостью, большой прочностью и устойчивостью против атмосферных воздействий. Их главными представителями являются граниты, сиениты, диориты и габбро.

Излившиеся горные породы в зависимости от состава и условий остывания магмы характеризуются кристаллической (диабаз), порфировой, а также скрытокристаллической или стекловатой структурой. Текстура их также разнообразна: однородная, неоднородная, плотная, пористая.

Осадочные горные породы образуются за счет разрушения (выветривания) других горных пород и последующего переотложения продуктов разрушения различными способами. В образовании многих осадочных пород весьма существенна роль растительных и животных микроорганизмов, а также солей, выпадающих из водных растворов мелководных бассейнов. Структуры этих пород определяются размерами и формой слагаемых их обломков (сцементированные осадочные обломочные породы), размерами кристаллов и степенью их окристаллизованности, а также размерами и формой органических остатков (химические и органогенные породы). Самые разнообразные типы структур характерны для рыхлых обломочных пород (глины, пески и др.). Например, в глинистых породах выделяют ячеистую, матричную, псевдоглобулярную и другие типы структур. Текстуры осадочных пород тесно связаны с условиями их образования. Наибольшее развитие имеют массивные и слоистые текстуры.

Метаморфические горные породы - породы, образовавшиеся в процессе изменения магматических и осадочных горных пород под действием высокой температуры, давления и химически активных веществ. Обычно имеют полнокристаллическое строение. Важнейшим признаком метаморфических пород является их текстура - сланцеватая и массивная. Первая характеризуется пластинчатой либо удлиненной формой зерен минералов, располагающихся взаимно параллельно. Для второй типично равномерное пространственное расположение зерен без выраженной полосчатости, сланцеватости и т. д.

Вопрос № 63 Обозначения элементов залегания на геологической карте. зерновой горный геологический месторождение

Основной и весьма важный документ в геологии, отражающий геологическое строение местности, характеризующий распространение и условия залегания горных пород, их мощность, литологический состав и возраст - это геологическая карта. Карты составляют в процессе проведения геологической съемки с использованием естественных выходов горных пород - обнажений, а также буровых скважин, данных геофизических исследований и др. Их строят на готовой топографической основе (топографические карты составляют геодезисты при проведении инженерно-геодезических изысканий) с использованием аэро- и космоснимков. Для того, чтобы уметь читать составленную геологическую карту, необходимо знать основные принципы геологического картирования, то есть методы составления геологических карт и разрезов.

Геологическая карта представляет собой проекцию геологических границ слоев горных пород на горизонтальную плоскость. Карты могут составляться с использованием стратиграфического принципа, при котором на них изображаются только границы распространения различных возрастных комплексов горных пород. Такие карты называются геолого-стратиграфическими. Однако для различных прикладных целей не менее важны, кроме возраста, также и другие сведения, например, о литографическом составе пород. Так, для геологического обоснования строительства, наряду с другими картами, часто используются литолого-стратиграфические. На картах этого типа отражаются не только распространение различных типов горных пород и их возраст, но и литологический состав (известняки, пески, глины и др.). Кроме того, на геологических картах иногда с помощью особых знаков и линий изображают элементы залегания осадочных пород и места разрывных тектонических нарушений.

Начало систематическим стратиграфическим исследованиям было положено в 50 - х гг. ‡]‡[ в. работами И. Лемана в Центральной Германии и Ардуино в Северной Италии. Но особое значение для развития стратиграфии имел период первых трех десятилетий ‡]‡T‡] в. Именно в это время заложились основы как современной методики стратиграфических исследований (палеонтологического метода), так и современной международной системы стратиграфической классификации. Резкий перелом в развитии стратиграфии на рубеже XVIII и XIX вв., помимо причин общего характера, был связан в первую очередь с внедрением в стратиграфию новых методов исследования: геологического картирования и палеонтологического метода. В этом отношении 1799 год был знаменательным - появились (в рукописном виде) геологическая карта окрестностей г. Бата (Юго-Западная Англия) и таблицы последовательности слоев того же района и заключенных в них полезных ископаемых, составленные В. Смитом.

