/
/
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
1.1 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:
1. Определения расчетных гидрогеологических параметров (мощность, понижение, нагрузка на скважину и т.д.). С целью оценки запасов по категории В+С1+С2.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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:
47°38'00' с.ш. 53°27'30' в.д.
47°39' 00' с.ш. 53°26'50' в.д.
47°39' 10' с.ш. 53°27'45' в.д.
47°38' 55' с.ш. 53°28'25' в.д.
47°38'35' с.ш. 53°29'10' в.д.
47°38' 15' с.ш. 53°29'50' в.д.
47°37' 30' с.ш. 53о29'10' 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)
Метеостан- ция |
Месяцы |
За год |
||||||||||||
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
|||
Атырау |
-12.2 |
-11.8 |
-5.1 |
6.6 |
17.4 |
21.5 |
4.2 |
22.5 |
4.6 |
6.3 |
2.7 |
-9.5 |
5.9 |
|
Жанбике |
-12.1 |
-11.4 |
-4.4 |
6.4 |
16.7 |
22.6 |
25.5 |
3.6 |
6.4 |
7.3 |
1.2 |
-7.5 |
7.0 |
|
Косчагыл |
-10.4 |
-9.1 |
-2.2 |
9.4 |
18.1 |
23.8 |
6.3 |
4.6 |
7.4 |
8.4 |
0.2 |
-6.5 |
8.3 |
Таблица 1.2. Среднемесячное и годовое количество осадков (мм)
Метеостанция |
Месяцы |
За год |
||||||||||||
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
|||
Атырау |
22 |
12 |
29 |
16 |
23 |
25 |
23 |
20 |
13 |
19 |
30 |
28 |
255 |
|
Арал-Тюбе |
13 |
12 |
12 |
13 |
15 |
18 |
15 |
12 |
12 |
12 |
12 |
16 |
162 |
|
Косчагыл |
12 |
11 |
12 |
12 |
14 |
17 |
14 |
11 |
11 |
11 |
11 |
16 |
152 |
|
Жанбике |
11 |
10 |
10 |
11 |
13 |
15 |
13 |
10 |
10 |
10 |
10 |
14 |
137 |
Таблица 1.3 Относительная влажность воздуха в% по месяцам и за год
мм за год |
45.5 |
43.2 |
39 |
47 |
43.6 |
51.5 |
48.3 |
60.2 |
||
XII |
69 |
63 |
61.5 |
59.5 |
65.5 |
71 |
70 |
75 |
||
XI |
62.5 |
61.5 |
66 |
55 |
63 |
67.5 |
58 |
72 |
||
X |
48 |
46.5 |
36 |
41.5 |
58.5 |
55 |
43.5 |
55.5 |
||
IX |
42 |
29 |
26 |
39 |
39 |
35.5 |
40 |
51.5 |
||
VIII |
40.5 |
25 |
21 |
32 |
29.5 |
38 |
34.5 |
44.5 |
||
VII |
25.5 |
25.5 |
19.5 |
37 |
27.5 |
32.5 |
28 |
42.5 |
||
VI |
29 |
30.5 |
24 |
32 |
45 |
38 |
37.5 |
43.5 |
||
V |
29 |
28.5 |
19.5 |
31 |
40 |
40.5 |
30 |
38.5 |
||
IV |
39 |
35.5 |
36.5 |
32.5 |
33 |
50.5 |
48.5 |
47 |
||
III |
47 |
59.5 |
58.5 |
55 |
57.5 |
60.5 |
61 |
63 |
||
II |
53 |
63.5 |
65.5 |
74 |
68.5 |
62.5 |
65 |
68 |
||
I |
72 |
53.5 |
64 |
72 |
66 |
67 |
62 |
65.5 |
||
Год наблюдения |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
||
Метеостанция |
Атырау |
Жанбике |
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.
При работе в полевых условиях используются следующие коэффициенты:
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
2.1 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/дмЗ. 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:
1) Водопроницаемый локально - водоносный маастрихтский терригенно-карбонатный горизонт (К2 m)
2) Водопроницаемый локально -- водоносный сантонский терригенно -- карбонатный горизонт (К2 st)
3) Водоносный алъб-сеноманский терригенный комплекс (K1al-K2s)
4) Слабопроницаемый слабоводоносный аптский терригенный
горизонт (Ка)
5) Водоносный неокомский терригенный комплекс (K1nс)
6) Водоносный терригенный комплекс юрских отложений (J)
Водоупоры:
7) Водонепроницаемый неводоносный кампанский терригенно -- карбонатный горизонт (К2 km)
8) 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/дмЗ. 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: Кф, ау, q, Rпр, 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 lф = 25 метров, диаметр фильтра dф = 0,168м.
mср = 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
№ |
Q(л/с) |
S(м) |
Hc(м) |
H(м) |
M(г/л) |
q=Q/S |
|
2089 |
2,7 |
40,4 |
1,3 |
86,79 |
57,4 |
0,07 |
|
2052 |
2,4 |
6,85 |
4,5 |
86,79 |
21,5 |
0,35 |
|
2090 |
2,8 |
18,3 |
16,0 |
86,79 |
81,5 |
0,15 |
|
2 |
15,0 |
16,0 |
2,5 |
86,79 |
102,1 |
0,94 |
|
1Ц |
9,3 |
6,91 |
3,4 |
86,79 |
101,5 |
1,35 |
|
44 |
0,16 |
10,9 |
1,5 |
86,79 |
30,1 |
0,01 |
|
2054 |
15,5 |
15,2 |
3,5 |
86,79 |
100,2 |
1,02 |
|
2055 |
6,0 |
24,5 |
22 |
86,79 |
125,5 |
0,24 |
Расчет коэффициента фильтрации сведен в таблице № 3
Таблица № 3.2 Расчет коэффициента по результатам откачки
№ |
Q(м3/сут) |
S(м) |
H(м) |
m*S |
R(м) |
logR/r |
о |
числитель |
Кф(м/сут) |
|
2089 |
233,28 |
40,4 |
86,79 |
3506,32 |
5 |
1,77 |
24,9 |
612,46 |
0,17 |
|
2052 |
207,36 |
6,85 |
86,79 |
594,51 |
15 |
2,25 |
24,9 |
580,84 |
0,98 |
|
2090 |
241,92 |
18,3 |
86,79 |
1588,26 |
10 |
2,08 |
24,9 |
662,59 |
0,42 |
|
2 |
1296 |
16,0 |
86,79 |
1388,64 |
100 |
3,08 |
24,9 |
10994,72 |
7,9 |
|
1Ц |
803,52 |
6,91 |
86,79 |
599,72 |
150 |
3,25 |
24,9 |
2544,83 |
4,24 |
|
44 |
13,82 |
10,9 |
86,79 |
946,01 |
5 |
1,77 |
24,9 |
36,28 |
0,04 |
|
2054 |
1339,2 |
15,2 |
86,79 |
1319,21 |
100 |
3,08 |
24,9 |
4158,07 |
3,15 |
|
2055 |
518,4 |
24,5 |
86,79 |
2126,36 |
15 |
2,25 |
24,9 |
1451,09 |
0,68 |
Средний коэффициент фильтрации Кф = 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=КФ m/ м (м2/сут), где КФ - 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) At - 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 Кф и Вt и заносим в сводную таблицу № 3.3 (метод временного прослеживание)
Таблица № 3.3 сводная таблица метода временного прослеживания.
