Водоносные коллекторы и водоупоры горных пород - Курсовая работа

Природный коллектор - пласт горных пород с высокой пористостью и проницаемостью, содержащий определенное количество запасов подземных вод, нефти или газа. По этим условиям коллекторы делятся на простые (поровые и чисто трещинные) и сложные (трещинно-поровые и порово-трещинные). Чисто трещинные, трещинно-поровые и порово-трещинные коллекторы часто объединяют понятием «трещинные коллекторы», подразумевая, что фильтрация в таких коллекторах при отсутствии в них трещиноватости была бы затруднена или невозможна. Каждый из перечисленных типов коллекторы связан с определенными типами горных пород и характеризуется своими особенностями стационарной, нестационарной и двухфазной фильтрации, а также приуроченностью пластового флюида к тому или иному типу пустотного пространства.Проведение границ между геологическими телами, заполненными водой, во многом зависит от четкого представления об их систематике и соподчиненности друг с другом. Выделение природных емкостей подземных вод и их пространственное картирование - одна из первоочередных задач гидрогеологии. Природная емкость подземных вод имеет различные наименования. Имея целевое назначение, эти термины характеризуют лишь динамику и не затрагивают подземных вод в целом. Слово «резервуар» с дополнением «подземных вод» пли определением «гидрогеологический» достаточно полно отражает собирательное понятие емкостной среды подземной гидросферы.Разграничение природных емкостей подземных вод учитывает этажное строение верхней части земной коры. В пределах платформенных и складчатых регионов различаются два этажа: 1) фундамент - нижний этаж, сложенный главным образом кристаллическими (магматическими и метаморфическими) породами, часто смятыми в складки и интенсивно дислоцированными; Фундамент, будучи выведен на поверхность, имеет раскрытую гидрогеологическую структуру, а чехол в области погружения фундамента отличается хорошей гидрогеологической закрытостью. Зайцев устанавливают два основных типа природных резервуаров, заполненных водой: 1) артезианские бассейны - погружения, выполненные преимущественно слоистыми осадочными породами и состоящие из чехла и подстилающего его фундамента; Однако бассейн и массив отличаются по форме геологического тела, распределению, питанию, стоку и разгрузке подземных вод.Водоносность кристаллических пород отличается значительной пестротой, вызываемой характером и степенью их трещиноватости. Коллекторы магматических и метаморфических пород приурочены: во-первых, к верхней выветрелой оболочке таких пород - зоне интенсивной трещиноватости или кавернозности, сформированной экзогенными процессами (выветриванием, выщелачиванием и т. д.) и характеризующейся водами трещинного типа; во-вторых, к системе различных пустот - зоне тектонических нарушений (разломов), интрузивных контактов и сопровождающей их трещиноватости, которая прослеживается от поверхности на глубину и содержит воды жильного типа (И. К. Зайцев ее называет зоной локальной трещиноватости пород). Наоборот, другие исследователи по аналогии с осадочными отложениями предлагают называть обе обводненные зоны водоносными горизонтами, что для зоны интенсивной экзогенной трещиноватости во многих случаях не лишено оснований, но к зоне разлома или контакта чаще всего неприемлемо.Воды в них перемещаются по системе сопряженных трещин - узких щелей различных размеров, образовавшихся в горных породах под воздействием тектонических, климатических и геоморфологических факторов. Но в процессе развития геологических структур изменяются и условия движения подземных вод; трещины часто заполняются кристаллами различных солей, рудными минералами или глинистым материалом. Анализируя характер выполнения трещин, а также характер контактов между боковыми породами, можно судить о составе природных растворов в прошлые времена (палеогидрогеология). Новикова (1951), изучая трещиноватость осадочных пород восточной части Русской платформы, пришла к выводу о том, что широко развитые здесь трещины образовались в процессах диагенеза и уплотнения пород, причем частота трещин зависит главным образом от мощности пород. В горизонтальных слоях выделяются три группы трещин: 1) трещины, перпендикулярные слоистости, наиболее характерные для известняков и доломитов;Ее свойства и способы передвижения определяются сочетанием гравитационных и молекулярных сил, действующих между частицами воды и породы. Одними из главных свойств породы, определяющими ее отношение к воде, являются пористость и скважность. Под пористостью понимают наличие в породах малых пустот - капиллярных пор, под скважностью - наличие в породах более крупных, некапиллярных промежутков - скважин различного происхождения и формы. Выделяют следующие виды скважности: 1) пористость осадочных не сцементированных (пески, галечники, суглинки, глины) и слабо сцементированных (песчаники, опоки) пород; 2) структурную пористость осадочных пород, связанную с наличием слоистости, структурных трещин и т.п.; 3) относительно равномерную трещиноватость выветривания и лито-генетическую

