Геологические, гидрогеологические и инженерно-геологические задачи; последовательность и основные методы их решений

Геологические, гидрогеологические и инженерно-геологические задачи; последовательность и основные методы их решений

Геологические, гидрогеологические и инженерно-геологические задачи; последовательность и основные методы их решений

Введение

В связи с расширение производства проведены разведочные гидрогеологические работы на участке нефтяного месторождения Макат-Восточный с целью выявления и обоснования по промышленным категориям эксплуатационных запасов подземных вод для технического водоснабжения нефтепромысла при проведении здесь разведочных работ на нефть и эксплуатации нефтяного месторождения.

Согласно техническому заданию требование к качеству воды не регламентируется. Заявленная потребность в воде составляет 2592м³ /сутки (30 л/с). Срок эксплуатации - 25 лет (10000 суток).

Основными задачами исследований является определение расчетных гидрогеологических параметров альб-сеноманского водоносного комплекса, необходимых для оценки эксплуатационных запасов подземных вод по категориям позволяющим осуществлять проектирование и строительство водозаборного сооружения.

В настоящее время в пределах нефтепромысла Макат Восточный временное водоснабжение производится из скважины 1, расположенной в центре участка.

1. Общая часть

.1 Геологическое задание

геологический инженерный месторождение бурение

Геологическим заданием является проведение детальной разведки подземных вод с целью водоснабжения нефтяного месторождения Макат-Восточный в количестве 2592 тысячи м³/сутки.

Целевое назначение проектируемых работ; пространственные границы объекта; основные оценочные параметры работ

Целевым назначением проектируемых работ является детальная разведка месторождения подземных вод с оценкой эксплуатационных запасов по категории В+С1+С2 в количестве 2592 м³/сутки.

Рассматриваемый для водоснабжения водоносный горизонт, находится первым от поверхности и является грунтовым. Представлен водоносный горизонт гравийно-галечником.

Задачи целевого назначения:

. Определения расчетных гидрогеологических параметров (мощность, понижение, нагрузка на скважину и т.д.). С целью оценки запасов по категории В+С₁+С₂.

. Изучение гидрохимической обстановки в районе проектируемого водозабора условий его взаимодействия с источниками загрязнение подземных вод для доказательства сохранения высокого качества воды при эксплуатации и обоснование зон санитарной охраны.

Для решения поставленных задач проектом предусматривается проведение комплекса работ; буровых, геофизических, опытно фильтрационных, режимных, опробования, лабораторных, топогеодезических и камеральных работ.

Пространственные границы наблюдаются в пределах следующих координат: 47⁰50-47⁰20; 53⁰00-53⁰50.

Для определения лучшего водоносного горизонта для водоснабжения необходимо пробурить большое количество скважин, в результате этого требуются большие территории.

Оценочными параметрами работ для выбора перспективных мест под строительство водозабора, а так же его рациональной схемы являются:

Минимальное расстояние заложения мест водозабора от объекта водоснабжения

Оценка рельефа, геоморфологии, ландшафта, речной сети, климата, антропогенных процессов.

З. Гидрогеологические параметры (мощность водоносного горизонта, удельный дебет и т.д.)

Геологические, гидрогеологические и инженерно-геологические задачи; последовательность и основные методы их решений

Изыскание источников водоснабжения на детальной стадии поисков в зависимости от назначения и степени изученности формируют следующие задачи и методы их решений.

Геологические задачи.

Изучение геологических структур и отложений, слагающих эти структуры, геологический возраст пород, структурные особенности, условия залегания, мощность, изучение стратиграфии, условные обозначения тектонически слагающих отложений.

Гидрогеологические задачи.

Оценка источников формирования эксплуатационных запасов подземных вод и их ресурсов. Выбор и обоснование схемы водозабора. Изучение элементов режима подземных вод, гидродинамических параметров и особенностей подземных вод. Определение качества подземных вод, расчет зон санитарной охраны. Изучение литологического состава пород водоносных горизонтов. Уточнение и детализация условий формирования и залегание выбранного водоносного горизонта, на перспективных участках с целью получения необходимых и достаточных материалов для их сравнительной оценки и обоснование выбора оптимального участка для размещения проектируемого водозабора подземных вод, в том числе:

Проходка разведочных и разведочно-эксплуатационных скважин, для установления участков водозабора.

Геофизические исследования в скважинах следует осуществлять в сочетании с другими видами работ: при проходке разведочных и разведочно-эксплуатационных скважин с целью уточнения данных бурения.

. Опытно-фильтрационные работы - следует выполнять с целью определения гидрогеологических параметров, оценки граничных условий водоносных горизонтов, возможные производительности водозаборных сооружений, изучение качества подземных вод, получение данных для оценки ресурсов подземных вод.

. Лабораторные исследования состава и качества подземных вод, как источника водоснабжения с целью определения физических свойств, химических и бактериологических показателей качества воды, сравнительной оценки качества различных водоносных горизонтов и установление возможности их использования в соответствии с целевым назначением в течение установившегося срока эксплуатации.

. Режимные наблюдения следует выполнять за уровнем, гидрохимическим, бактериологическим, газовым и температурным режимом подземных вод, а также возможными изменениями гидрогеологических параметров.

Инженерно-геологические задачи.

Инженерно-геологические изыскания в период строительства и эксплуатации подземных вод выполняются с целью установления степени достоверности данных гидрогеологического обоснования проекта водозабора на основе сравнения с опытом его эксплуатации, оценки эффективности мероприятий по санитарной охране водозабора, и при необходимости условий эксплуатации и проектных параметров водозабора подземных вод. Целью изучения инженерно-геологических условий района и участка намечаемого строительства водозабора является прогноз его взаимодействия с природной средой.

При этом основными задачами является:

Изучение распространения, строения, состава, сложения, состояния и свойств грунтов для оценки возможности и целесообразности их использования в качестве среды, оснований и материалов проектируемых сооружений. Выяснение особенностей грунтов как объектов разработки.

Оценка инженерно-геологических условий строительства и эксплуатации водозабора, а так же расчет и прогноз изменения рельефа поверхности и режима подземных вод.

Изучение совершенных инженерно-геологических процессов и явлений.

Ожидаемые результаты и сроки выполнения работ

По результатам запроектированных работ будет составлен отчет детальной разведки месторождения подземных вод содержащий геологическую информацию необходимую для оценки эксплуатационных запасов по промышленным категориям В+С₁+С₂ Будут составлены рекомендации и прогнозы по режиму эксплуатации подземных вод на период работы водозабора.

Сроки выполнения работ: Проектирование II квартал 2007 года. Полевые работы: август - ноябрь 2008 года. Предоставление отчета I квартал 2009 года.

1.2 Географо-экономическая характеристика работ

Местонахождение месторождения

Объект работ находится в южной части Прикаспийской впадины и входит в состав района Макат Атырауский области. От областного центра-г.Атырау участок работ удален на расстояние 180-210км (рис. 1.1.) (граф.приложение 1). Грунтовые дороги от п. Макат до месторождения пригодны для движения автотранспорта только в сухое время года, в связи с активным развитием солончаков, такыров и соровых понижений.

Основным населенным пунктом является поселок городского типа Макат.

Все работы по разведке подземных вод выполнялись в пределах участка горного отвода для разведки и добычи углеводородного сырья, ограниченного географическими координатами угловых точек:

°38'00" с.ш. 53°27'30" в.д.

°39' 00" с.ш. 53°26'50" в.д.

°39' 10" с.ш. 53°27'45" в.д.

°38' 55" с.ш. 53°28'25" в.д.

°38'35" с.ш. 53°29'10" в.д.

°38' 15" с.ш. 53°29'50" в.д.

°37' 30" с.ш. 53^о29'10" в.д.

Рельеф района и непосредственного участка работ

Территория участка разведки представляет собой молодую аккумулятивную равнину, созданную в хвалынское время и затем в той или иной мере переработанную эрозионными процессами.

На большей части территории, освободившейся из под уровня позднехвалынского бассейна, простирается плоская, слабо расчлененная равнина с многочисленными соровыми понижениями. Относительные превышения между днищами соров и разделяющих их гряд изредка достигают 5м.

Абсолютные отметки поверхности составляют преимущественно -20м, повышаясь на вершинах куполовидных участков до -14; -16м, и снижаясь в соровых понижениях до -23; -24м. Абсолютная отметка устья расположенной здесь скважины 1 составляет -20м. Поверхность представляет собой суглинисто-супесчаную пустыню с очень редкой растительностью. В сельском хозяйстве она может быть использована только для пастбищ. Производственные коммуникации представлены линиями электропередач, заглубленными в землю трубопроводами, грунтовыми дорогами.

Климат

Район характеризуется полупустынным климатом с резко выраженной континентальностью. Основные элементы климата определяются высокими летними и низкими зимними температурами, сильными ветрами, сухостью воздуха, большой испаряемостью, а также с частыми продолжительными засухами с пыльными бурями и смерчами. Количество осадков за год составляет не более 170-250мм (табл. 1.1).

С апреля по октябрь среднемесячные температуры имеют положительные значения. Самым жарким месяцем является июль со среднемесячной температурой 24-25°С (табл. 1.2).