№ |
s1 |
s2 |
s2-s1 |
lgt1 |
lgt2 |
lgt2-lgt1 |
Bt |
A |
Q |
Kcp |
lga |
|
1н |
0,84 |
1,12 |
0,28 |
1 |
2 |
1 |
0,28 |
0,57 |
804 |
6,05 |
4,82 |
|
2н |
0,46 |
0,73 |
0,27 |
1 |
2 |
1 |
0,27 |
0,20 |
804 |
6,28 |
4,33 |
|
Среднее значение |
6,165 |
4,575 |
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)
Br - 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
№ |
t |
S1 |
S2 |
S2-S1 |
lgr2 |
lgr1 |
lgr1-lgr2 |
Br |
K |
A |
Q |
lgt |
lga |
||
Сут |
Час |
||||||||||||||
1н |
1,28 |
30,75 |
0,99 |
0,6 |
0,39 |
1,97 |
1,37 |
0,6 |
0,65 |
5,22 |
1,78 |
804 |
0,11 |
5,02 |
В результате выполнения метода площадного прослеживания были получены Кфср= 5,22 м3/сут и аср =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)
Bк - 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
№ |
S1 |
S2 |
S2-S1 |
lg(t1/r12) |
lg(t2/r22) |
lg(t2/r22)-lg(t1/r22) |
Br |
A |
Q |
Kcp |
Lga |
a |
|
1Н |
0,44 |
0,9 |
0,46 |
-3 |
-2 |
1 |
0,46 |
1,84 |
804 |
3,69 |
3,65 |
4466,8 |
|
В результате выполнения метода комбинированного прослеживания были получены Кф= 3,69 м3/сут а* =4466,8м2/сут
В результате выполнения обработки кустовой откачки тремя методами были получены следующие показатели коэффициента фильтраций(Kф) и коэффициент пьезопроводности (а*) приведенные в сводной таблице № 3.6 по главе 3.4 расчет основных гидрогеологических параметров:
Таблица № 3.6
Название |
Kcp |
a* |
|
Временное прослеживание: |
6,165 |
43885,5 |
|
Площадное прослеживание: |
5,22 |
103973 |
|
Комбинированное прослеживание: |
3,69 |
4466,8 |
|
Среднее значение: |
5,025 |
50775,1 |
Kcp=(6,165+5,22+3,69)/3=5,025
a*=(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:
Kф = 5,025 (м/сут), коэффициент пьезопроводности а* =50775,1 (м2/сут),
м* =0,017; Rпр= 29561 (м). Которые, характеризуют участок работ.
3.5 Оценка естественных ресурсов
Определяется по профилю скважин 2052 - 2054 схема № 4
Будет определяться по формуле Qе = Kф*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.
Кф= 5,025 (м/сут) [глава 3.4]
F = АBHср
где АB - расстояние между скважинами в масштабе карты.
Hср - средняя мощность водоносного горизонта в метрах Hср = 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;
cosб= 280=0,88.
I= 5/2,6*500=0,004.
Qе= 5,025 * 1019782,5 * 0,004 * 0,88 = 18037,9 м3/сут
Qпотр=2592 м3/сут
Qпотр<Qe
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
Qе.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= ?R2;
Где Rпр - приведенный радиус развитие депрессионной воронки в течение 25 лет Rпр= 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
Qз=0.50.017119071433919= 1012107188 м3/сут
t= Qз/Qп=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 (K1-2al-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)*Hср.
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]:
SэSдоп.(0,4-0,6)m
где: m - мощность водоносного горизонта
Sдоп.=0.5*86.79=43.4(м)
Величина S уровня в полуограниченном пласте определятся по формуле:
S=Sвн+Sс [5.стр.29]
Где Sвн - понижение уровня, вызванное системой скважин,
Sс - дополнительно понижение в скважине.
Величина Sвн 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 Sс определяется по формуле:
Где о - поправка Веригина на не совершенство скважины 24,9;
rc- радиус скважины 0,168 (м), rп - 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.
1 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.
2 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.
3 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:
RII-III=
Где RII - радиус II пояса З.С.О. при Т (время)=400сут.
RIII - 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.
RII= м.
RIII= 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.
Здания должны быть оборудованы канализацией с отведением сточных вод в ближайшую систему бытовой или производственной канализации или на местные очистные сооружения.
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:
1. Выявление, тампонирования или восстановление всех старых, бездействующих дефектных или неправильно эксплуатируемых скважин, представляющих опасность в части возможности загрязнения водоносных горизонтов.
2. 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.
3. Запрещается закачка отработанных вод в подземные горизонты, подземное складирование твердых отходов и разработка недр.
4. Запрещено размещение складов горюче-смазочных материалов, ядохимикатов и минеральных удобрений, накопителей промстоков, шламохранилищ и других объектов, обуславливающих опасность химического загрязнения подземных вод. Размещение таких объектов допускается в пределах третьего пояса ЗСО только при условии выполнения специальных мероприятий по защите водоносного горизонта от загрязнения по согласованию с центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора, органами экологического и геологического надзора.
Своевременно выполнять необходимые мероприятия по санитарной охране поверхностных вод, имеющих непосредственную гидравлическую связь с используемым водоносным горизонтом, в соответствии с требованиями СанПиНа «Охрана поверхностных вод от загрязнения».
Кроме того, в пределах второго пояса ЗСО:
1. Запрещается размещение кладбищ, скотомогильников, полей ассенизации, полей фильтрации, навозохранилищ, животноводческих предприятий и других объектов, обусловливающих опасность микробного загрязнения подземных вод;
Запрещается применение удобрений и ядохимикатов;
Запрещается рубка леса главного пользования и реконструкции. Подлежит выполнять мероприятия по санитарному благоустройству территории объектов (оборудования, канализацией, устройство водонепроницаемых выгребов, организация отвода поверхностного стока и ДР.)
3.12 Заключение по специальной части
В результате всех проведенных расчетов и измерений в данной главе было выяснено, что перспективным для водоснабжения водоносным горизонтом является аллювиальный верхнечетвертичный, грунтовый водоносный горизонт K1-2al-s, представленный гравийно-галечником с песчаным заполнителем.
Следовательно, по данному водоносному горизонту были проведены расчеты и получены следующие результаты:
Коэффициент водоотдачи м=0,017;
Коэффициент уровнепроводности ау=52619,5 м2/сут;
Коэффициент водопроницаемости Т=348,71;
Радиус влияния скважины R=29561 м;
Коэффициент фильтрации Кф=5,025 м3/сут.
Так же была проведена оценка естественных ресурсов, которые получились меньше заявленных, значит, необходимое количество воды не может быть обеспечена за счет естественных ресурсов.
Следующим этапом, велась оценка естественных запасов, которая показала хорошие результаты, а именно Оз=599708810,7 > 10000 суток, т.е. заявленная потребность может быть получена за счет сборки естественных запасов.
Была рассчитана и обоснованна схема водозабора и его категоризация, схема опытного куста будет состоять из 5 скважин, расстояние между которыми 100 метров, (2 кустовые, 2 условно пройденные и 1 ранее пройденная).
Так же проведена оценка эксплуатационных запасов с помощью метода «большого колодца», что дало нам точную уверенность для использования, данного водоносного горизонта, в целях водоснабжения поселка.
Обобщая все выше перечисленное, можно утверждать, что данный водоносный горизонт пригоден для водоснабжения поселка Макат, потребный расход воды будет удовлетворен.
4. Проектная часть
4.1 Основные задачи проектных работ
Целью проекта является детальная разведка Макатского месторождения подземных вод с целью технического водоснабжения нефтепромысла Макат Восточный с оценкой эксплутационных запасов по категории В+С1 +С2
Основными задачами проектируемых работ являются:
1 Изучение мощности, строения и условий залегания водоносного горизонта;
2 Изучение положения уровня подземных вод;
3 Изучение литологического состава водовмещающих пород;
4 Уточнение границ слоев геологического разреза; характеристики изменения фильтрационных свойств водовмещающих пород и минерализации воды по глубине скважины; определение установки фильтров;
5 Определение гидрогеологических параметров, оценка граничных условий водоносных горизонтов, возможной производительности водозаборных сооружений, изучение качества подземных вод, получение данных для оценки ресурсов подземных вод;
6 Установление основных режимообразующих факторов; выяснение закономерностей в режиме; определение г/г параметров по данным режимных наблюдений; определение элементов баланса вод; прогнозирование изменений в режиме подземных вод;
7 Отбор проб воды для проведения комплексного анализа физических и химических свойств воды. Отбор пробы пород на определение литологического и гранулометрического состава;
8 Проведение различных видов анализов и комплекса определений состава и свойств подземных вод, а также способов консервации проб воды (определяющего пригодность воды);
9 Завершающая обработка всех материалов, полученных в предполевой и полевой период, обработка и обобщение результатов лабораторных исследований;
10 Контроль над точностью измерений, замер необходимых величин для выявления отклонений от установленных стандартами норм;
11 Использование наиболее эффективных способов устранения причин и неблагоприятных последствий нарушения природного состояния окружающей обстановки, вызванного проведением различного комплекса геологоразведочных работ, а также возможное предотвращение этих изменений;
12 Безопасное ведение геологоразведочных работ и охраны труда, создание на участке условий, обеспечивающих выполнение производственного плана без травматизма, заболеваний, аварий и пожаров.