Распространившись с начала XIX в. на многие страны Европы и отчасти даже за ее пределы, стратиграфические исследования из-за различных природных условий развивались неодинаково. Исключительное их сочетание было встречено в южной части Великобритании - в Англии и Уэльсе. Поэтому не удивительно, что именно Англия заняла в начале XIX в. ведущее место в развитии стратиграфии и стала, вместе с Уэльсом, фактически родиной современной международной стратиграфической шкалы. Почти все основные подразделения этой шкалы - группы и системы, а также многие подразделения низших рангов (отделы, ярусы) были выделены первоначально в этих разрезах.

На сегодняшний день, все международные условные графические обозначения в документации по инженерно-геологическим изысканиям отображены в ГОСТ 21.302-96

Вопрос № 93 Особенности разведки минеральных вод и вод нефтегазовых месторождений

Разведка подземных вод - комплекс гидрогеологических работ, проводимых с целью выявления месторождений подземных вод, определения их эксплуатационных запасов и получения данных, необходимых для проектирования и строительства водозаборных сооружений и обоснования мероприятий по охране окружающей среды при эксплуатации подземных вод. Выделяются предварительная, детальная и эксплуатационная стадии разведки подземных вод.

В процессе разведки месторождений подземных вод выполняются следующие основные виды полевых работ: специализированная геолого-гидрогеологическая съёмка, рекогносцировочное обследование участка разведки, буровые работы, опытно-фильтрационные, геофизические, гидрологические, лабораторные, топографо-геодезические, водобалансовые исследования, стационарные наблюдения за естественным и нарушенным режимом подземных вод, отбор проб воды и грунтов, изотопные, ядерно-физические, индикаторные, гидрогеохимические и гидрогеотермические исследования, а также работы по обоснованию искусственного пополнения запасов подземных вод. Для каждой стадии рациональный комплекс работ и их объём определяются степенью изученности, потребностью в воде и особенностями гидрогеологических условий (типом месторождения подземных вод).

Предварительная разведка осуществляется с целью изучения основных особенностей геолого-гидрогеологических условий месторождения, оценки основных источников формирования и общей величины эксплуатационных запасов подземных вод. В результате проведения комплекса буровых, опытно-фильтрационных, геофизических, гидрологических и других видов работ на стадии предварительной разведки получают данные, позволяющие охарактеризовать и предварительно количественно оценить источники формирования эксплуатационных запасов подземных вод; определить расчётные параметры водоносных горизонтов; установить соответствие качества воды заданному назначению; оценить гидрогеологические и технико-экономические условия эксплуатации подземных вод и возможное влияние их эксплуатации на другие компоненты природной среды (в первую очередь -- на поверхностные воды); разработать принципиальную схему водозаборного сооружения и определить возможные варианты, способы и режим его эксплуатации. Для промышленных, теплоэнергетических и лечебных вод на стадии предварительной разведки определяют условия сброса использованных вод.

Детальная разведка производится только на тех месторождениях (участках), которые по результатам предварительной разведки подземных вод признаны целесообразными для освоения. Цели детальной разведки -- обоснование проекта строительства и эксплуатации водозаборного сооружения, оценка эксплуатационных запасов применительно к выбранной наиболее рациональной схеме водозаборного сооружения. Детальная разведка заканчивается оценкой эксплуатационных запасов подземных вод, которые в необходимых случаях должны быть утверждены государственными или территориальными комиссиями по запасам полезных ископаемых в соответствии с нормативными документами.