Холода со среднемесячной температурой ниже нуля наблюдаются в течение пяти месяцев. Наиболее низкая среднемесячная температура до минус 12-13°С выпадает на январь и февраль. Среднегодовая амплитуда колебания температур достигает 26-40°С.

Большой дефицит влажности воздуха и сухой северо-восточный ветер обуславливает исключительно высокое испарение воды с поверхности. Суммарная величина испарения за год в 6-7 раз превышает количество годовых атмосферных осадков.

Среднегодовые величины упругости водяного пара колеблются в пределах 6-8 мб. Величина упругости водяного пара находится в прямой зависимости от температуры воздуха, достигая максимума а июле-августе (12-18 мб).

Изменения относительной влажности обратные - максимум (60-70%) наблюдаются в зимние месяцы (табл. 1.3).

В течение года осадки распределяются неравномерно. Основное их количество выпадает летом. В летний период максимальное суточное количество осадков достигает 30-67мм (метеостанция Атырау). Однако летние осадки в условиях высоких температур воздуха и большого дефицита влажности теряются, в основном, на испарение.

Характерной особенностью климата описываемого района является наличие постоянно дующих ветров, преобладающее направление которых в теплое время года юго-восточное и восточное, в зимнее время - северное и северо-восточное. По многолетним данным метеостанции г.Атырау среднегодовое количество дней со штилем не превышает 8%. Скорость ветра достигает 12м/с и выше.

Таблица 1.1. Среднемесячная и годовая температура воздуха (°С)

Таблица 1.2. Среднемесячное и годовое количество осадков (мм)

Таблица 1.3 Относительная влажность воздуха в% по месяцам и за год

Гидрографическая сеть

Территория работ представляет собой полупустынную равнину, слегка холмистую с абсолютной отметкой в пределах -20м. Поверхностные водотоки на участке работ отсутствуют. Гидрографическая сеть представлена р.Сагиз, которая не имеет круглогодичного стока и заполняется водой только в период таяния снега.

Роль дождевых вод в питании незначительна, так как осадков выпадает мало. Основное питания реки - снеговое. Летом р.Сагиз разбивается на отдельные плесы.

Так же встречаются русла временных водотоков, которые имеют кратковременный сток только в периоды весеннего снеготаяния и интенсивных осадков.

В питании подземных вод важное значение имеют осадки холодного периода года, величина которых в среднем многолетнем разрезе составляет 27-50% годовых. Особенно большую роль в увлажнении почвы, питании рек и пополнении запасов подземных вод играет снежный покров. Максимальная высота его достигает 20см, минимальная - 3см. Устойчивый снежный покров образуется в конце декабря, поля освобождаются от снега в начале марта.

Населенность района

Население поселка Макат составляет 13,9 тыс. человек. Поселок Макат расположен в 132 км к северо-востоку от Атырау.

Основная масса около 90% составляют казахи, около 7% русские и 3% другие национальности.

Экономическое развитие района

Вблизи посёлка производится добыча нефти (Северо-Эмбинская нефтегазоносная область), которое является единственным крупным производством на данной территории.

В поселке остро стоит проблема с водоснабжением, питьевая вода дается по 3 часа в сутки. Отопление и энергоснабжение так же плохо функционируют.

Так же на территории развито сельское хозяйство и скотоводство.

Транспортные условия района

Узел железнодорожных линий на Атырау, Кандагач, Бейнеу.

В январе 1920года было начато строительство железной дороги и нефтепровода Алгемба, которая должна была соединить станцию Александров Гай (Саратовская область) с Северо-Эмбинской нефтегазоносной областью. Работы по сооружению дороги и нефтепровода были прекращены в августе 1921года, в строй она не вошла.

Так же имеется автодорога, соединяющая поселок с г. Атырау.

Обеспеченность участка работ электроэнергией, топливом и строительными материалами

На участке работ отсутствуют, какие либо промышленные предприятия, которые способны обеспечить район нужными ресурсами.

Электроэнергия поставляется поселку из общереспубликанской сети электроэнергии. Топливо - природный газ - поставляется по трубопроводу. Нефтепродукты поставляются поездом. Строительные материалы поселку поступают из городов Атырау и Актобе.

Коэффициенты, влияющие на сметную стоимость проектируемых работ

Данным проектом предусматривается комплексная оценка комплекса приводимых работ, предоставленных услуг, а так же затрат связанных с приобретением расходных материалов и оборудования, на основе их сметной стоимости.

В основу определения сметной стоимости заложены единичные районные коэффициенты для соответствующих территориальных регионов.

Районный коэффициент к заработной плате - 1,15%.

Коэффициент за безводность -1,1%.

Полевое довольствие (от основной заработной платы) -%.

Транспортировка грузов и персонала партии - 15%.

Коэффициент к основным расходам, учитывающий начисление накидных расходов и плановые накопления - 1,29%.

Коэффициент к статье «Амортизация» продолжительность сезона работ менее 3-х месяцев - 1,87%.

Коэффициент за проведение работ в зимнее время - 15%.

Премии-4%.

Затрат-2,4%.

Резерв-6%.

Размер плановых накоплений 40 - 50%.

Размер основных расходов 5 - 10%.

Рекультивация 3%.

1.3 Обзор и оценка ранее проведенных работ

Ранее на площади Георгиевского месторождения подземных вод были выполнены следующие гидрогеологические и инженерно геологические работы.

Геологическая съемка масштаба 1:200000

Гидрогеологическая съемка масштаба 1:200000

Комплексная Геолого-гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемка масштаба 1:50000 нефтяного месторождения Макат с целью строительства трубопровода.

Поисковые работы с целью водоснабжения отдельных хозяйственных центров для орошения пастбищ.

Полученные по указанным исследованиям геологические, гидрогеологические, инженерно-геологические и геофизические материалы, позволили ориентировочно оценить возможность выявления значительного количества эксплуатационных запасов подземных вод.

Принимая во внимание степень гидрогеологической изученности, разведочные работы на месторождении Макат были начаты с предварительной разведки, минуя стадию поисков. При этом необходимо особо отметить, что большие средства затрачивались на бурения многих скважин по участку работ, оборудование их фильтрами, на геофизические исследования и на другие работы.

Также на данной стадии было выяснено, что перспективным для водоснабжения является первый от поверхности водоносный горизонт, так как после проведения пробных откачек на различных водоносных горизонтах, значительные дебеты показал именно первый от поверхности водоносный горизонт.

Нефтяное месторождение Макат подземных вод рассматривается, как единая водоносная система.

2. Геологическая часть

.1 История геологической и гидрогеологической изученности

Геологическая изученность

Участок работ находится в пределах листа L-39-VI. В геологическом отношении территория изучена достаточно полно. К материалам, которые положены в основу характеристики геологического строения территории, относятся материалы геолого-картировочных и буровых работ, связанных с изучением стратиграфии и тектонического строения солянокупольных структур и нефтегазоносности отложений, а также геологическая съемка масштаба 1: 200000

Территория листа L-39-VI полностью покрыта геологической съемкой масштаба 1:200000. Основным источником информации о геологическом строении территории района работ и смежной с ним территорий являются геологическая карта масштаба 1:200000 листа L-39-VI и пояснительная записка к ней (Звягельский А.А., 1967 г.)

Глубинное геологическое строение района работ изучалось при проведении сейсморазведочных исследований и бурении скважин при поисках и разведки нефтяных месторождений.

Гидрогеологическая изученность

Территория района работ в 1975г. покрыта гидрогеологической съемкой масштаба 1: 200000 (Фахруллин В.И., 1975 г.), материалы которой использованы при составлении гидрогеологической карты участка работ (м-б 1:50000). Крупномасштабные гидрогеологические съемки в пределах района работ не производились.

Специализированные гидрогеологические исследования в районе работ выполнялись Гурьевской гидрогеологической экспедицией (ныне ОАО «Атырау гидрогеология»)

Гидрогеологическая изученность участка проектируемых работ хорошая. Повсеместно проведена гидрогеологическая съемка масштаба 1:200000 и выполнен целый ряд специальных гидрогеологических исследований.

Наиболее важные характеристики гидрогеологических условий были получены при проведении детальных поисков подземных вод для технического водоснабжения объектов на 12 нефтяных месторождениях Гурьевской области (Оспанов Б.Н., Юхман Л.И., 1992 г.).

При проведении этих работ вблизи от нефтепромысла Макат Восточный были пробурены гидрогеологические скважины 2089 и 2090 и проведены пробные откачки с целью получения достоверного материала о параметрах альб-сеноманского водоносного комплекса.

Все поисково-гидрогеологические работы сопровождались геофизическими исследованиями скважин (ГИС), включавшими стандартный комплекс электрокаротажа: 2 зонда КС и ПС и радиометрический каротаж (ГК).

В результате проведенных на участках проектируемых работ съемочных и поисковых гидрогеологических исследований получены сведения, позволяющие с достаточной полнотой охарактеризовать гидрогеологические условия района и участка работ. Данные интерпретации ГИС при сопоставлении с гидрогеологическими скважинами позволяют выделить водоносные пласты, перспективные для использования с целью добычи воды, удовлетворяющей требования заказчика.