4.2 Обоснование методики и объемов проектируемых работ
Горно-буровые работы
Целью буровых работ при детальной стадии изысканий является вскрытие водоносного горизонта, изучение литологического состава водовмещающих пород, а также установление (уточнение) гидрогеологических условий участка водозабора с целью обоснования схемы его строительства. Основными задачами при этом являются:
1) Определение мощности, строения и условий залегания водоносного горизонта;
2) Изучение геологического разреза;
3) Изучение гидродинамических характеристик водовмещающих пород (дебит, водоотдача, положение уровня).
1) Обоснование вида и способа бурения:
По данным бурения, полученным в ходе проведения предварительной разведки было установлено литологическое строение водоносного горизонта (K1аl-K2s), его гидродинамические, гидрогеохимические характеристики, условия залегания и мощность обводненных отложений.
Краткая характеристика водоносного горизонта (K1аl-K2s):
Водоносный горизонт (K1аl-K2s) устанавливается в пределах водоносного комплекса меловых отложений. Водовмещающие отложения представлены песками с прослоями глин.
Общая мощность водоносного комплекса -220 м. Мощность водоносного горизонта в точке вскрытия- 86.79м. Глубина установившегося уровня - 3.4 м.
Исходя из перечисленных условий, бурение скважин рекомендуется проводить вращательно-механическим способом.
Общая характеристика способа бурения:
Вращательно-механический способ бурения имеет большую производительность и простую конструкцию скважины. Бурение производится сплошным забоем с применением шарошечных долот и промывочной жидкости (глинистый раствор), что является недостатком этого способа и затрудняет опробование водоносного горизонта, т.к. требует разглинизации стенок скважин. К недостаткам относится и сложность документации разреза, поэтому проектом предусмотрен комплекс геофизических работ. Положительные стороны: высокая скорость бурения, низкая себестоимость, простота конструкции скважины.
Выбор этого способа бурения, несмотря на его недостатки, к основным из которых относится глинизация водоносного горизонта, обусловлен следующими геолого-техническими особенностями:
1 Достаточно хорошо изученным геолого-гидрогеологическим разрезом участка работ;
2 Высокой скоростью бурения;
3 Предусмотренного проектом комплекса ГИС, для детализации и уточнения данных бурения;
4 Возможностью бесперебойной доставки воды и глины к месту бурения.
2) Обоснование типов и количества скважин:
Для эксплуатации заявленного водоносного горизонта и необходимости категоризации запасов в составе водозабора будут пройдена 2 разведочно-эксплуатационные скважины и 4 наблюдательных скважины, необходимых для постановки г/г исследований по кустовой схеме.
Характеристика типов скважин по назначению:
В зависимости от назначения и задач проекта, в ходе проведения буровых работ будут пройдены следующие типы скважин:
Разведочно-эксплуатационные, будут проходиться при необходимости в точках предполагаемого расположения эксплуатационных скважин и оборудоваться для выполнения опытно-фильтрационных работ с показателями (дебит, понижение, водоподъемник), близкими к проектным;
Наблюдательные, будут пробурены и оборудованы для выполнения наблюдений за уровнем подземных вод в процессе опытно-фильтрационных работ и наблюдений за режимом подземных вод.
3) Условия проведения работ:
Бурение скважин будет осуществляться на участке проектируемого водозабора, с целью эксплуатации водоносного горизонта (K1аl-K2s) и проведения соответствующего комплекса гидрогеологических работ.
Геолого-технические и гидрогеологические условия:
Водоносный горизонт (K1аl-K2s), водовмещающие отложения представлены песком. Общая мощность водоносного комплекса -220 м. Средняя мощность водоносного горизонта- 86.79 м. Глубина установившегося уровня - 3.4 м. Гидрогеологические и гидрогеохимические условия данного месторождения относятся ко 2 категории месторождений, поэтому в соответствии с рекомендациями приведенными в инструкции по категоризации эксплуатационных запасов, расстояние между скважинами составляет 100 м.
Глубина бурения составит 220м.
Схема основных видов работ при бурении скважин на воду вращательно-механическим способом будет осуществляться в следующей последовательности:
Подготовительные работы и обустройство буровых установок;
Выбор типа и конструкции долота;
Подбор бурового снаряда и технологического режима бурения;
Создание условий работы буровой установки;
Вскрытие водоносного горизонта;
Спуск обсадных колон;
Обустройство фильтра;
8) Опытные откачки.
4) Выбор и обоснование конструкции фильтра:
С учетом литологического состава пород и глубины бурения в скважинах будет установлен дырчатый фильтр с сетчатой обмоткой (рис № 21) (2 стр. 444) В качестве каркаса для фильтра используется перфорированная труба, изготовленная из обсадной трубы геологического стандарта. Нарезка отверстий (круглой перфорации) будет осуществляться по винтовым линиям с двух противоположенных концов трубы. С целью повышения расхода и прочностных свойств отверстия для перфорации будут расположены вертикально. (2 стр.450) Для обеспечения большой пропускной способности фильтра предусматривается обмотка каркаса (перфорированной трубы) медной проволокой диаметром 3 мм, с учетом создания необходимого зазора между сеткой и каркасом. (2 стр. 455)
Таблица № 4.1 Техническая характеристика размеров и расположения круглых отверстий фильтра по типовому диаметру 194 мм. (3стр. 178)
Диаметр отверстия (мм) |
Раст-е между отверстиями по горизонт. (мм) |
Раст-е между отверстиями по вертик. (мм) |
Число отверстий в горизонт. ряду (шт.) |
Число отверстий на 1м трубы (шт) |
Скважность% |
|
20 |
36 |
31 |
24 |
768 |
34,3 |
Расчет фильтра:
Расчет рабочей части фильтра сводится к определению его диаметра и длины, которые в свою очередь зависят от проектного дебита и мощности продуктивного пласта, а также габаритов применяемого водоподъемника
Длина рабочей части фильтра определяется по формуле:
lp=б*Q/dф; (5 стр. 180)
Где:
Q -Проектный дебит-21,6 м3/ч; dф- диаметр фильтра-0,194 м; б= 70
Длина фильтра при этом составит: lp=70*21,6/0,194 = 7,8 м?8м
Конструкция фильтровой колонны, предусматривает оборудование фильтра отстойником длинной 2м и надфильтровой частью длинной 2м. Таким образом, общая длина фильтровой колонны составит: 8+2+2=12 м.
Рис № 4.1 Дырчатый фильтр с сетчатой обмоткой
Условный диаметр - 194мм; Наружный диаметр-193,7 мм; Внутренний диаметр-175,7мм Средняя масса 1 секции41,1кг Конструкция: перфорированная обсадная труба с водоприемной частью из сетки, опирающаяся на проволочную обмотку.
Спуск фильтра в скважину и монтаж фильтровых колонн:
Фильтровая колонна устанавливается в «потай». Рабочая часть фильтра будет располагаться в нижней части водоносного горизонта на высоте 0,5 м от подошвы водоупорного пласта (в соответствии с рекомендациями по монтажу и эксплуатации фильтровых колонн для артезианских вод (16 стр. 93). Между обсадной колонной и надфильтровой трубой для предотвращения поступления воды и породы из зоны пласта будет установлен резиновый сальник.
Перед спуском фильтра необходимо произвести контрольный замер глубины скважины. При соответствии глубины замера и проектной глубины скважины, будет произведен спуск фильтра.
Спуск фильтра в скважину будет осуществляться спусковой гарнитурой (колонна штанг), при помощи направляющих фонарей (скоб), обеспечивающих расположение фильтра по центру скважины и предохраняющих от повреждения.
Длина и тип фильтра для наблюдательных скважин, будут соответствовать выбранным габаритным и типовым характеристикам фильтров установленных в разведочно-эксплутационных скважинах. (18 п. 4)
5) Выбор и обоснование водоподъемных механизмов
Выбор водоподъемника произведен по фактически полученному дебиту скважины-6 л/с (21,6 м3/ч) и динамического уровня Hd = Hs + S (метрах); где S - проектное понижение в метрах 6,91 м. Hs - статистический уровень 3,4 м. Hd = 10,31 метров. Исходя из этих условий для откачки воды в количестве, соответствующему указанному дебиту, будет использован водоподъемник типа ЭЦВ 8-25-100 (13 стр. 221).