Для различных групп месторождений подземных вод по степени сложности гидрогеологических условий установлены соответствующие соотношения эксплуатационных запасов подземных вод различных категорий по степени их изученности, на основе которых производится выделение ассигнований на проектирование и строительство водозаборных сооружений. Месторождения считаются подготовленными к промышленному освоению, если при наличии утверждённых по установленным категориям эксплуатационных запасов подземных вод в количестве, удовлетворяющем первоочередную потребность, соблюдены следующие условия; доказано, что в течение расчётного срока водопотребления качество подземных вод будет соответствовать требованиям целевого использования; технологические свойства промышленных и теплоэнергетических вод изучены с детальностью, обеспечивающей получение исходных данных, достаточных для проектирования технологической схемы использования воды; получены исходные данные для составления проекта разработки месторождения (проекта водозаборного сооружения).

Месторождения питьевых и минеральных лечебных вод готовы к освоению, если получены данные для обоснования зон санитарной охраны и оценки влияния проектируемого водозаборного сооружения на существующие водозаборы, поверхностные водные источники и другие компоненты природной среды; изучены условия сброса использованных промышленных, теплоэнергетических и лечебных минеральных вод, достаточные для разработки мероприятий по охране природной среды.

Эксплуатационная разведка проводится в процессе эксплуатации водозаборного сооружения с целью выявления соответствия режима эксплуатации прогнозным расчётам, переоценки эксплуатационных запасов подземных вод по данным их добычи, обоснования рационального режима водоотбора, получения материалов для оценки запасов подземных вод месторождений, находящихся в аналогичных условиях. Работы этой стадии проводятся постоянно в процессе эксплуатации месторождения и сводятся к систематическим наблюдениям за водоотбором, уровнями, качеством и температурой подземных вод, техническим состоянием скважин. При необходимости производится бурение и опробование дополнительных разведочных и наблюдательных скважин и проводятся изотопные, гидрогеохимические и другие специальные виды исследований.

Подземные воды, участвующие в обводнении месторождений твёрдых полезных ископаемых, нефти и газа и пригодные для народно-хозяйственного использования в качестве источника водоснабжения, извлечения из них ценных компонентов или для бальнеологических целей, относятся к попутным полезным ископаемым. Их разведка проводится, как правило, в процессе разведки или разработки месторождения основных полезных ископаемых. Детальная разведка попутных подземных вод заканчивается оценкой и утверждением их эксплуатационных запасов. В отдельных случаях проводят специализированные исследования для предотвращения вредного воздействия высокоминерализованных и агрессивных вод на пахотные земли(засоление и заболачивание), инженерные сооружения (при строительстве тоннелей), здания (антропогенное раскарстование пород в застроенных районах) и т.п.

Разведка нефтяных месторождений - комплекс работ, позволяющий оценить промышленное значение нефтяного месторождения, выявленного на поисковом этапе, и подготовить его к разработке. Включает бурение разведочных скважин и проведение исследований, необходимых для подсчёта запасов выявленного месторождения и проектирования его разработки. Запасы подсчитывают по каждой залежи или её частям (блокам) с последующим суммированием их по месторождению.

Разведка должна полностью выявить масштабы нефтеносности всего месторождения как по площади, так и на всю технически достижимую глубину. В процессе разведки определяют: типы и строение ловушек, фазовое состояние углеводородов в залежах, границы разделов фаз, внешних и внутренних контуров нефтеносности, мощность, нефтегазонасыщенность, литологические и коллекторские свойства продуктивных горизонтов, физико-химические свойства нефти, газа, воды, продуктивность скважин и др. Кроме этого, оцениваются параметры, гарантирующие определение способов и систем разработки залежей и месторождения в целом, обосновываются коэффициенты нефтеотдачи, выявляются закономерности изменения подсчётных параметров и степень их неоднородности. Эти задачи решаются при бурении оптимального для данных условий количества разведочных скважин, качественном проведении комплексных скважинных геофизических исследований, испытаний продуктивных объектов на притоки и исследований режимных параметров в процессе испытаний, а также специальных геофизических, геохимических, гидродинамического, температурных исследованиях для определения структурных, резервуарных и режимных подсчётных параметров, при отборе керна в рациональных объёмах и проведении комплексных лабораторных исследований керна, нефти, газа, конденсата и воды. Выбор и обоснование методики разведки нефтяных месторождений базируются на анализе геологических данных, накопленных на поисковом этапе и при разведке других месторождений исследуемого района. В процессе разведки нефтяных месторождений уточняется модель месторождения, корректируется система дальнейшей его разведки.