Степень изученности гидрогеологических условий с учетом интерпретации материалов ГИС обеспечивает возможность постановки разведочных работ на участке, предлагаемом заказчиком, без проведения дополнительных поисковых исследований.

Геофизическая изученность.

Во всех гидрогеологических и нефтеразведочных скважинах проводились их геофизические исследования. Данные каротажа использованы при расчленении разрезов и составлении корреляционных геофизических разрезов. Основное значение для расчленения разрезов имеют данные радиометрического каротажа.

2.2 Стратиграфия

В геологическом строении территории принимают участие отложения от перми до современных включительно. Приводим краткую характеристику геологического разреза.

Пермская система (Р).

Пермские отложения представлены отложениями кунгурского яруса нижней перми и верхнепермскими. На геологической карте они не показаны, так как непосредственно под четвертичными отложениями не прослеживаются и известны только на разрезе.

Отложения кунгурского яруса (P₁к) вскрыты скважинами в сводах куполов Макат, Сагиз, Ю. Кошкар, а также опорной скважиной №3. Представлены мощной толщей каменной соли (в основном галитом), в верхней части кепрок мощностью от 15 до 60м представленный гипсами и ангидритами.

Верхнепермские отложения (Р₂) представлены глинами, песками с прослоями песчаников, мергелей. Мощность перми 60-1000м

Триасовая система (Т).

Отложения триасовой системы вскрыты скважинами на куполах и в Доссор-Макатской межкупольной зоне. Они представлены светло-серыми пестроцветными глинами, песками, песчаниками, мергелями с прослоями галечников, конгломератов. Мощность триаса колеблется от нескольких до 25-230м на куполах, достигая 700-2000 м в межкупольных понижениях.

Юрская система (J).

Отложения юрской системы слагают наиболее приподнятые участки крыльев куполов и представлены тремя отделами, которые выделены на геологической карте со снятием четвертичного покрова. Иногда выходят на дневную поверхность в сводах солянокупольных структур (Сагиз, Северный Кошкар, Макат и др.).

Отложения несогласно залегают на осадках триаса. Литологически представлены чередованием мощных горизонтов песков с прослоями песчаников, галечников и конгломератов, глин с прослоями углей, мергелей, глинистых сланцев и известняков.

Мощность юры от 204-655м.

Меловая система.

Представлена породами нижнего и верхнего отделов и распространена почти повсеместно.

Нижний отдел (K₁).

Неокомский надъярус (K₁nc). Представлен, в основном, глинами с прослоями песков, алевролитов и песчаников. Общая мощность неокома колеблется от 67 до 353м.

Аптский ярус (K₁a).

Породы аптского яруса несогласно залегают на осадках неокома с размывом и развиты повсеместно. Нижний подъярус представлен буровато-зелеными или коричневыми тонкозернистыми глинистыми песками незначительной мощности, а верхняя часть яруса сложена пачкой темно-серых и черных глин с прослоями алевритов. Мощность аптских отложений составляет 40-60м.

Альбский ярус (K₁al).

Отложения альбского яруса присутствуют на всех куполах района. Они обычно залегают согласно на отложениях апта, но на Сагизе имеется небольшой размыв, который фиксируется появлением в основании нижнего альба пачки песчанистых пород с галькой. В пределах присводовых частей куполов альб выходит на дневную поверхность или погружается на небольшую глубину под четвертичные или верхнемеловые отложения.

В разрезе преобладают горизонты мелкозернистых кварцево-глауконитовых песков, чередующихся с опесчаненными глинами. Общая мощность пород яруса на участке Макат Восточный около 300 м.

Верхний отдел (К₂).

Сеноманский ярус (K₂s). Отложения сеноманского яруса хорошо изучены на куполах Макат, Южный Кошкар, Сагиз и др. Они очень сходны с породами верхнего альба и на более ранних геологических картах обычно не выделялись из отложений альб-сеномана.

В районе исследований из верхнемеловых отложений присутствуют все ярусы от сеномана до Маастрихта включительно. Отсутствуют верхнемеловые отложения лишь на участках выходов альба на поверхность. Верхняя часть карбонатной толщи (Маастрихт) почти полностью размыта, а низы - кампан-сантон-турон сохранились в межкупольных понижениях.

Туронский яpyc(K₂t) представлен глинистыми мергелями и мергелистыми темно-серыми глинами.

Сантпонский яpyc(K₂st) - глины с прослоями мела и мергели с включением фосфоритов. Мощность отложений варирует от 21 до 100м.

Кампанский ярус (К₂кm) - глины с прослоями мергеля и мела. Мощность от 60 до 170м.

Маастрихтский ярус(К₂m) - мел с прослоями мергелей и глин. Мощность от 60 до 176м.

Суммарная мощность верхнемеловых отложений достигает 150м.

Палеогеновая система (Р)

На основании изучения комплексов фораминифер, отложения палеогена подразделяются на породы палеоцена - нижнего эоцена и среднего эоцена.

Палеоцен и нижний эоцен объединенные (P₁+P₂). Нижняя часть палеоцена-нижнего эоцена (20-40 м) представлена зелеными глинами, плотными, слабо песчанистыми. Верхняя часть разреза отложений палеоцена-нижнего эоцена (30-50 м) образована бурыми глинами, содержащими прослой серых песчанистых мергелей.

Средний эоцен (Р₂).

Отложения среднего эоцена залегают согласно на породах нижнего эоцена и представлены серовато-зелеными песчанистыми глинами.

Четвертичная система

На территории района работ развиты современные и верхнечетвертичные отложения делювиальных склонов и соровые отложения озерных и соровых понижений. Это суглинки и щебнистые суглинки, а также глины, глинистые пески. Мощность четвертичных отложений 5-20м. На карте к проекту четвертичные отложения не показаны.

2.3 Тектоника

В районе работ выделяется ряд соляных куполов с очень сложным геологическим строением (названия куполов приняты по данным геологической карты). Ниже приводятся описания тех куполов, которые, являясь гидродинамическими границами месторождения подземных вод, будут оказывать непосредственное влияние на режим работы водозабора.

На северо-востоке района работ выделяется купол Жолдыбай, отличающийся сложной морфологией соляного массива и тектоникой надсолевого комплекса пород. Он представляет собой узкий грабен, ориентированный в северо - западном направлении и сложенный сенон-туронскими породами. Крылья купола разделены продольными и поперечными сбросами на отдельные тектонические поля и блоки.

Юго-западнее от участка Макат-Восточный расположен купол Сагиз, ориентированный в северо-западном направлении. Надсолевые отложения представлены породами сенон-туронского возраста.

С северо-запада участок разведки ограничивает обширный купол Макат- Бляули сложного строения. В южном крыле, в наиболее приподнятой его части, прослеживаются породы средней юры, которые по падению сменяются отложениями верхней юры и нижнего мела.

Ограничивающий участок с юго-востока, купол Северный Кошкар, ориентирован в северо-восточном направлении. Грабен, выполненный отложениями альб-сеномана и сенон-турона, разделяет купол на северное и южное крылья. Их наиболее приподнятые части сложены породами средней юры.

2.4 Геоморфология

Территория участка разведки представляет собой молодую аккумулятивную равнину, созданную в хвалынское время и затем в той или иной мере переработанную эрозионными процессами.

На большей части территории, освободившейся из под уровня позднехвалынского бассейна, простирается плоская, слабо расчлененная равнина с многочисленными соровыми понижениями. Относительные превышения между днищами соров и разделяющих их гряд изредка достигают 5 м.

Абсолютные отметки поверхности составляют преимущественно 0 м, повышаясь на вершинах куполовидных участков до 3 м, и снижаясь в соровых понижениях до -23-24 м. Поверхность представляет собой суглинисто-супесчаную пустыню с очень редкой растительностью. В сельском хозяйстве она может быть использована только для пастбищ. Производственные коммуникации представлены линиями электропередач, заглубленными в землю трубопроводами, грунтовыми дорогами

2.5 Гидрогеологические условия района

Территория района работ расположена в Прикаспийской впадине, которая в гидрогеологическом отношении представляет собой сложный артезианский бассейн. Его гидрогеологические условия определяются геолого-структурными особенностями и природно-климатическими условиями. Особенности геологического разреза, пестрота фациального состава пород, солянокупольная тектоника, аридность климата, равниность рельефа, слабая увлажненность территории и высокая испаряемость, слабое развитие гидрографической сети обуславливают специфические условия формирования подземных вод и их качественного состава.

Гидрогеологическая изученность территории неодинаковая. Наиболее изучен альб-сеноманский водоносный комплекс, имеются сведения о неокомском водоносном комплексе. Весьма слабо изучены трещиноватые воды верхнемеловой карбонатной толщи. Практически не изучены подземные воды юры, триаса, перми. Однако прилагаемые к отчету гидрогеологические карты с разрезами, дают общее представление о геолого-структурных особенностях территории и гидрогеологических условиях. Имеющиеся данные о водоносных горизонтах приводятся ниже.