Таблица № 4.2 Техническая характеристика насоса ЭЦВ 8-25-100
Подача м3/ч |
25 |
|
Высота напора, м |
100 |
|
Частота вращения, об/мин |
2880 |
|
Электродвигатель |
ПЭДВ 11-180 |
|
Мощность, кВт |
11 |
|
Напряжение сети, 380 В |
380 |
|
Наружный диаметр насоса, мм. |
186 |
|
Теоретическая масса 1м., кг. |
52,4 |
6) Обоснование конструкции скважины: К параметрам конструкции скважин относятся: длина, диаметр колонн обсадных труб, интервалы цементации.
Обоснование глубины скважины:
Мощность изучаемого водоносного комплекса в точке проектирования скважины значительная, и в среднем составляет 219 м. глубина залегания подземных вод составляет 3 м. При таких условиях будет предусмотрено заглубление скважины в породы водоупорной толщи на 1 м, с целью обустройства фильтровой колонны отстойником необходимой длинны. Таким образом, расчетная глубина проектируемой скважины составит: 219+1=220 м.
Обосновании конструкции разведочно-эксплуатационной скважины:
Проектом предусматривается использование в конструкции разведочно-эксплуатационной скважины направляющей колонны обсадных труб (кондуктор). Направляющая колонна длиной 20 м выполняет две функции - является кондуктором и позволяет закрепить верхнюю неустойчивую часть вскрываемого разреза, представленную суглинистыми породами. Диаметр направляющей колонны, исходя из диаметра эксплуатационной колонны, принят равным 299 мм.
Эксплуатационный диаметр скважины будет выбираться в соответствии с габаритными характеристиками устанавливаемого водоподъемного насоса ЭЦВ 8-25-100 равного 186мм. Для облегчения притока воды в скважину и увеличения ёё водообильности, эксплуатационный диаметр будет принят 245мм.
Выбор конечного диаметра скважины, будет определен исходя из проектной глубины скважины (220м) и принятого эксплуатационного диаметра равного 245 мм. В связи с этим конечный диаметр (диаметр водоприемной части) составит 194 мм.
Обосновании конструкции наблюдательной скважины:
Конструкция наблюдательной скважины, проектируемой для проведения наблюдений за уровнем подземных вод в процессе опытно фильтрационных работ (по схеме четырех лучевого куста) будет иметь следующие конструктивные особенности:
В целях снижения затрат и уменьшения сметной стоимости проводимых работ, рекомендуется. конструкции наблюдательных скважин проектировать с минимально возможными, для данных геологических условий, диаметрами обсадных труб, и наиболее простой технологией бурения.
Проектом предусматривается использование в конструкции наблюдательных скважин направляющей колонны обсадных труб диаметром 168 мм. -длиной 20 м.
Диаметр наблюдательной скважины в соответствии с рекомендациями, приведенными, будет принят 114 мм, при установке фильтра на колонне обсадных труб, Длина и тип фильтра для наблюдательных скважин, будут соответствовать выбранным габаритным и типовым характеристикам фильтров установленных в разведочно-эксплутационных скважинах.
7) Тампонаж скважин:
Проектом предусматривается тампонирование скважин в интервале 0-10 м. Тампонирование производится с целью избежания размыва устья при промывке скважин. Тампонаж производится между обсадными колоннами и стенками скважин методом одноступенчатого цементирования. Этот способ заключается в том, что в спущенные в скважину обсадные трубы через цементировочную головку закачивают цементный раствор, который вытесняет находящийся в трубах буровой раствор и поднимается в затрубном пространстве на высоту 10м
Расчет цементирования производится в следующем порядке:
1) Объем цементного раствора V, необходимый для цементирования обсадной колонны:
(5 стр. 128)
Где: Dc - диаметр скважины = 0,394 м; D - наружный диаметр цементируемых обсадных труб = 0,351 м; hс - интервал цементирования обсадной колонны =10 м; k= 1,2- коэффициент увеличения объема приготовляемого цементного раствора на заполнение расширений и каверн в скважине; d - внутренний диаметр цементируемой обсадной колонны - 0,333 м; h = 1 м высота цементной пробки внутри колонны, оставшейся после цементирования.
Тогда
Плотность цементного раствора:
2) Масса сухого цемента для приготовления цементного раствора определяется по формуле:
(4 стр. 409)
Где: K1 - коэффициент, учитывающий потери цемента. Приготовление цемента будет производиться при помощи цементно-смесительных машин, тогда К = 1,01; (4. стр. 409); с - плотность цемента (14 стр. 73) 3150 кг/м3 (3,150 т/ м3) В/Ц = 0,5 - водоцементное соотношение (5 стр. 128);
т.
3) Объем воды для приготовления цементного раствора:
; (4 стр. 109)
Где: св - плотность воды 1000 кг/м3 (4 стр. 409)
=0,8484 м3 4) Потребное количество продавочной жидкости (глинистый раствор) для продавливания цементного раствора.
; (4 стр. 409)
Где: K2 - коэффициент учитывающий сжатие глинистого раствора 1,03 (Загибайло стр.) hс - глубина скважины (здесь под глубиной скважины понимается интервал цементации, т.е. длина кондуктора - 20метров); h = 1 м высота цементной пробки внутри колонны, оставшейся после цементирования.
5) Давление насоса в момент схождения сцементированных пробок:
P= P1+P2;
Где: P1 - давление необходимое для предотвращения гидравлического сопротивления в конце промывки определяемое по формуле [ 14 стр. 74]:
P1 = 0,01 * hс + 8;
P1= 0.01*20+8=8.2 кгс/см2;
P2 - давления для определения сопротивления от разности плотностей жидкости в трубах и затрубном пространстве определяется по формуле (14стр. 74):
Где: - плотность цементного раствора - 1,85 кгс/см2 (14 стр. 73)
- плотность глинистого раствора - 1,2 кгс/см2 (14стр. 73)
кгс/см2
Таким образом, величина составит P=8,2+4,46=12,66 кгс/см2
6) Продолжительность цементирования:
Продолжительность цементирования определяется по формуле (4стр. 410):
;
Где: Q - Подача цементировочного насоса при продавке, обеспечивающая необходимую скорость восходящего потока в затрубном пространстве м3/мин;
- Резерв времени для выполнения операции по закладыванию в заливочную головку верхней пробки: 10 мин (4 стр. 410)
Подача цементировочного насоса определяется по формуле (4 стр. 392)
Где: - скорость восходящего потока (1,5-2 м/с); (4 стр. 392)
0,05 м3/мин;
Тогда продолжительность цементирования составит:
мин
Необходимо сравнить продолжительность цементирования с t со дополнительным временем начала схватывания цемента Тдоп =0,75tсхв с условием что t > Тдоп (14 стр. 75)
Где: tсхв- температура начала схватывания цемента - 3ч или 180 мин (14 стр. 71)
Тдоп =0,75*180=135 мин.
Сравнивая значения величин t м Тдоп, можно сделать заключение, что данную колонну можно цементировать одним агрегатом.
Но для получения высококачественного цементирования выбираем величину скорости восходящего потока цементного раствора равной 2 м/с, исходя из этого потребное количество агрегатов определяется по следующей формуле:
(14 стр. 75)
Где: QIV- Максимальная производительность агрегата на скорости.
На основе вычисленных параметров для цементирования колонны будет использован агрегат марки ЦА-320М (2 стр. 390). Производительность агрегата на IV ступени при давлении 58 кгс/см2 равна 0,87 м3/мин.
Потребное количество агрегатов составит:
агрегата.
Таблица № 4.3 Техническая характеристика цементного агрегата ЦА-320М
Вместимость мерного бака м3 |
3,2 |
|
Тип водяного насоса |
1В |
|
Максимальная производительность, л/с |
13 |
|
Максимальное давление кгс/см2 |
||
Тип двигателя |
КРАЗ-219 |
|
Мощность двигателя, л/с |
180 |
|
Масса агрегата с автомашиной, т |
17,5 |
Тампонаж в наблюдательных скважинах будет производиться в интервале 0-20 м.