Оглавление

Введение

Глава 1. Природные емкости подземных вод

1.1 Типы природных емкостей подземных вод

1.2 Водоносность кристаллических пород

1.3 Водоносность трещиноватых пород

Глава 2. Водно-физические свойства горных пород

2.1 Геометрия и свойства порово-трещинного пространства

2.2 Влагоемкость горных пород

2.3 Виды воды и взаимодействия в системе «горная порода - подземные воды»

Глава 3. Закономерности распространения подземных вод в горных породах

3.1 Гидрогеологическая стратификация

3.2 Закономерности локализации подземных вод в горных породах

3.3 Систематика подземных водоносных систем

Глава 4. Гидрогеологическая стратификация Прикаспийской впадины в пределах Астраханской области

4.1 Основные гидрогеологические подразделения

4.2 Водоносные горизонты и комплексы осадочного чехла

Заключение

Список литературы

Природный коллектор - пласт горных пород с высокой пористостью и проницаемостью, содержащий определенное количество запасов подземных вод, нефти или газа. Основными классификационными признаками коллектора являются условия фильтрации и аккумуляции в них подземных вод и пластовых флюидов. По этим условиям коллекторы делятся на простые (поровые и чисто трещинные) и сложные (трещинно-поровые и порово-трещинные).

Чисто трещинные, трещинно-поровые и порово-трещинные коллекторы часто объединяют понятием «трещинные коллекторы», подразумевая, что фильтрация в таких коллекторах при отсутствии в них трещиноватости была бы затруднена или невозможна.

Каждый из перечисленных типов коллекторы связан с определенными типами горных пород и характеризуется своими особенностями стационарной, нестационарной и двухфазной фильтрации, а также приуроченностью пластового флюида к тому или иному типу пустотного пространства. Коллекторы классифицируются по проницаемости независимо от типа фильтрующих пустот.

По рентабельности промышленной эксплуатации коллекторы делят на эффективные коллекторы и неэффективные.

Коллектор эффективный - коллектор, обладающий такими емкостными и фильтрационными свойствами, которые обеспечивают рентабельность промышленной эксплуатации месторождения в конкретных геолого-технических условиях.

По мере освоения любого гидрогеологического или нефтегазоносного бассейна минимальные значения промышленно-рентабельных дебитов и запасов уменьшаются. Если не принимать во внимание величину промышленных запасов в коллекторе, то можно пользоваться термином коллектор эффективный, условно ограничивая его каким-либо единым для любых бассейнов значением проницаемости (например, 0,001 МД) или дебита (например, 3 м3/сут жидкости при депрессии па пласт 10 МПА).

Доля коллектора эффективного в составе коллекторов колеблется в очень широких пределах (от долей процента до десятков процентов в зависимости от состава коллекторов и степени их уплотнения).

На примере обновления легенды к гидрогеологической карте масштаба 1:200000 Нижневолжской серии приводятся определения и принципы гидрогеологической стратификации, а также дается краткое описание основных водоносных комплексов, слагающих осадочный чехол Прикаспийской впадины.