Водопроницаемый локально - водоносный маастрихтский терригенно-карбонатный горизонт (К₂m)

Приурочен он к центральным частям межкупольных пространств и грабенам. Представлен Маастрихт белым писчим мелом и мелоподобными мергелями. Мощность отложений изменяется от 6 до 70 м. Водосодержащими породами являются трещиноватые мела и мелоподобные мергели. Мощность трещиноватой зоны обычно не превышает 20-30 м. С глубиной трещиноватость постепенно затухает, в связи с чем мел и мергели становятся водоупорными породами.

Дебиты колодцев и скважин колеблются в пределах 0.01-0,28 дм³/с при понижениях 2,2-16,0 м. Воды безнапорные, пополнение запасов происходит за счет инфильтрации осадков и поводковых вод, глубина уровней воды 4-20 м. Минерализация подземных вод пестрая от 4,0 м до 79,0 г/дм^З. Воды невысокой минерализации нередко используются местным населением для хозяйственных нужд.

Водопроницаемый локально - водоносный сантонский терригенно - карбонатный горизонт (К₂ st)

Отложения сантона прослеживаются в виде узких полос, обрамляющих крыльевые части солянокупольных структур. Получили распространения в центральной части изучаемой территории, в том числе и в районе нефтяного месторождения Макат. На территории работ воды не изучены. Мощность сантона, представленного писчим мелом, мелоподобным мергелем, а иногда и глинами колеблется от 3 до 11-15 м. Водосодержащими являются трещиноватые мела или мергели. Имеются одиночные данные об опробовании. Уровни воды вскрываются на глубине 5-7,6м на выходах отложений на дневную поверхность. Дебиты колодцев незначительные: от 0,01 до 0,06 дм/с при понижениях 0,1-1,1м. Минерализация воды составляет 1,5-75,5 г/дм. Практического значения подземные воды для народного хозяйства не имеют.

Водоносный алъб-сеноманский терригенный комплекс (K₁al- K₂s)

Является основным перспективным комплексом, содержащим воды различной минерализации, пригодные для использования в народном хозяйстве. Распространен практически повсеместно. Литологически комплекс сложен преимущественно глинистыми отложениями с многочисленными прослоями мелкозернистых водосодержащих песков. Подземные воды приурочены к прослоям и пачкам песков, преобладающих в верхней части разреза. Нижняя часть разреза представлена глинами альба с подчиненными прослоями водосодержащих песков. Нижним водоупорным ложем водоносного комплекса являются глины апта. Водоупорной кровлей в межкупольных понижениях являются глинистые и мергелистые породы турона, а на выходах альба на поверхность - одновозрастные глины, что определяет напорность горизонтов, которая колеблется от 11,4м до 260 м. Максимальные значения напоров приурочены к мульдам, а в присводовых частях куполов формируются слабонапорные или безнапорные воды.

Участки выходов альб-сеноманских отложений на поверхность являются местными областями питания водоносного комплекса, особенно его верхних горизонтов. Глубина залегания кровли комплекса колеблется в широких пределах. На крыльях и присводовых частях куполов он вскрывается на глубине 80 м, а в межкупольных понижениях на глубинах 120-160 м.

На участке нефтепромысла Макат Восточный, намеченном для сооружения водозабора, кровля водоносного комплекса альб-сеноманских отложений залегает на глубине 77-80 м. Общая вскрытая мощность достигает 250 м (скв.2-Н). Песчаные водоносные пласты начинаются с глубины около 100 м и прослеживаются до подошвы вскрытой части комплекса. По данным гамма - каротажа глинистость их постепенно повышается. Суммарная мощность песчаных слоев (эффективная) составляет около 50-60% от общей.

К юго-западу и северо-востоку от участка породы комплекса погружаются на большую глубину (до 150м) а на северо-западе и северо-востоке в присводовых зонах соляно-купольных поднятий они выходят на поверхность земли и разорваны большим количеством разломов различной амплитуды.

Глубина пьезометрических уровней подземных вод 1-6 м, в депрессиях рельефа возможен самоизлив. На самом участке разведки подземных вод глубина пьезометрического уровня 3,10 - 3,40 м, при абсолютных отметках от - 23,47 до - 24,13м (Сkb.1-Ц, 1-Н, 2-Н). Минерализация подземных вод в пределах участка и на сопредельной территории очень высокая 90-125 г/дм³. Непосредственно на участке в средних (по глубине) пластах комплекса она составляет около 100 г/дм Воды хлоридные натриевые. Дебиты скважины при пробных откачках из наблюдательных скважин 1-Н и 2-Н составили 3,12 и 3,64 дм /с при понижениях 6,92-5,15 м соответственно. Дебит центральной скважины куста 1-Ц при кустового откачке установился на значении 9,3 дм³/с при понижении к концу откачки 6,91м.

Коэффициенты фильтрации, определенные по данным пробных откачек на смежной с участком территории колеблются в пределах 1,4 - 7,7м /сутки, и обычно составляют 2,4 -3,8 м/сутки.

Коэффициент фильтрации, определенный по данным кустовой откачки из скважины 1-Ц составляет, применительно к эффективной мощности водоносных пород, 2,59 м/сут. Коэффициент водопроводимости, определенный по графикам прослеживания колеблется по результатам кустовой откачки из СКВ 1Ц от 267 до 525м²/сут. По результатам восстановления уровня после откачки коэффициент водопроводимости составляет от 258 до 278 м /сут. Коэффициент пьезопроводности по результатам откачки от 2,02 - 10⁶ до 4,46-10³ м²/сут, восстановления уровня - от 6,2-10⁴ до 5,01-10³м²/сут.

Слабопроницаемый слабоводоносный аптский терригенный горизонт (К₁а)

Отложения апта прослеживаются почти во всех соляно-купольных структурах и представлены темно-серыми глинами с редкими прослоями мелкозернистых песков, мергелей, песчаников. Глубина залегания апта 350м

Мощность водосодержащих мелкозернистых песков не превышает 7 - 8 м. Водообильность отложений невысокая в связи с глинистостью водовмещающей толщи. Воды на участке не изучены. В связи с локальным развитием не находят практического применения.

Водоносный неокомский терригенный комплекс (K₁nс)

Имеет распространение на структурах и в межкупольных понижениях. Водовмещающими являются зеленовато-серые мелко-среднезернистые пеки, переслаивающиеся с темно-серыми глинами. Мощность песков колеблется в пределах от 2 - 16 до 40 - 67 м. Воды напорные, пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах 4,8 - 14 м. Водообильность неокомских отложений невысокая. Дебиты скважин 0,2 - 3,5 дм /с. Подземные воды относятся к крепким рассолам с минерализацией от 120 до 223 г/дм хлоридно-натриевого состава.

Водоносный терригенный комплекс юрских отложений (J)

Юрские отложения, за исключением сводов куполов, залегают на больших глубинах и изучены в гидрогеологическом отношении весьма слабо.

Отложения нижней, средней и верхней юры объединяются в один комплекс Водовмещающими являются мелко и тонкозернистые пески с прослоями песчаников и мергелей. Мощность песчаных прослоев достигает 10 м. Глубина вскрытия подземных вод колеблется от 878 до 1078 м. Воды высоконапорные. Дебиты скважин составляют 0,1-3,1 дм³/с при понижениях 11-80. Минерализация воды изменяется от 139 до 262 г/дм³ при хлоридно-натриевом составе.

Водонепроницаемый неводоносный кампанский терригенно - карбонатный горизонт (К₂ km)

Распространен на севере и юго-востоке района работ в межкупольных пространствах, сложен мелоподобными и глинистыми мергелями и мергелистыми глинами мощностью 40-50 м, реже до 150 м. Представляет собой водоупорную толщу, перекрывающую нижележащие водопроницаемые отложения и препятствующую инфильтрации в них атмосферных осадков. Кроме того он является нижним водоупором для водоносного горизонта озерных четвертичных отложений.

Водонепроницаемый неводоносный туронский терригенно-карбонатный горизонт (К₂t)

Породы комплекса окаймляют крылья соляно-купольных структур, широко развиты в межкупольных пространствах.

Комплекс сложен песчаниками, песчанистыми глинами и глинистыми мергелями, мелоподобными мергелями и писчим мелом сантона. Общая мощность комплекса до 25м, реже до 40м.

Гидрогеологическими методами комплекс в районе работ не изучен. На участках выхода на поверхность он перекрывает песчаные породы сеномана и затрудняет инфильтрацию атмосферных осадков в них.

2.6 Заключение

Участок работ по административному делению входит в состав Атырауской области. Наиболее крупными населенными пунктами являются райцентр Доссор, селение Макат, Орысказган, Сагиз.

Речная сеть развита плохо. Имеется река Сагиз. Так же имеются реки непостоянного характера, которые формируются в межаный период.

Климат района резко континентальный. Типичными чертами его является жаркое лето, холодная продолжительная зима и малое количество выпадающих осадков.

Транспортными условиями район обеспечен хорошо. Имеются авто дороги, соединяющие райцентр с городами Атырау и Актобе. Так же имеется железная дорога Атырау - Актобе, со станцией находящейся в участке района работ «Макат».

В геологическом отношении район работ представлен множеством систем: Пермской системой, Триасовая система, Юрская система, Меловая система, Палеогеоновая система, Четвертичная система.