Тампонаж наблюдательных скважин.
Тампонаж производится глиной с нижней пробкой. В подготовленную для тампонажа скважину забрасывают шарики из глины, освобожденные от твердых частиц или опускают их в скважину в специальной желонке с открывающимся дном; глину периодически трамбуют в скважине. Затем в башмак тампонажной колонны опускают нижнюю пробку и освобождают колонну от трубного хомута. Колонна движется вниз под действием собственного веса и выдавливает глину в затрубный зазор. Если колонна не доходит под действием собственного веса до забоя, ее задавливают с помощью шпинделя станка или давильных винтов.
8) Выбор бурового агрегата:
Буровой агрегат выбирается в зависимости от начального и конечного диаметра скважины её глубины, физико-механических свойств изучаемого разреза. Потребность в воде и глине обеспечивается за счет местных источников строительных материалов. Электроснабжение буровых установок предполагается производить за счет двигателей внутреннего сгорания. Начальный диаметр скважины 346 мм, конечный 296 мм глубина бурения 220метров район хорошо изучен. Исходя из этого для бурения скважин рекомендуется использовать агрегат 1БА - 15 В (5 стр. 70]
Таблица 4.4. Техническая характеристика установки 1БА-15В
Типы установки |
1БА - 15В |
|
Глубина бурения трубами диаметров 73 - 89 |
500 метров |
|
Диаметр скважины: |
||
Начальный |
394 мм |
|
Конечный |
190 мм |
|
Диаметр проходного отверстия ротора |
410 мм |
|
Частота вращения станка ротора |
65 - 130 - 245 об/мин |
|
Номинальная грузоподъемность |
12,5 тонн |
|
Высота мачты |
18,4 метра |
|
Скорость подъема крюка |
0,2 - 1,4 м/сек |
|
Максимальная подача насоса |
6 - 5 или 14,4 л/сек |
|
Максимальное давление насоса |
6,3 - 13 МПа |
|
Силовой привод бурового блока |
ЯМЗ-236 (77 КВт) |
|
Силовой привод |
Дизель Д - 108 (79,4) |
Бурение скважин будет производиться сплошным забоем без отбора керна. В состав буровой колонны входя следующие конструктивные элементы:
Породоразрушающий инструмент (для бурения пород средней крепости):
3Д-346С - Самоочищающиеся долото со смещением шарошек на 6 мм;
3У-296С - Самоочищающиеся долото со смещением шарошек на 5 мм
B-214С - Самоочищающиеся долото со смещением шарошек на 3 мм;
Б-151С - Самоочищающиеся долото со смещением шарошек на 2,5 мм; (2. стр. 131-137 таблица IV. 6)
Бурильные трубы:
Бурильные трубы диаметром 89 мм (2. стр. 156 таблица IV. 13) длина 1 бурильной трубы 8 м;
Ведущая труба квадратного сечения 80*80 мм. (2. стр. 182 таблица IV. 43)
Сальник вертлюг БА 15-33 сб. (ВР - 2 - 20) служит для подачи промывочной жидкости вращаемому буровому снаряду (2. стр. 111 таблица III. 8)
Утяжеленные бурильные трубы:
УБТ (12 м) диаметром 178 мм масса 1 п.м- 156 кг (2. стр. 179 таблица IV. 41)
Типы соединителей (типовые резьбы):
Муфта З-171 - для соединения долота 3Д-346С с бурильной колонной;
Муфта З-161 - для соединения долота 3У-296С с бурильной колонной;
Ниппель З-121 - для соединения долота B-214С с бурильной колонной;
Ниппель З-63,5 - для соединения долота В-151С с бурильной колонной;
Замок ЗН -108 - для соединения бурильных труб диаметром 89 мм;
ЗШ -178 - для соединения УБТ с бурильной колонной.
(2. стр. 132-136 таблица IV. 6)
Переводник ПШН (замковая резьба марки З-88) -для соединения нижней части ведущей трубы с буровой колонной. (2. стр. 183 таблица IV. 44)
Переводник ПШВ (замковая резьба марки З-88 левая для предотвращения отвинчивания инструмента при бурении) (2. стр. 183 таблица IV. 45)
Муфты для обсадных труб:
Для обсадной трубы 299 мм (кондуктор) муфта с наружным диаметром 326 мм (расточка 300 мм)
Для обсадной трубы 245 мм муфта с наружным диаметром 299мм (расточка 275,5мм)
(2 стр. 350 таблица VIII. 1)
Для обсадной трубы 168 мм (кондуктор) муфта с наружным диаметром 188 мм (расточка 170,7 мм)
Для обсадной трубы 114 мм муфта с наружным диаметром 133 мм (расточка 116,7 мм)
(2. стр. 349-350 таблица VIII. 1)
Выбор основного и вспомогательного оборудования:
Бурильные трубы - служат для спуска бурового снаряда в скважину, обеспечения промывки ее забоя, передачи вращения породоразрушающему инструменту с поверхности от вращателя станка, передачи осевой нагрузки на забой, подъема бурового снаряда из скважины, и ликвидации аварий. (15 стр. 175);
Обсадные трубы - служат для предотвращения обвалов и сужения стенок скважины в неустойчивых породах (15 стр.181);
Шарнирные ключи - предназначены для свинчивания и развинчивания бурильных труб и их соединений. Они состоят из рукоятки и шарнирно соединенных между собой звеньев. Звенья несут на себе зажимные плашки с закаленной насечкой. Шарнирные ключи выбираются исходя из диаметра обсадных и буровых труб (15 стр.187);
Хомуты стальные - используют при спуске колонны обсадных труб в скважину;
Механизм для развенчивания и свинчивания бурильных труб - механизм диаметром 89 в комплекте с буровой установкой предназначен для развенчивания и свинчивания бурильных труб;
Штропы для соединения элеватора с талевым блоком РИ-Э - 25 (в комплекте с буровой установкой) (2. стр. 214 таблица IV. 68)
Приспособления для выноса буровых труб в месте с бурильным станком и колпачки для подставки долота и УБТ (2. стр. 227);
Инструмент для ликвидации аварий:
Метчик - ловильный резьбонарезной инструмент с конической наружной резьбой для соединения с внутренней поверхностью извлекаемых труб. В зависимости от назначения и конструктивных особенностей различают три типа метчиков: универсальные, специальные и освобождающиеся. Метчики изготавливают как с правой, так и с левой резьбой. Метчики с левой резьбой - для отвинчивания и подъема оставшейся в скважине колонны труб по частям;
Ловитель ЛОМ-50 - предназначены для извлечения из скважины оборванных бурильных труб диаметром 50 мм. Эти инструменты обеспечивают быстрый и надежный захват оставшейся части колонны без вращения и сжатия ее, промывку скважины через аварийный инструмент, захват аварийного инструмента любой массы; при необходимости ловитель можно легко освободить;
Колокол - ловильный резьбонарезной инструмент с внутренней конической нарезкой для соединения с наружной поверхностью извлекаемых труб. Колокола рекомендуется применять при извлечении утонченной части бурильных труб, соединении с трубой, имеющей клиновидный или спиральный излом, а также продольный разрыв, при ликвидации аварий;
Ловильные гладкие пики - предназначены для ликвидации аварий с бурильными трубами. Гладкие пики применяют при извлечении всей колонны труб или развинчивают колону труб или ее частей, предварительно отрезанных; с помощью граненых пик развинчивают колонну труб с последующим подъемом отвинченных частей на поверхность. (7 стр. 127);
Трубные пауки - предназначены для извлечения оставшихся в скважине мелких предметов (лап, шарошек, звеньев ключей и др.) (7 стр. 130);
Ерши - служат для извлечения оставшегося в скважине тартального каната или каротажного кабеля (7 стр. 97);
Отводные крючки - служат для установки по центру скважины находящейся в ней бурильной колонны. Изготавливаются из муфтовых заготовок обсадных труб. (7 стр.98);
Наружная труборезка - предназначена для вырезки и извлечения бурильных труб из скважины по частям.
9) Режим бурения:
Режим бескернового бурения (сплошным забоем) определяется следующими основными параметрами: осевой нагрузкой, частотой вращения, расходом промывочной жидкости и длинной колонны УБТ.