Разведка должна обеспечить во всех участках залежи относительно одинаковую достоверность её параметров. Нарушение этого принципа приводит к переразведке отдельных участков залежи и недоразведке др.

Одинаковая достоверность разведки нефтяных месторождений достигается применением равномерной разведочной сети скважин с учётом строения каждой залежи месторождения. Проектируя систему размещения разведочных скважин, определяют их число, место заложения, порядок бурения и плотность сетки скважин. Наиболее часто используется равномерная по площади месторождения сетка скважин. Система их размещения зависит от формы структуры, типа залежи, фазового состояния углеводородов, глубины залегания, пространственного положения залежей и технических условий бурения.

При наличии на месторождении нескольких нефтегазовых залежей разведку ведут по этажам. В этажи выделяют объекты, отделённые друг от друга значительной глубиной. Порядок разведки залежей (сверху вниз или снизу-вверх) зависит от выбора базисной залежи, который уточняется первыми разведочными скважинами. Система разведки снизу-вверх даёт возможность возврата скважин на опробование верхних горизонтов. Если верхние этажи разведки оказываются более значительными, месторождение разведывают по системе сверху вниз. Оптимальное размещение минимально необходимого числа скважин на месторождении предопределяется, прежде всего, строением базисной залежи.

Эффективное размещение скважин на площади залежи существенно зависит от точного определения контура нефтеносности, которое сводится к выяснению характера поверхности контура (горизонтальная, наклонная, вогнутая) и глубины залегания. Положение водонефтяного контакта устанавливают по комплексу методов промысловой геофизики и исследованиям в перфорированных скважинах. Горизонтальную поверхность водонефтяного контакта в массивных залежах определяют по 2-3 скважинам, в пластовых и линзовидных -- по значительно большему количеству скважин.

По охвату площади месторождения выделяют 2 системы разведки: сгущающуюся и ползущую. Сгущающаяся система способствует ускорению процесса разведки, но при этом возможно попадание части скважин за пределы контура нефтеносности. Она охватывает всю предполагаемую площадь месторождения с последующим уплотнением сетки скважин.

Ползущая система предусматривает постепенное изучение площади месторождения сеткой скважин и не требует последующего уплотнения. Применение этой системы приводит к удлинению сроков разведки, но сокращает количество малоинформативных скважин и в конечном итоге может дать большой экономический эффект. Эту систему чаще используют при разведке залежей со сложным контуром нефтеносности, в т. ч. залежей неструктурного типа.

По способу размещения разведочных скважин различают профильную, треугольную, кольцевую и секторную системы. Профильная система даёт возможность изучить в короткие сроки и меньшим числом скважин залежи любого типа. На месторождении закладывают ряд профилей, ориентированных вкрест простирания структуры, иногда под углом к её длинной оси. Расстояние между профилями примерно в 2 раза больше расстояния между скважинами. На пластовых сводовых залежах часто размещают скважины "крестом" (на крыльях и периклинальных окончаниях). Модификации профильной системы применяют на сложно построенных месторождениях: радиальное расположение профилей в области с солянокупольной тектоникой, зигзагопрофильное -- в области регионального выклинивания продуктивных горизонтов. Треугольная система размещения скважин обеспечивает равномерное изучение площади и эффективное наращивание полигонов для подсчёта запасов. Кольцевая система предусматривает постепенное наращивание колец вокруг первой промышленной нефтеносной скважины. Секторная система является одним из вариантов кольцевой, когда залежь делится на ряд секторов, число которых определяется аналитическим путём, а скважины в секторах располагаются на различных абсолютных отметках.