В гидрогеологическом смысле перспективным водоносным горизонтом для водоснабжения является первый от поверхности напорный водоносный горизонт, который слагает поймы реки Сагиз. Представлен водоносный горизонт мелко-средне зернистым песком и переслаиванием глин. Мощность водоносного горизонта по данным скважин составляет около 87м. Тип воды по химическому составу хлоридно-натриевые. Разгрузка водоносного горизонта происходит путем оттока в другие водоносные горизонты, а питание за счет инфильтрации атмосферных осадков. Максимальная отметка уровня воды в горизонте достигается в мае, июне и июле, а во второй половине сентября происходит снижение уровня воды. В следствии всех выше перечисленных факторов можно считать, что данный водоносный горизонт может быть пригоден для водоснабжения участка работ.

3. Специальная часть

3.1 Анализ ранее проведенных работ

Устанавливаем, что ранее на территории работ были проведены Комплексная Геолого-гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемка масштаба 1:50000 нефтяного месторождения Макат с целью строительства трубопровода[глава 1.3], а так же геологическая и гидрогеологическая съемки масштаба 1:200 000 [глава 2.1] в процессе которых, был выполнен полный комплекс буровых и геофизических работ на данном участке работ. Из всех скважин на участок работ попадают скважины, которые были пройдены вращательным способом бурения с промывкой глинистым раствором глубиной от 70 до 400 метров, скважины были оборудованы фильтром, диаметр фильтра 114миллиметров длина фильтра в среднем 16 метров.

Все поисково-гидрогеологические работы сопровождались геофизическими исследованиями скважин (ГИС), включавшими стандартный комплекс электрокаротажа: 2 зонда КС и ПС и радиометрический каротаж (ГК).

В результате проведенных на участках проектируемых работ съемочных и поисковых гидрогеологических исследований получены сведения, позволяющие с достаточной полнотой охарактеризовать гидрогеологические условия района и участка работ. Данные интерпретации ГИС при сопоставлении с гидрогеологическими скважинами позволяют выделить водоносные пласты, перспективные для использования с целью добычи воды, удовлетворяющей требования заказчика.

Степень изученности гидрогеологических условий с учетом интерпретации материалов ГИС обеспечивает возможность постановки разведочных работ на участке, предлагаемом заказчиком, без проведения дополнительных поисковых исследований.

3.2. Геологическая строение участка

Участок проведения детальной разведки сложен породами юры и мела.

Юрская система (J).

Отложения юрской системы слагают наиболее приподнятые участки крыльев куполов и представлены тремя отделами, которые выделены на геологической карте со снятием четвертичного покрова. Иногда выходят на дневную поверхность в сводах солянокупольных структур (Сагиз, Северный Кошкар, Макат и др.).

Отложения несогласно залегают на осадках триаса. Литологически представлены чередованием мощных горизонтов песков с прослоями песчаников, галечников и конгломератов, глин с прослоями углей, мергелей, глинистых сланцев и известняков.

Мощность юры от 204-655м.

Меловая система.

Представлена породами нижнего и верхнего отделов и распространена почти повсеместно.

Нижний отдел (K₁).

Неокомский надъярус (K1nc). Представлен, в основном, глинами с прослоями песков, алевролитов и песчаников. Общая мощность неокома колеблется от 67 до 353м.

Аптский ярус (K₁a).

Породы аптского яруса несогласно залегают на осадках неокома с размывом и развиты повсеместно. Нижний подъярус представлен буровато-зелеными или коричневыми тонкозернистыми глинистыми песками незначительной мощности, а верхняя часть яруса сложена пачкой темно-серых и черных глин с прослоями алевритов. Мощность аптских отложений составляет 40-60м.

Альбский ярус (K₁al-K₂s).

Отложения альбского яруса присутствуют на всех куполах района. Они обычно залегают согласно на отложениях апта, но на Сагизе имеется небольшой размыв, который фиксируется появлением в основании нижнего альба пачки песчанистых пород с галькой. В пределах присводовых частей куполов альб выходит на дневную поверхность или погружается на небольшую глубину под четвертичные или верхнемеловые отложения.

В разрезе преобладают горизонты мелкозернистых кварцево-глауконитовых песков, чередующихся с опесчаненными глинами. Общая мощность пород яруса на участке Макат Восточный около 300 м.

Верхний отдел (К₂).

Сеноманский ярус (K₂s). Отложения сеноманского яруса хорошо изучены на куполах Макат, Южный Кошкар, Сагиз и др. Они очень сходны с породами верхнего альба и на более ранних геологических картах обычно не выделялись из отложений альб-сеномана.

В районе исследований из верхнемеловых отложений присутствуют все ярусы от сеномана до Маастрихта включительно. Отсутствуют верхнемеловые отложения лишь на участках выходов альба на поверхность. Верхняя часть карбонатной толщи (Маастрихт) почти полностью размыта, а низы - кампан-сантон-турон сохранились в межкупольных понижениях.

Туронский яpyc(K₂t) представлен глинистыми мергелями и мергелистыми темно-серыми глинами.

Сантпонский яpyc(K₂st) - глины с прослоями мела и мергели с включением фосфоритов.

Кампанский ярус К₂кm) - глины с прослоями мергеля и мела.

Маастрихтский ярус(К₂m) - мел с прослоями мергелей и глин.

Суммарная мощность верхнемеловых отложений достигает 100м.

3.3 Гидрогеологические условия участка

Гидрогеологические условия участка обусловлены геологическим строением и его геолого-структурными особенностями, которые позволяют выделить на изучаемой территории следующие водоносные горизонты и комплексы:

)         Водопроницаемый локально - водоносный маастрихтский терригенно-карбонатный горизонт (К₂ m)

)         Водопроницаемый локально - водоносный сантонский терригенно - карбонатный горизонт (К₂ st)

)         Водоносный алъб-сеноманский терригенный комплекс (K₁al-K₂s)

)         Слабопроницаемый слабоводоносный аптский терригенный

горизонт (Ка)

)         Водоносный неокомский терригенный комплекс (K₁nс)

)         Водоносный терригенный комплекс юрских отложений (J)

Водоупоры:

)         Водонепроницаемый неводоносный кампанский терригенно - карбонатный горизонт (К₂ km)

)         Водонепроницаемый неводоносный туронский терригенно - карбонатный горизонт (К₂t)

Водопроницаемый локально - водоносный маастрихтский терригенно-карбонатный горизонт (К₂ m)

Приурочен он к центральным частям межкупольных пространств и грабенам. Представлен Маастрихт белым писчим мелом и мелоподобными мергелями. Мощность отложений изменяется от 6 до 70 м. Водосодержащими породами являются трещиноватые мела и мелоподобные мергели. Мощность трещиноватой зоны обычно не превышает 20-30 м. С глубиной трещиноватость постепенно затухает, в связи с чем мел и мергели становятся водоупорными породами.

Дебиты колодцев и скважин колеблются в пределах 0.01-0,28 дм³/с при понижениях 2,2-16,0 м. Воды безнапорные, пополнение запасов происходит за счет инфильтрации осадков и поводковых вод, глубина уровней воды 4-20 м. Минерализация подземных вод пестрая от 4,0 м до 79,0 г/дм^З. Воды невысокой минерализации нередко используются местным населением для хозяйственных нужд.

Водопроницаемый локально - водоносный сантонский терригенно - карбонатный горизонт (К₂ st)

Отложения сантона прослеживаются в виде узких полос, обрамляющих крыльевые части солянокупольных структур. Получили распространения в центральной части изучаемой территории, в том числе и в районе нефтяного месторождения Макат. На территории работ воды не изучены. Мощность сантона, представленного писчим мелом, мелоподобным мергелем, а иногда и глинами колеблется от 3 до 11-15 м. Водосодержащими являются трещиноватые мела или мергели. Имеются одиночные данные об опробовании. Уровни воды вскрываются на глубине 5-7,6м на выходах отложений на дневную поверхность. Дебиты колодцев незначительные: от 0,01 до 0,06 дм/с при понижениях 0,1-1,1м. Минерализация воды составляет 1,5-75,5 г/дм. Практического значения подземные воды для народного хозяйства не имеют.

Водоносный алъб-сеноманский терригенный комплекс (K₁al-K₂s)

Является основным перспективным комплексом, содержащим воды различной минерализации, пригодные для использования в народном хозяйстве. Распространен практически повсеместно. Литологически комплекс сложен преимущественно глинистыми отложениями с многочисленными прослоями мелкозернистых водосодержащих песков. Подземные воды приурочены к прослоям и пачкам песков, преобладающих в верхней части разреза. Нижняя часть разреза представлена глинами альба с подчиненными прослоями водосодержащих песков. Нижним водоупорным ложем водоносного комплекса являются глины апта. Водоупорной кровлей в межкупольных понижениях являются глинистые и мергелистые породы турона, а на выходах альба на поверхность - одновозрастные глины, что определяет напорность горизонтов, которая колеблется от 11,4м до 260 м. Максимальные значения напоров приурочены к мульдам, а в присводовых частях куполов формируются слабонапорные или безнапорные воды.