1 Осевая нагрузка на долото определяется по формуле:
Р=р0Dд; (5 стр. 71)
р0 -удельная нагрузка на 1 см долота, зависящая от его типа и твердости пород
Бурение скважин будет производиться шарошечными долотами по породам средней категории твердости (III-IV), тогда нагрузка на 1 см долота будет изменяться в пределах от 3 до 8 кН (5 стр. 71 табл. 4.1)
Dд -диаметр долота в см.
C целью обеспечения прочности долота осевая нагрузка Р не должна допускать допустимой. Осевая нагрузка создается колонной УБТ, длин которой определяется по формуле:
; (5 стр. 72)
Где: k - коэффициент увеличения длины УБТ для дополнительного растяжения бурильных труб; g - ускорение свободного падения =9,8 м/с2; q - масса 1 м УБТ, кг; - и - Плотность соответственно промывочной жидкости и материала бурильных труб, кг/м3 (для стали =7850 кг/м3) (5 стр. 72)
Частота вращения определяется по формуле:
; об/мин (5 стр. 72)
Где: - рекомендуемая скорость вращения долота=0,4-0,8 м/с; (5 стр. 72)
Расход промывочной жидкости расчитывается по формуле (5 стр.72):
Где Dд - диаметр долота (дм), d - диаметр бурильных труб (дм), vвп - скорость восходящего потока (дм/ с), принимается в пределах 4 - 12 дм/с Так предусматривается бурение скважин большими диаметрами для уменьшения величины Q скорость восходящего потока рекомендуется снизить до 2 - 3 дм/с, при этом для увеличения несущей способности глинистого раствора необходимо повысить его плотность до 1,2 г/см3 и вязкость до 21 с. (5стр. 72)
Конечные результаты вычислений основных параметров режима по вышеуказанным формулам в виде таблице № 4.5
Таблица 4.5 Расчет основных параметров режима бурения
№ |
Тип долота |
Рос кН |
Lубт м |
n, об/мин |
Q, л/с |
||||
п/п |
Р0 |
P |
v |
n |
v |
Q |
|||
1 |
3Д - 346С |
3-8 |
104-277 |
10-28 |
0,4-0,8 |
22-44 |
2-3 |
17,6-26,3 |
|
2 |
3У - 296С |
3-8 |
88-235 |
9-24 |
0,4-0,8 |
26-52 |
2-3 |
12,3-18,7 |
|
3 |
В - 214С |
3-8 |
57-152 |
6-15 |
0,4-0,8 |
40-80 |
2-3 |
4,4-6,6 |
|
4 |
В - 114С |
3-8 |
40-106 |
4-11 |
0,4-0,8 |
58-116 |
2-3 |
1,5-2,2 |
10) Технология бурения:
Бурение под кондуктор в интервале 0-20м производится долотом 3Д - 346С. Долото в течении 10-15 мин. будет прирабатываться на забое при пониженной нагрузке, составляющей 10-20% от рекомендуемой, значения которой приведены в таблице № 23. По достижению поставленного интервала производится подъем бурового снаряда и спуск в скважину колонны обсадных труб диаметром 299мм. Затрубное пространство цементируется. После полного затвердения - цементная пробка разбуривается. Бурение под эксплуатационную колонну производится долотом ЗУ - 296С в интервале 20-222 м. Бурение данного интервала исходя из физико-механических свойств пород, (средней твердости) рекомендуется осуществлять с постоянной в течение всего рейса осевой нагрузкой, обеспечивающей максимальную рейсовую скорость бурения.
По достижению указанной глубины буровая колонна извлекается на поверхность. Производится спуск обсадной колонны диаметром 245 мм. В верхней части скважины в местах смены диаметров устанавливаются резиновые разжимные сальники. Обсадная колонна приподнимается на отметку 208м, устанавливается фильтр до проектной глубины (220м). Между обсадной колонной и надфильтровой трубой для предотвращения поступления воды и породы из зоны пласта будет установлен резиновый сальник.
Перед спуском фильтра необходимо произвести контрольный замер глубины скважины. При соответствии глубины замера и проектной глубины скважины, будет произведен спуск фильтра.
Спуск фильтра в скважину будет осуществляться спусковой гарнитурой (колонна штанг), при помощи направляющих фонарей (скоб), обеспечивающих расположение фильтра по центру скважины и предохраняющих от повреждения.
Технология бурения наблюдательных скважин проводится аналогично с разведочно-эксплуатационными скважинами. Бурение под кондуктор диаметром 168 мм в интервале 0-20 м производится долотом В-214С. Бурение под эксплуатационную колонну до проектной глубины осуществляется долотом марки В-132С. По достижению проектной глубины в скважину будет опущены обсадные трубы диаметром 114 мм. с технологическим расположениям фильтра на колонне.
Общий объем буровых работ:
2скв.*220 м+4*220=1320 п.м.
Геофизические работы
Цель: Изучение геологического разреза, гидродинамических и гидрогеохимических характеристик водоносного горизонта.
Задачи: уточнения границ слоев геологического разреза; характеристики изменения фильтрационных свойств водовмещающих пород и минерализации воды по глубине скважины; определения интервалов установки фильтров.
1) Обоснование комплекса геофизических исследований:
На основании раннее проведенных работ были установлены геолого-гидрогеологические особенности водоносного комплекса четвертичных отложений конуса выноса р. Каракол. В частности было определено, что перспективный водоносный горизонт аллювиально-пролювиальных нижнечетвертичных отложений обладает значительной мощностью (60 м). Емкостная среда крайне не однородна по строению, и вертикальном разрезе представлена переслаиванием гравийно-галечников с линзами супесей и суглинков.
Таким образом, возникает необходимость установления характера изменения водопроницаемости по вертикальному разрезу и установлению интенсивно обводненных зон, а также определять мощность зон активного питания скважины во время откачки (в том числе в интервале водоносного горизонта, оборудованном фильтром) по результатам выполнения в скважине резистивиметрических и расходометрических исследований.
Для уточнения литологического состава пород, вскрытых скважиной, оценки глинистости пород, в составе ГИС предусматривается проведение гамма-каротажа
С целью контроля состояния ствола скважины при бурении и получения исходных данных о среднем диаметре скважины при обработке материалов радиоактивного каротажа (ГК), расходометрии и резистивиметрии необходимо проведение кавернометрии.
Методика проведения резистивиметрии:
Резистивиметрия в сочетании с другими видами каротажа будет проводиться во всех новопройденных скважинах эталонированным резистомером марки РСМ-56 с диэлектрическим экраном
Благоприятными условиями для применения метода являются:
1) Достаточно большая мощность водоносных пород; 2) Небольшая минерализация (до 1 г/л) подземного потока; 3) Относительно высокая скорость движения потока.
Изучение фильтрационных свойств пород и определение мест притока воды будет проводиться при нарушении естественного режима подземных вод в ходе проведения опытно-кустовой откачки. Определение минерализации подземных вод будет выполняться без нарушения естественного режима водоносного горизонта.
Методика измерений скорости фильтрации подземного тока состоит в следующем. После замера удельного сопротивления (УЭС), соответствующего естественной минерализации подземных вод, вода в скважине равномерно засолоняется, путем промывки раствором повышенной концентрации хлористого натрия в 4 ? 5 раз превышающего естественную минерализацию воды (м). После этого снимается контрольный замер резистивиметром для проверки степени однородности раствора по стволу скважины. Через 10 ? 15 мин после контрольной регистрируется следующая резистивимограмма, а затем периодически с интервалом 15 ? 30 мин и более проводятся последующие регистрации.
Все резистивиметрические кривые совмещают по глубинным меткам и наносят на один график, причем шифр кривых -- время.
Для определения скорости подземного потока по методу вымывания электролита используются данные последних кривых перед полным восстановлением удельного сопротивления воды на изучаемом интервале скважины.
Скорость фильтрации определяется по формуле
Где: r ? радиус скважины;
С0 ? естественная минерализация подземных вод;
С1 и С2 ? концентрация раствора в скважине, соответствующая моментам времени t1 и t2. (24 п. 8)
2) Методика проведения расходометрии:
С помощью расходометрии будут получены следующие качественные и количественные данные о водоносных горизонтах:
1) Количество, положение в разрезе и мощность водоносных горизонтов; 2) Положение и мощность отдельных зон с различными фильтрационными.
