Гідрогеологічна історія басейну

ПАЛЕОГІДРОГЕОЛОГІЯ

Лекція 7

Питання для самоперевірки

1 Назвіть основні чинники формування вод нафтогазоносних басейнів.

2 Які шляхи формування седиментаційних вод?

3 Назвіть природні процеси, які формують особливості хімічного складу підземних вод нафтогазоносних басейнів.

4 Розкажіть про процеси відновлення сульфатів підземних вод, природні умови, в яких відбувається цей процес.

5 Розкажіть про умови формування і поширення глибинних розсолів у межах нафтогазоносних басейнів.

Завдання палеогідрогеологічних досліджень – це відновлення гідрогеологічної історії району, басейну. Такі дослідження мають велике значення для з’ясування умов формування і руйнування нафтових і газових скупчень. Засновниками цього напряму гідрогеологічних досліджень при пошуках i розвідці нафтових і газових родовищ є А.Н. Семіхатов, О.О. Карцев, С.Б. Ваган та інші. Однією із задач палеогiдрогеології є визначення віку підземних вод. Ця задача складна, бо ми знаємо, що підземні води знаходяться у русi. Вік геологічний (у млн. років) ми можемо визначити для підземних вод, які знаходяться в зонах утрудненого водообміну. На теперішній час запропоновано декілька методів визначення віку підземних вод. У їх основу покладено процес радіоактивного розпаду елементів торієвого і уранового рядів. Найбільш поширений гелiй-аргоновий метод, який запропонував В.П.Савченко. Він базується:

1) на сталій швидкості утворення гелію і радіоактивних

компонентів, останні будуть нагромаджуватись у

підземних водах;

2) на сталій концентрації у воді аргону, який має повітряне походження i не вступає в реакцію з іншими компонентами.

Виходячи з визначеної швидкості нагромадження у підземній воді гелію, коефіцієнта розчинності аргону у воді, для визначення абсолютного визначення підземних вод найбільш широко використовують наступні формули:

для вільного газу, за А.Л. Козловим,

(7.1)

для розчиненого газу, за А.Л. Козловим,

(7.2)

для вільного газу за В.П. Савченком,

(7.3)

У наведених формулах використовується загальний вміст аргону не враховуючи частки долі радіогенного аргону, що може викликати значні похибки в розрахунках.

Раніше вважали, що весь Аr має повітряне походження, а зараз визначили, що частка нагромаджується у підземних водах за рахунок радіоактивного розпаду. Радіоактивний Ar визначають за співвідношенням . Якщо вона =300, то частина буде мати радіоактивне походження і його треба враховувати, щоб точно визначити – повітряного походження. Це ускладнює дослідження за таким методом. Треба визначити ізотопи– (який повітряного походження). Є.В. Стадник запропонував формулу, яка дозволяє враховувати радіогенний (Ar):

(7.4)

де , В – вміст радіогенного Ar в % до всього Аr.

Було встановлено, що у гiдрогеологiчній історії району, басейну спостерігається певна циклічність процесів (їх повторення). Ця циклічність процесів буде тісно зв’язана з тектонічним режимом басейну у геологічному минулому. Гідрогеологічна історія району або водоносного комплексу може бути розбита на гідрогеологічні цикли і етапи.

Під гідрогеологічним циклом ми розуміємо відрізок гідрогеологічної історії басейну, який починається з прогинання площі, трансгресії, осадкоутворення i формування седиментаційних вод (тектонічні рухи від’ємного значення), потім регресії (тектонічні рухи позитивного значення), денудації (руйнування в умовах підняття) і заглиблення у породи інфільтраційних вод. Початок нової трансгресії буде визначати кінець 1-го гідрогеологічного циклу і початок 2-го гідрогеологічного циклу. Весь гiдрогеологiчний цикл можна розбити на два етапи.

Перший елiзiйний етап – коли в умовах прогинання відбувається осадкоутворення і разом з осадом формуються седиментаційні води

Другий інфільтраційний етап – коли в умовах підняття площі і денудації порід інфільтрація, упровадження у колектори iнфiльтрацiйних вод.

У період 1-го елiзiйного етапу будуть формуватися седиментаційні води і відбуватися седиментаційний водообмін. Седиментаційні води будуть витискувати пластову воду з породи-колектора. У період 2-го інфільтраційного етапу вода, яка інфільтрує в пласт, буде витискувати пластову воду з породи-колектора – інфільтраційний водообмін. З початком нового гідрогеологічного циклу весь процес буде повторюватись. Седиментаційні води будуть виділятися із глинистих товщ, які під дією геостатичного тиску (вага вищезалягаючих порід) будуть ущільнюватись i седиментаційні води будуть переходити у піщані породи i витискувати з них сингенетичні води – так відбувається елiзiйний водообмін.

Максимальні напори будуть у центральній найбільш прогнутій частині басейну. Рух води відбувається по підняттю пластів у крайові частини басейну, де менше прогинання, менший геостатичний тиск. У iнфiльтрацiйний етап iнфільтрацiйнi води будуть витискувати з пластiв-колекторiв седиментаційні води – iнфiльтрацiйний водообмін.

Максимальні гідростатичні напори формуються у зонах гiпсометрично найвищого залягання пласта. Якщо етап триває довгий час i при відповідних умовах може відбуватися повна заміна води у пласті – повний водообмін. Його тривалість залежить від маси (об’єму) вільної води у пласті, від швидкості руху води. Показником тривалості водообміну буде коефіцієнт водообміну (k_в):

. (7.5)

Це відношення втрати підземного потоку за рік (q) до загального об’єму води у пласті (Q). Наприклад: м³, м³, тоді

. (7.6)

Тобто повна заміна води у пласті відбувається за 100 тисяч років. Якщо К_в більший від часу, за який відбувається iнфiльтрацiйний етап, то вся седиментаційна вода у пласті буде заміщатися інфільтраційною водою i весь пласт-колектор буде промитий iнфiльтрацiйною водою.

О.О.Карцев запропонував для характеристики інтенсивності водообміну для інфільтраційного етапу i елiзiйного етапу вiдповiднi показники:

1. ПІІВ – це показник інтенсивного інфільтраційного водообміну.

, (7.7)

де F – площа поперечного січення давнього підземного

водного потоку (у даному водяному комплексі);

u – швидкість підземно-водного потоку (береться по

аналогії із сучасною швидкістю підземних вод

басейну);

t – тривалість інфільтраційного етапу за даними

абсолютної геохронології;

V_п – об’єм піщаного колектора даного горизонту;

m_п – пористість піщаного колектора.

2. ПІЕВ – це показник інтенсивності елізійного водообміну.

(7.8)

де V_г – об’єм глин, з яких вижимається седиментаційна вода;

Dm_г – зміна пористості глин протягом даного елізійного

етапу ;

V_п- об’єм пісчаного колектора даного водоносного

колектора;

m_п- пористість пісковиків колектора (з врахуванням у

часі).

Дата добавления: 2014-10-31