Участки выходов альб-сеноманских отложений на поверхность являются местными областями питания водоносного комплекса, особенно его верхних горизонтов. Глубина залегания кровли комплекса колеблется в широких пределах. На крыльях и присводовых частях куполов он вскрывается на глубине 80 м, а в межкупольных понижениях на глубинах 120-160 м.

На участке нефтепромысла Макат Восточный, намеченном для сооружения водозабора, кровля водоносного комплекса альб-сеноманских отложений залегает на глубине 77-80 м. Общая вскрытая мощность достигает 250 м (скв.2-Н). Песчаные водоносные пласты начинаются с глубины около 100 м и прослеживаются до подошвы вскрытой части комплекса. По данным гамма - каротажа глинистость их постепенно повышается. Суммарная мощность песчаных слоев (эффективная) составляет около 50-60% от общей.

К юго-западу и северо-востоку от участка породы комплекса погружаются на большую глубину (до 150м) а на северо-западе и северо-востоке в присводовых зонах соляно-купольных поднятий они выходят на поверхность земли и разорваны большим количеством разломов различной амплитуды.

Глубина пьезометрических уровней подземных вод 1-6 м, в депрессиях рельефа возможен самоизлив. На самом участке разведки подземных вод глубина пьезометрического уровня 3,10 - 3,40 м, при абсолютных отметках от - 23,47 до - 24,13м (Сkb.1-Ц, 1-Н, 2-Н). Минерализация подземных вод в пределах участка и на сопредельной территории очень высокая 90-125 г/дм³. Непосредственно на участке в средних (по глубине) пластах комплекса она составляет около 100 г/дм Воды хлоридные натриевые. Дебиты скважины при пробных откачках из наблюдательных скважин 1-Н и 2-Н составили 3,12 и 3,64 дм /с при понижениях 6,92-5,15 м соответственно. Дебит центральной скважины куста 1-Ц при кустового откачке установился на значении 9,3 дм³/с при понижении к концу откачки 6,91м.

Коэффициенты фильтрации, определенные по данным пробных откачек на смежной с участком территории колеблются в пределах 1,4 - 7,7м /сутки, и обычно составляют 2,4 -3,8 м/сутки.

Коэффициент фильтрации, определенный по данным кустовой откачки из скважины 1-Ц составляет, применительно к эффективной мощности водоносных пород, 2,59 м/сут. Коэффициент водопроводимости, определенный по графикам прослеживания колеблется по результатам кустовой откачки из СКВ 1-Ц от 267 до 525м²/сут. По результатам восстановления уровня после откачки коэффициент водопроводимости составляет от 258 до 278 м /сут. Коэффициент пьезопроводности по результатам откачки от 2,02 - 10⁶ до 4,46-10³ м²/сут, восстановления уровня - от 6,2-10⁴ до 5,01-10³м²/сут.

Слабопроницаемый слабоводоносный аптский терригенный горизонт (Ка)

Отложения апта прослеживаются почти во всех соляно-купольных структурах и представлены темно-серыми глинами с редкими прослоями мелкозернистых песков, мергелей, песчаников. Глубина залегания апта 350м

Мощность водосодержащих мелкозернистых песков не превышает 7 - 8 м. Водообильность отложений невысокая в связи с глинистостью водовмещающей толщи. Воды на участке не изучены. В связи с локальным развитием не находят практического применения.

Водоносный неокомский терригенный комплекс (K1nс)

Имеет распространение на структурах и в межкупольных понижениях. Водовмещающими являются зеленовато-серые мелко-среднезернистые пеки, переслаивающиеся с темно-серыми глинами. Мощность песков колеблется в пределах от 2 - 16 до 40 - 67 м. Воды напорные, пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах 4,8 - 14 м. Водообильность неокомских отложений невысокая. Дебиты скважин 0,2 - 3,5 дм /с. Подземные воды относятся к крепким рассолам с минерализацией от 120 до 223 г/дм хлоридно-натриевого состава.

Водоносный терригенный комплекс юрских отложений (J)

Юрские отложения, за исключением сводов куполов, залегают на больших глубинах и изучены в гидрогеологическом отношении весьма слабо.

Отложения нижней, средней и верхней юры объединяются в один комплекс Водовмещающими являются мелко и тонкозернистые пески с прослоями песчаников и мергелей. Мощность песчаных прослоев достигает 10 м. Глубина вскрытия подземных вод колеблется от 878 до 1078 м. Воды высоконапорные. Дебиты скважин составляют 0,1-3,1 дм³/с при понижениях 11-80. Минерализация воды изменяется от 139 до 262 г/дм³ при хлоридно-натриевом составе.

Водонепроницаемый неводоносный кампанский терригенно - карбонатный горизонт (К₂ km)

Распространен на севере и юго-востоке района работ в межкупольных пространствах, сложен мелоподобными и глинистыми мергелями и мергелистыми глинами мощностью 40-50 м, реже до 150 м. Представляет собой водоупорную толщу, перекрывающую нижележащие водопроницаемые отложения и препятствующую инфильтрации в них атмосферных осадков. Кроме того он является нижним водоупором для водоносного горизонта озерных четвертичных отложений.

Водонепроницаемый неводоносный туронский терригенно - карбонатный горизонт (К₂t)

Породы комплекса окаймляют крылья соляно-купольных структур, широко развиты в межкупольных пространствах.

Комплекс сложен песчаниками, песчанистыми глинами и глинистыми мергелями, мелоподобными мергелями и писчим мелом сантона. Общая мощность комплекса до 25м, реже до 40м.

Гидрогеологическими методами комплекс в районе работ не изучен. На участках выхода на поверхность он перекрывает песчаные породы сеномана и затрудняет инфильтрацию атмосферных осадков в них.

3.4 Расчет основных гидрогеологических параметров

Для оценки запасов подземных вод необходимо предварительно произвести расчет параметров: К_ф, а_у, q, R_пр, м.

В основу расчетов положена формула Дюпии:

 (1 стр. 120)

Где Q - дебит (м³/сут),

R - радиус влияния (м),

r - радиус фильтра (м),

m - мощность водоносного горизонта (м),

S - понижение (м),

о - поправка Веригина.

Для определения коэффициента фильтрации используем данные раздела 3.1 анализ ранее проведенных работ.

Длинна фильтра l_ф = 25 метров, диаметр фильтра d_ф = 0,168м.

m_ср = 86,79метров.

Тогда m/r =1033,2.

l/m = 0,3.

С помощью таблицы 21 [5. стр. 120]

Таблица № 3.1 Результат гидрогеологических поисках на участке работ

Расчет коэффициента фильтрации сведен в таблице № 3

Таблица № 3.2 Расчет коэффициента по результатам откачки

Средний коэффициент фильтрации К_ф = 2,20(м/сут)

Расчеты показали, что наиболее водопроницаемый участок напорного водоносного горизонта является участок в близи скважин: 34, 36, 53, 38. Наименее водонепроницаемый участок вокруг скважин: 45, 9.

Для напорных вод справедливы следующие формулы:

м^* =  (11 стр. 183)

Где: м*- коэффициент упругой водоотдачи (м);

m - средняя мощность водоносного горизонта (м)

- удельный вес воды (1*10³ н/м³)

-коэффициент упругоемкости пласта

м^* =10^-5=0.87

Формула для расчета коэффициента упругоемкости пласта:

 (11 стр. 53)

Где: n- пористость пласта =0,120 (по данным предварительной. разведки);

- коэффициент объемной упругости жидкости =4,5*10^-5 (11 стр. 46)

- коэффициент объемной упругости пласта =0,3*10^-5 (11 стр. 45)

=0.57610^-5

Результаты вычисления м* будут использоваться для расчета коэффициента пьезопроводности:

а=К_Ф m/ м (м²/сут), где К_Ф - коэффициент фильтрации (м/сут),

m - мощность напорного водоносного горизонта(м), м - коэффициент водоотдачи.

a^*==219,47(м2/сут)

Радиус влияния R определяется по формуле:

Где t - время эксплуатаций водозабора - 10000 суток

R= 1,5=2222.17метров.

Таким образом, получили следующие параметры напорного водоносного горизонта:

м = 0,87; а = 219.47 (м²/сут); R = 2222.17 метров.

Рисунок 3.1. Расположение опытного куста

Где r₁ - расстояние от эксплуатационной скважины до наблюдательной равное 37 метров, r₂ - расстояние от эксплуатационной скважины до второй наблюдательной 93 метров.

Результаты кустовой откачки можно обрабатывать тремя методами:

v  Метод временного прослеживания

v  Метод площадного прослеживания

v  Метод комбинированного прослеживания

Применяя все методы для определения среднего значения параметров напорного водоносного горизонта, то есть при незначительных затратах получить дополнительную информацию.

Метод временного прослеживание:

Заключается в определений понижения в наблюдательных скважинах с течением времени результаты измерения сводятся в таблицу временного прослеживания № 5.

Коэффициент фильтраций определяется по формуле:

 [7.стр.195. таблица 20.1]

Где Q - дебит центральной скважины в (м³/сут),

m - Мощность водоносного горизонта (м)

B - условный коэффициент который определяется по формуле:

[7.стр.195. таблица 20.1]

Где соответственно S - понижение в (м),

t - продолжительность откачки (ч).