В каждой разведочной скважине проводят комплексные промыслово-геофизические и геохимические исследования, дающие наибольший эффект для изучения месторождения. Выбор комплекса методов зависит от литологического состава, коллекторских свойств пород, типа насыщающих флюидов, состава и особенностей фильтрации промывочной жидкости в пласте, порядка проведения разведочных работ и др. С помощью промыслово-геофизических исследований проводят расчленение разреза по литологическим разностям пород, выделяют литолого-стратиграфические реперы, коррелируют пласты, выбирают интервалы отбора керна и интервалы перфорации, определяют положение водонефтяных и нефтегазовых контактов и получают максимальную информацию по структурным, резервуарным и частично режимным подсчётным параметрам. Неоднородность строения, качество коллекторов выявляет детальная интерпретация промыслово-геофизических исследований.

Для изучения резервуарных параметров залежей из продуктивных пластов и из покрывающих и подстилающих его пород отбирают керн. Интервалы отбора керна определяют исходя из степени геолого-геофизической изученности месторождения (залежи), количества, мощности и изменчивости пластов-коллекторов. В интервале отбора керна используют буровые растворы на нефтяной основе, чтобы обеспечить максимальный вынос керна и получить надёжные данные по нефтенасыщенности пласта-коллектора. При разведке массивных, пластовых и массивно-пластовых залежей отбирают керн так, чтобы охарактеризовать разные по площади и глубине части залежи.

На каждом крупном или уникальном месторождении нефти обязательно бурят скважину с отбором керна на безводной или нефильтрующейся промывочной жидкости для получения опорной информации о коэффициенте нефтегазонасыщенности коллекторов. В керне определяют пористость, проницаемость, нефтенасыщенность, содержание связанной воды, коэффициент вытеснения, минерального, гранулометрического, химического состава, пластичности, сжимаемости, электрического сопротивления, плотности, скоростей распространения ультразвука, радиоактивности, карбонатности, набухаемости.

Определение подсчётных параметров нефтегазонасыщенных коллекторов производится по материалам геофизических исследований скважин (ГИС), результатам изучения образцов керна, опробования пластов и испытания их в открытом стволе или в обсаженной скважине. На каждом месторождении независимо от типа залежи бурят, по крайней мере, одну базовую скважину со сплошным отбором керна по продуктивной части разреза, поинтервальными испытаниями и широким комплексом стандартных и специальные ГИС. Материалы ГИС служат основной информацией для определения объёмным методом балансовых и извлекаемых запасов нефти по промышленным категориям А, В, С1 и С2. Результаты лабораторных исследований керна используют для разработки петрофизической основы интерпретации данных ГИС и обоснования достоверности подсчётных параметров.



Список используемой литературы

1. Безрук В. М. / Геология и грунтоведение / учебник / Москва «Недра» 1984 г.

2. Дягилева А. И., Андриевич В. В. / Основы геофизических методов разведки / учебник / Москва / «Недра» 1987 г.

3. История геологии / Батюшкова И. В., Гордеев Д. И., Тихомиров В. В., Хайн В. Е., Яншин А. Л. / Москва / «Наука» 1973 г.

4. Лукьянов Э. В. / Исследование скважин в процессе бурения / учебник / Москва / «Недра» 1979 г.

5. Передельский Л. В., Приходченко О. Е. / Инженерная геология / учебник / Ростов-на-Дону / «Феникс» 2009 г.

6. Справочник по инженерной геологии под общ. ред. проф. М. В. Чуринова/ Москва / «Недра» 1967 г.

7. Стратиграфические и литологические залежи нефти и газа под ред. Р. Е. Кинга / США, Оклахома / «Тульса» 1972 г. // пер. с англ. Лаврушко И. П. и Такаева Ю. Г. / под ред. проф. Максимова / Москва / «Недра» 1975 г.

Размещено на Allbest.ru

...