3) Свойствами внутри водоносных горизонтов и характер их неоднородности
4) Соотношение напоров отдельных водоносных горизонтов и зон; 5) Водообильность отдельных водоносных горизонтов и зон; 6) Основные гидродинамические параметры (коэффициент фильтрации дебит и т.д.).
Расходометрические работы рекомендуется выполнять расходомером типа СКС-4 по следующей общей технологической схеме: скважину бурят до проектной глубины, затем очищают от шлама интенсивной промывкой; проводят комплексные геофизические работы по выявлению водоносных пластов в разрезе; после осветления воды и восстановления уровня проводят расходометрические измерения в установившемся режиме, затем измерения одновременно с откачкой на две ступени изменения уровня.
Измерения динамического уровня воды, дебита, уровня подземных вод будут выполняться в соответствии с требованиями на производство специальных гидрогеологических работ.
Перед началом расходометрических измерений необходимо измерить каверномером диаметр скважины для внесения поправок в показание расходомера. Каверномер должен быть проэталонирован перед спуском в скважину.
Расстояние между точками наблюдений расходомером должно быть 1 ? 2 м с детализацией в зонах изменяющегося расхода с шагом 0,1 ? 0,5 м. Точки для замеров выбираются с учетом данных кавернометрии. Длительность наблюдений должна быть в пределах 2 ? 12 мин и обеспечивать точность при повторных измерениях ± 5%.
Так как изучаемое месторождение представляет собой комплекс водоносных горизонтов то возникает необходимость раздельного секционного опробования в скважине с помощью расходомера, каждого водоноснного горизонта, с использованием пакеров. В качестве элементов пакера будут использованы камеры для легковых автомашин. Пакер помещается между водоносными горизонтами. Воздух в камеру накачивается насосом через резиновый шланг до плотного прилегания камеры к стенке скважины и изоляции тем самым водоносных горизонтов.
Для определения потока необходимо использовать крыльчатку, имеющую на коллекторе прерывателя дополнительный более узкий контакт. За один оборот этой крыльчатки в схему поступают два разных импульса, по определенному чередованию которых определяют направление потока. Для записи импульсов целесообразно использовать регистратор Н-360. Для взятия отсчета необходимо обеспечить одновременный запуск счетчика и секундомера. Результаты счета в имп/мин, записанные в журнал, затем переводят в значения расхода в л/с, используя данные тарировки и коэффициенты; учитывают эксцентриситет расходомера и диаметр скважин. (24 п. 6)
3) Методика проведения кавернометрии:
Измерение каверномером проводят с целью:
1) контроля состояния ствола скважины при бурении;
2) получения исходных данных о среднем диаметре скважины при обработке материалов радиоактивного каротажа (ГК), расходометрии и резистивиметрии;
Диаметр скважин будут измеряться каверномерам типа СКС-4,.
При регистрации данных каверномером, для получения заданного масштаба регистрации (п в см) необходимо, чтобы при подключении измерительного канала к контрольному шунту R0 отклонение пишущего устройства (в см) составляло
где С -- постоянная каверномера.
Для уменьшения погрешности измерений из-за непостоянства силы тока питания необходимо стабилизировать силу тока включением в цепь питания большого балластного сопротивления.
Перед записью каверномером регистрируются:
1) положение нулевой линии или отклонение пишущего устройства при сжатых рычагах прибора; 2) отклонение пишущего устройства при нахождении прибора в градуировочном кольце или при полностью раскрытых рычагах каверномера.
После записи показаний (на диаграмме или точечной регистрации) фиксируются данные в обсадной колонне на интервале не менее 10 м с отбивкой башмака колонны. Погрешность измерения не должна превышать ± 1,5 см. Если она превышает допустимую, следует повторить градуировку каверномера.
Измерения каверномером будут проводиться при подъеме снаряда, со скоростью регистрации 400 м/ч.
Исходя из степени детальности исследованиях в зависимости от геологических условий, допускается регистрация кавернограмм в масштабе 1:2 и 1:1. (24 п. 9)
Методика проведения гамма каротажа:
Гамма-каротаж будет использован для уточнения литологического состава пород, вскрытых скважинами, и оценки глинистости пород
Гамма-каротаж выполнятся комплектом аппаратуры, входящим в блок радиоактивного каротажа самоходных каротажных станций типа АЭКС-900
Гамма-каротажные исследования будут проводятся эталонированной аппаратурой. Эталонирование аппаратуры ГК планируется проводить не реже одного раза в месяц, а также после замены любых деталей измерительной схемы, которые могут вызвать изменение чувствительности аппаратуры.
При проведении эталонирования следует соблюдать следующие условия:
1) постоянная времени аппаратуры t должна оставаться неизменной; 2) натуральный фон определяется при удалении всех источников излучения от эталонировочной установки на расстоянии более 10 м; 3) измерения проводят не ранее чем через 3 мин после установки радиевого эталона; 4) допустимая погрешность измерения не более 2%.
Важным моментом при производстве гамма-каротажа является интенсивность гамма излучения, влияющего на точность измерений.
Интенсивность гамма-излучения J рассчитывают по
где R -- расстояние от центра индикатора до центра источника, м;
А -- 840 а -- интенсивность гамма-излучения эталона на расстоянии 1 м от него, мкр/ч;
d -- гамма-эквивалент источника, мг-экв радия (указывается в паспорте);
j -- коэффициент, учитывающий длину индикатора и рассеянное излучение источника; при R от 1 до 2,5 м он равен 1,3; при R от 2,5 до 3м -- 1,1; при R более 3м -- 1,2.
Наибольшая скорость перемещения V скважинного зонда определяется по формуле:
где hmin -- минимальная мощность пласта, м;
l -- длина индикатора, м;
t -- постоянная времени, с;
b -- коэффициент, учитывающий точность измерения (при качественной интерпретации он равен 2
Эффективный радиус исследования при гамма-каротаже с учетом литологии и минерализации воды (пресная до 1 г/л) будет принят около 60 см.
При количественной интерпретации данных ГК следует пользоваться показаниями, приведенными к стандартным условиям по специальным палеткам и номограммам.
Для отсчета относительных показаний необходимо проводестим линию по максимальным значениям (линия глин) и по минимальным (линия песков); считая интервал между этими линиями за 100% или 1, разбивают его на равные, части; по полученной условной шкале отсчитывают относительные показания. (24 п. 4)
Общий объем геофизических работ:
Резистивиметрия: 6 скв.*220 м =1320 п.м. Расходометрия: 6 скв.*220 м =1320 п.м. Кавернометрия: 6 скв *220 м.=1320 п.м. Гамма-каротаж: 6 скв.*220 м.=1320 п.м.
Опытно-фильтрационные работы
Цель: Определение гидродинамических и гидрохимических характеристик водоносного горизонта
Задачи: Определение гидрогеологических параметров, оценка граничных условий водоносных горизонтов, возможной производительности водозаборных сооружений, изучение качества подземных вод, получение данных для оценки ресурсов подземных вод.
В соответствии с заданием проектируемых работ на участке размещения водозабора предусматривается проведение следующих видов откачек:
1) Опытно-одиночные
2) Опытно-кустовые
Перед проведением откачек необходимо провести следующий комплекс подготовительных работ:
Проектом предусматривается разглинизации стенок скважин вращательного бурения. Разглинизация осуществляется с целью оживления водоносного горизонта путем промывки стенок скважин чистой водой в течение 1 бр/см
Общий объем работ по разглинизации скважин: 6 скв *l бр/см = 6 бр/см
Прокачка скважин будет производиться из всех скважин эрлифтом, до полного осветления откачиваемой воды, с последующим наблюдением за восстановлением уровня воды до статического. Прокачку рекомендуется проводить при переменном дебите, причем изменение дебита необходимо производить резко от нуля до максимума и обратно, что создает турбулентное движение воды в прифильтровой зоне, перераспределяя частицы горной породы и тем самым, формируя естественный фильтр. Продолжительность прокачки составляет 1 бр/см.