Коэффициент пьезопроворности определяется по формуле:

 [7.стр.195. таблица 20.1]

Где a* - коэффициент пьезопроводности в (м²/сут), r - расстояние от центральной скважины до наблюдательной в (м) A_t - отрезок отсекаемый прямой на координате.

По результатам измерения строится график зависимости № 3.2

График строится в прологарифмированном масштабе для скважин 1Н и 2Н.

Путем расчета определяем К_ф и В_t и заносим в сводную таблицу № 3.3 (метод временного прослеживание)

Таблица № 3.3 сводная таблица метода временного прослеживания.

В результате экстраполяций графика № 1 (временного прослеживания) определим А₁ = 0,57 и А₂ = 0,20; Далее вычислим а = 43885,5 м²/сут

В результате выполнения метода временного прослеживания были получены Кф= 6,2 м³/сут, и а = 43885,5 м²/сут, Что позволяет более точно судить о фильтрационных свойствах водоносного горизонта.

Для более точных расчетов воспользуемся методом площадного и комбинированного прослеживания.

Рис. 3.2 График временного прослеживания

Метод площадного прослеживания:

Заключается в определений понижения не менее чем в двух наблюдательных скважинах.

Данный способ позволяет получить осредненное значение параметров по площади в зависимости от понижения:

Коэффициент фильтраций определяется по формуле

 [7.стр.195. таблица 20.1]

Где Q - дебит центральной скважины в (м³/сут),

m - Мощность водоносного горизонта (м)

B_r - условный коэффициент который определяется по формуле:

 [7.стр.195. таблица 20.1]

Где соответственно S - понижение в (м),

r - расстояние от рассматриваемой скважины до наблюдательной (м).

Коэффициент пьезопроворности определяется по формуле:

 [7.стр.195. таблица 20.1]

Где a* - коэффициент пьезопроводности в (м²/сут), r -продолжительность откачки (ч)

A - Отрезок, отсекаемый прямой на координате.

Строиться график зависимости № 2 по данным графика № 3.3 площадного прослеживание снимаем значения А₁ и А₂ и рассчитываем коэффициент фильтраций и значение пьезопроводности и записываем в таблицу № 3.4 сводная таблица по методу площадного прослеживания.

Рис. 3.3 График площадного прослеживания

Таблица 3.4. Сводная таблица по методу площадного прослеживания

В результате выполнения метода площадного прослеживания были получены Кфср= 5,22 м³/сут и а_ср =103973 м²/сут. Что позволяет более точно судить о фильтрационных свойствах водоносного горизонта.

Метод комбинированного прослеживания:

Заключатся в использований средних полученных значений в результате временного и площадного прослеживания:

Коэффициент фильтраций по методу комбинированного прослеживания определяется следующей формуле:

[7.стр.195. таблица 20.1]

Где Q - дебит центральной скважины в (м³/сут),

m - Мощность водоносного горизонта (м)

B_к - условный коэффициент который определяется по формуле:

 [7.стр.195. таблица 20.1]

Где соответственно S - понижение в (м),

t - продолжительность откачки (ч).

r - расстояние от рассматриваемой скважины до наблюдательной (м).

Коэффициент пьезопроворности определяется по формуле:

 [7.стр.195. таблица 20.1]

Где a* - коэффициент пьезопроводности в (м²/сут), A - отрезок отсекаемый прямой на координате.

Строиться график зависимости

Рис. 3.4 График комбинированного прослеживания

По данным графика № 3.4 комбинированного прослеживание снимаем значения А и рассчитываем коэффициент фильтраций и значение пьезопроводности и записываем в таблицу № 3.5 сводная таблица по методу комбинированного прослеживания.

Таблица 3.5. Сводная таблица по методу комбинированного прослеживания

В результате выполнения метода комбинированного прослеживания были получены К_ф= 3,69 м³/сут а* =4466,8м²/сут

В результате выполнения обработки кустовой откачки тремя методами были получены следующие показатели коэффициента фильтраций(K_ф) и коэффициент пьезопроводности (а*) приведенные в сводной таблице № 3.6 по главе 3.4 расчет основных гидрогеологических параметров:

Таблица № 3.6

=(6,165+5,22+3,69)/3=5,025*=(43885,5+103973+4466,8)/3=50775,1

Исходя из того, что разница между результатами расчета гидрогеологических параметров по участку в целом и по кустовой откачки сильно отличаются, то для дальнейших расчетов будем применять осредненные результаты О.К.О. исходя из того что они являются более точными:

K_ф = 5,025 (м/сут), коэффициент пьезопроводности а* =50775,1 (м²/сут),

м* =0,017; R_пр= 29561 (м). Которые, характеризуют участок работ.

3.5 Оценка естественных ресурсов

Определяется по профилю скважин 2052 - 2054 схема № 4

Будет определяться по формуле Q_е = K_ф*F*I*cosб (1 стр. 120)

Где   F- площадь живого сечения потока (м²)

I - гидравлический градиент

cosб -угол между параллелями потока и перпендикуляром, восстановленным к профилю.

К_ф= 5,025 (м/сут) [глава 3.4]

F = АBH_ср

где АB - расстояние между скважинами в масштабе карты.

H_ср - средняя мощность водоносного горизонта в метрах H_ср = 86,79 метров;

I = ДH / L:

ДH - разница между двумя близкими пьезоизогипсами ДH = 30-25 = 5(м);

L- расстояние между пьезоизогипсами в масштабе карты.

сosб = m/n; где m и n - стороны образующие угол б.

F= 86,79 * 11750 = 1019782,5 м²;б= 28⁰=0,88.= 5/2,6*500=0,004._е= 5,025 * 1019782,5 * 0,004 * 0,88 = 18037,9 м³/сут_потр=2592 м³/сут

Q_потр<Q_e

Следовательно, заявленная потребность может быть обеспечена за счет естественных ресурсов.

Рис. 3.5. Схематическая зарисовка гидрогеологического профиля

3.6 Оценка естественных запасов

Согласно данным приведенным на г/г карте участка (см. лист №3) граничные условия водоносного горизонта относятся к схеме полуограниченного пласта с одним контуром постоянного напора (Н-const).

Количество свободной воды в порах подсчитывается в пределах развития депрессионной поверхности применительно к схеме № 5 граничных условий водоносного горизонта. Естественные запасы определяются по формуле

Q_е.з= б* м^*V;

б - коэффициент сработки запасов.

Где V - объем обводненных пород определяется по формуле V= S*Hср;

Где S - площадь развития депрессионной поверхности (м2); Нср - средняя мощность водоносного горизонта в метрах 86,79 метров; м* - коэффициент упругой водоотдачи [раздел 3.4] м* = 0,017; б - коэффициент запасов б=0,5;

S - определяется из формулы: S= ½R²;

Где Rпр - приведенный радиус развитие депрессионной воронки в течение 25 лет R_пр= 29561(м).[раздел 3.4]

Так как пласт полуограниченный, то имеет следующую схему.

Рис. 3.6 Схематическая зарисовка полуограниченного пласта

Площадь развития депрессионной поверхности:

S = 1/23.1429561²= 1371948772 м².

V=86.791371948772=119071433919 м³

Q_з=0.50.017119071433919= 1012107188 м³/сут

t= Q_з/Q_п=1012107188/18037.9= 56110 > 10000 суток

Следовательно, заявленная потребность может быть обеспечена за счет естественных запасов на весь срок эксплуатации.

3.7 Обоснование граничных условий

Для обоснования граничных условий необходимо рассмотреть гидрогеологические и геологические особенности изучаемого месторождения в плане и разрезе

Граничные условия в плане:

Разведанное месторождение подземных вод приурочено к отложениям мелового возраста. На данной территории наблюдается большое количество тектонических нарушений. Естественная граница постоянного напора на рассматриваемой территории представлена водонепроницаемыми пластами меловых отложений. Водоносный комплекс получает питание за счет подтягивания воды из близь лежащих водоносных горизонтов. Таким образом, расчетной схемой при оценке эксплуатационных запасов, принят «полуограниченный пласт» с одним проницаемым контуром. Такая расчетная схема содержит определенный запас инженерной прочности.

Граничные условия в разрезе:

В разрезе по стратиграфической принадлежности выделяются водоносную систему - Макатскаго месторождение подземных вод. Как было установлено раньше, наиболее перспективным является водоносный горизонт Альб-семановский терригенный (K_1-2al-s)

Этот горизонт устанавливается в пределах всего участка работ, залегая под водонепроницаемыми отложениями туронских отложений мела.

Водовмещающие отложения представлены песком.

Артезианские воды залегают в виде сплошного напорного потока на глубине 1-3 м, имеющего уклон к югу изучаемой площади. Здесь же устанавливаются максимальные мощности обводненных пород до 80-87 м. По мере приближения к южной части рассматриваемой площади в вертикальном разрезе водоносный горизонт разделяется на ряд слоев и пропластков, разобщенных друг от друга слабоводопроницаемыми суглинистыми отложениями. При этом нижние водоносные слои приобретают пьезометрический напор.

Важным моментом при описание граничных условий изучаемой площади, является обоснование сложности гидрогеологических условий, которые по совокупности факторов природных признаков (большая минерализация), создают предпосылки определяющие сложность изысканий подземных источников водоснабжения и необходимость выполнения различного состава и объемов изыскательских работ.

Согласно «инструкции по применению эксплутационных запасов подземных вод», изучаемое месторождение подземных вод включая выявленный перспективный водоносный горизонт по сложности гидрогеологических условий относится к первой группе месторождений.

3.8 Обоснование схемы водозабора

Исходя из карты участка [литс 3 гидрогеологическая карта участка работ] Водоносный горизонт ограничен с одной стороны границей Q=0. Учитывая естественные ресурсы, выбираем водозабор линейного типа перпендикулярно потоку.

Проанализируем данные, полученные при гидрогеологических расчетах в главе 3.4 расчет основных гидрогеологических параметров, рассчитаем проектное понижение по формуле Дюпий:

;  

Исходя из полученных понижений, можно судить проектное понижение во всех скважинах будет удовлетворять условию допустимого понижение, которое определяется по формуле для напорных вод (0,5- 0,6)*H_ср.

Проектом предусматривается планирование водозабора от скважины 1Ц, так как она расположена, перпендикулярно потоку, где была ранее проведена кустовая откачка. Водозабор будет расположен вдоль потока в северо-восточном направлений для перехвата потока.

Данное месторождение относится ко второму типу месторождений[8.стр.3] со сложными гидрогеологическим условиями [глава 3.3] так как месторождение напорных вод приуроченное к межкупольной зоне. Границами его в плане являются высокоамплитудные разрывыные нарушения куполов, обрамляющих межкупольное постранство. Эксплуатация месторождения и обеспечение заявленной потребности будет осуществляться за счет сработки упругих запасов по всей территории полуограниченного пласта.

Исходя из того, что территория относится ко II группе местрожедений, и принемая проектную нагрузку равную 6,7 л/с. Проектная нагрузка оказывается меньше фактического дебита скважины № 1Ц, поэтому нагрузка на скважину является обоснованной.

Потребность составляет 30 л/с, проектная нагрузка на скважину равна 6,7 л/с. Количество скважин в водозаборе рассчитывается по следующей формуле:

n = Qпр/Qн,

где Qпр - потребность, л/с

Qн - проектная нагрузка на одну скважину, л/с

n = 30/6,7 = 5 скважин

Следовательно, для водоснабжения потребуется водозабор с 5 разведочно-эксплуатационными скважинами. Исходя из основных требований водозабора компактности расстояние между скважинами принято 100 метров, длина линейного ряда скважин будет составлять 400 метров

Экстраполяция проектного дебита вполне удовлетворяет требованиям, и проектная нагрузка на 1 скважину в связи с заявленной потребностью в 30 л/с будет составлять 6,7 л/с.

3.9 Оценка эксплуатационных запасов

Задачи решаются путем определения эксплуатационного понижения по формуле динамики п.в. с учетом влияния границ пласта и взаимодействия скважин водозабора. Запасы считаются обеспеченными, если выполняется следующее условие, получена формула расчета понижения согласно схеме № 6 [5. стр. 31]:

S_эS_доп.(0,4-0,6)m

где: m - мощность водоносного горизонта

S_доп.=0.5*86.79=43.4(м)

Величина S уровня в полуограниченном пласте определятся по формуле:

S=S_вн+S_с [5.стр.29]

Где S_вн - понижение уровня, вызванное системой скважин,

S_с - дополнительно понижение в скважине.

Величина S_вн определяется по формуле:

Где Q -дебит=804 м³/сут,

k - коэффициент фильтраций 5,025 м/сут,

m - мощность водоносного горизонта86,79(м),

a - коэффициент пьезопроводности 52619,5 м²/сут,

t - время откачки 12,8 суток,

z₀ -расстояние от центра водозабора до ближайшего контура 8500(м),

R₀ - радиус большого колодца

R₀ = 0,2*l; где l - длина ряда при линейной системе 400 метров. [5.стр.28]

Величина S_с определяется по формуле:

Где о - поправка Веригина на не совершенство скважины 24,9;

r_c- радиус скважины 0,168 (м), r_п - приведенный радиус=29561

(м)

S = 7,2+0,1 ≈ 7,3метра.

Sэ=7,3<Sдоп.(0,4-0,6) m =43,4(м)

Следовательно эксплуатационные запасы в количестве 30л/с обеспечены на весь срок эксплуатации=25 лет

3.10 Восполнение запасов подземных вод

Рассматривая перспективный водоносный горизонт K₁al- K₂s, можно предположить:

Так как водоносный горизонт имеет граничные условия второго рода, т.е Q=0, то есть восполнение водоносного горизонта происходит за счет питания в меженный период во время таяния снегов апрель - июнь, самое же малое количество воды приходится на январь - март.

Так же перспективный водоносный горизонт представлен отложениями песка, которые имеют хорошую инфильтрационную способность, значит, водоносный горизонт питается за счет подтигивания воды из близь лежащих водоносных горизонтов.

Исходя из того, что имеются все признаки постоянной подпитки из реки и атмосферными осадками, проблемы с восполнением запасов данного водоносного горизонта не будет.

3.11 Зоны санитарной охраны

В соответствии с заключением по отводу земельного участка, осмотренного совместно со специалистами органов санитарно-эпидемиологического надзора, санитарное состояние участка разведки и прилегающих территорий удовлетворительное.

На всех реально возможных расстояниях влияние проектируемого водозабора какие-либо источники потенциального загрязнения отсутствуют, что создает благоприятные условия для организации З.С.О.

пояс - зона строго режима в радиусе до 50 метров. Территория первого пояса должна быть огорожена, на ней запрещается все виды строительства, выпас скота. В контурах месторождения все виды строительства должны согласовываться с органами санитарно эпидемиологической службы. На территорий месторождения запрещается захоронение или закачка в водоносный горизонт вредных веществ, запрещается неупорядоченное складирование, хранение ядохимикатов и минеральных удобрении. Проектами строительства таких хранилищ должны предусматривать мероприятие, предотвращающие попадание загрязняющих веществ в поверхностные водотоки и их инфильтраций в водоносный горизонт.

пояс - зона ограничений; предназначена для защиты подземных вод от микробного загрязнения. Второй пояс должен ограничиваться контуром, от которого время движения загрязненного потока превышает время потери жизнеспособности и вирулентности патогенных микроорганизмов, для данного климатического пояса = 400 суток.

пояс - зона наблюдений; предназначена для защиты водоносного горизонта от химического загрязнения. Граница третьего пояса устанавливается на расстоянии от водозабора, при котором загрязненный поток достигает скважины через 25 лет (10000 суток).

Имея в виду, что эксплуатационные скважины расположен в удалении друг от друга и будут работать практически в разных блоках, расчет II и III поясов З.С.О. проводиться для одиночного водозабора, без учета величины бытового потока подземных вод, по нижеследующей формуле:

R_II-III=

Где R_II - радиус II пояса З.С.О. при Т (время)=400сут.

R_III - радиус III пояса З.С.О. при Т =10000сут

Q - расход водозаборной скважины, принимается равный 300 м³/сут

m - мощность водоносного горизонта в нашем случае фактически вскрытая мощность водоприточного интервала, 7 м.

n - активная пористость трещиноватых водоносных пород.

R_II= м.

R_III= м.

Рекомендации по санитарной охране водозабора

В пределах зоны санитарной охраны рекомендуется проводить следующие мероприятия, предусмотренные СанПиН 2.1.4. 027-95 «Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения хозяйственно-питьевого назначения».

Мероприятия по первому поясу:

1.  Территория первого пояса ЗСО должна быть спланирована для отвода поверхностного стока за ее пределы, озеленена, ограждена и обеспечена охраной. Дорожки к сооружению должны иметь твердое покрытие.

2.      Запрещаются все виды строительства, не имеющие непосредственного отношения к эксплуатации, реконструкции и расширению водопроводных сооружений, в том числе прокладка трубопроводов различного назначения, размещение жилых, бытовых и хозяйственных зданий, проживание людей, а также применение ядохимикатов и удобрений.

3.   Здания должны быть оборудованы канализацией с отведением сточных вод в ближайшую систему бытовой или производственной канализации или на местные очистные сооружения.

4.   Водопроводные сооружения, расположенные в первом поясе зоны санитарной охраны, должны быть оборудованы с учетом предотвращения возможности загрязнения питьевой воды через оголовок и устье скважины, люки и переливные трубы резервуаров и устройства заливки насосов.

Мероприятия по второму и третьему поясам:

.   Выявление, тампонирования или восстановление всех старых, бездействующих дефектных или неправильно эксплуатируемых скважин, представляющих опасность в части возможности загрязнения водоносных горизонтов.

. Бурение новых скважин и новое строительство, связанное с нарушением почвенного покрова, производится при обязательном согласовании с центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора, органами и учреждениями экологического и геологического контроля.

. Запрещается закачка отработанных вод в подземные горизонты, подземное складирование твердых отходов и разработка недр.

. Запрещено размещение складов горюче-смазочных материалов, ядохимикатов и минеральных удобрений, накопителей промстоков, шламохранилищ и других объектов, обуславливающих опасность химического загрязнения подземных вод.