Общий объем работ по прокачке скважин: 7 скв*1бр/см = 7 бр/см
Основные рекомендации при проведении опытно-фильтрационных работ:
При производстве опытных откачек следует обеспечивать предусмотренные заданием данного проекта их продолжительность, непрерывность, постоянство дебита (постоянство понижения уровня), количество ступеней понижения уровня, отбор проб воды, необходимые точность и частоту измерений в процессе проведения откачки и наблюдения за восстановлением уровня воды в скважине. (17 п. 8)
Опытно-одиночная откачка:
Опытно-одиночная откачка проводится на 3 понижения для определения зависимости дебита от понижения. Конечным результатом проведения опытно одиночных откачек будет получение необходимых данных для определения гидрогеологических параметров.
Опытно-одиночные откачки будут проводиться до полной стабилизации динамического уровня и расхода воды для каждой ступени понижения. Продолжительность опытно-одиночной откачки исходя из стадии проектирования и геолого-гидрогеологических особенностей водоносного горизонта установлена в соответствии с рекомендациями изложенными в таблице (10 стр. 101)
Таблица 4.6 Продолжительность опытно-одиночной откачки
Литология обводненных пород |
К ф. м/сутки |
Удельный дебит л/с |
Характеристика водоносного горизонта |
Продолжительность откачки |
|
пески |
2,2 |
9,3 |
напорный |
24 бр/смен |
Общий объем работ по проведению опытно-одиночных откачек: 2 скв*12 бр/см=24 бр/см
Опытно-кустовая откачка:
Опытно-кустовая откачка проводится для определения всех гидрогеологических параметров, изучения граничных условий водоносного пласта, определения взаимосвязи с другими водоносными горизонтами и поверхностными водами, а также для комплексного изучения качества воды.
Продолжительность откачек по кустовой схеме необходимо определять на основе предварительных расчетов с условием, что при выбранной длительности откачки воды должны быть получены представительные зависимости изменения понижения уровня воды во времени и по площади, а наблюдательные скважины должны быть расположены в зоне квазистационарного режима. Таким образом, продолжительность откачки будет приниматься в соответствии с рекомендациями, приведенными в таблице (10 стр. 101)
Таблица 4.7. Продолжительность опытно-кустовой откачки
Литология обводненных пород |
К ф. м/сутки |
Удельный дебит л/с |
Характеристика водоносного горизонта |
Продолжительность откачки |
|
пески |
2,2 |
9,3 |
напорный |
18 бр/смен |
Общий объем работ по проведению опытно-кустовой откачки: 1 скв*18 бр/см=18 бр/см Расстояния между центральной и наблюдательными скважинами будут устанавливаться на основе предварительных расчетов с условием, чтобы разность величин понижений уровня воды в соседних наблюдательных скважинах и величина понижения уровня на конец откачки в дальней наблюдательной скважине превышала абсолютную величину возможной ошибки измерения уровня не менее чем в десять раз.
Для уменьшения влияния несовершенства скважин, расстояние до первой наблюдательной скважины r1 в виду значительной мощности и большой глубине залегания водоносного пласта будет принято равным r1=1.5*m (6 стр. 247)
r1=1.5*60=90 м
Расстояние от центральной (возмущающей) скважины до соответствующей наблюдательной скважины определялось по полуэмпирической формуле Самсонова:
rn = r1*an-1 (6 стр. 246)
Где:
rn - расстояние до ближайшей наблюдательной скважины,
n - номер наблюдательной скважины; а - коэффициент подобранный путем численного анализа и равный для напорных горизонтов =2,5. (1стр. 246)
Рис № 4.4 Схема опытного куста
r2=90*2,52-1=225 м.
r3=90*2,53-1=560 м
r4=90*2,54-1=1400 м
Данная схема куста состоит из двух лучей, Один луч располагается перпендикулярно естественному потоку, другой параллельно естественному потоку, для оценки гидравлической связи между горизонтом и рекой.
Методика проведения опытно-кустовой откачки:
В комплекте оборудования для проведения испытаний должны быть:
Водоподъемник - типа ЭЦВ 8-25-100, будет устанавливаться на проектную глубину с учетом эксплуатационного понижения, которое составляет 10,31м.
Устройство для измерения расхода воды- измерение расхода воды будет производиться дебитомером типа ВНИИГС из ходя из нагрузки на скважину 21,6 м3/час. (13 стр. 225 таблица XI - I)
Устройство для измерения уровня воды в скважинах- замер уровня воды будет производится электроуровнемером УЭ-200. Глубина измерения не более 200 м. Применения стандартных (роликовых) уровнемеров типа «хлопушка» при проведении откачки не допустимо, вследствие шумовых помех, вызванных работой компрессора
Уплотнительные устройства- В качестве уплотнительных устройств будут использованы резиновые тампонирующие сальники.
Фильтры- В силу данных литологических особенностей водоносного горизонта в скважину будет установлен сетчатый фильтр круглой перфорации, детальная характеристика которого приведена в разделе 4.2.1
Прибор для измерения минерализации воды - для измерения минерализации воды будет использоваться солемер ВСЕГИНГЕО
Трубы, лотки или другие устройства для отвода откачиваемой воды.
Измерительные устройства и приборы должны обеспечить: Измерение расхода воды с погрешностью не более 5%; Измерение напора воды на глубинах до 60 м с точностью до 1 см
Подготовка к испытанию: Подготовку к испытанию необходимо проводить в следующем порядке:
1) Очистка скважин от шлама; 2) Замеры уровня воды в скважинах; 3) Установка фильтров и замер глубины их установки; 4) Закрепление и нивелирование нулевых (замерных) точек; 5) Проверка, установка и подготовка измерительной аппаратуры; 6) Замеры уровня воды в скважинах; 7) Монтаж оборудования водоподъемника и устройства для отвода откачиваемой воды;
Проведение испытания:
При проведении испытания надлежит выполнить следующие основные операции:
1) Включение водоподъемника;
2) Откачку воды с фиксацией начала работ в журнале испытаний;
3) Замеры расхода и уровня воды в центральной скважине;
4) Контроль над работой измерительной аппаратуры и ведение журнала испытаний;
5) Фиксация в журнале испытаний изменений природной обстановки, влияющих на режим уровня подземных вод (дождь, паводок, таяние снега, изменение атмосферного давления, температуры и т.д.);
Прекращение откачки:
Наблюдения за восстановлением уровня воды в скважинах и при необходимости нивелирование нулевых точек;
2) 3амер глубины центральной скважины.
Рекомендации к проведению испытания:
1) Испытание необходимо проводить при одной постоянной величине расхода или понижения уровня воды;
2) При откачке следует осуществлять непрерывный отвод откачиваемой воды на расстояние, исключающее возможность ее влияния на уровень (50 м.) воды в скважинах в период откачки и последующего восстановления его;
3) Откачку необходимо проводить непрерывно; непродолжительные перерывы по техническим причинам не должны превышать суммарно 10-15% от продолжительности испытания и не должны приводить к искажению графика (общего вида) изменения уровня воды во времени;
4) Частота измерения расхода и динамических уровней воды в процессе испытания должна быть определена проектом производства работ в зависимости от целевого назначения и продолжительности откачек воды; она должна быть достаточной для построения временных графиков прослеживания понижения (повышения при восстановлении) уровня воды. Измерения расхода воды необходимо проводить в те же сроки, что и замер уровней.
5) Наблюдение за уровнем воды (при производстве дискретных замеров) в скважинах куста надлежит производить в одной и той же последовательности с тем, чтобы промежутки времени между замерами в одних и тех же скважинах были по возможности равными.
6) Не допускается проведения откачки в паводковый период так как доказана гидравлическая связь данного водоносного горизонта с рекой.
7) После окончания откачки следует проводить наблюдения за восстановлением уровней воды в скважинах; при этом частота наблюдений должна обеспечивать получение представительных графиков прослеживания. (18 п. 2)
Документация:
Для контроля откачки воды и текущей интерпретации ее результатов надлежит строить графики:
Изменения величин понижений уровней воды во времени в центральной и наблюдательных скважинах; изменения величин расхода воды во времени в центральной скважине площадного, комбинированного, и временного прослеживания по данным кустовых откачек
Все данные, полученные в ходе проведения испытания фиксируются в журнале кустовой откачки.
Таблица 4.8 Общий объем опытно фильтрационных работ
№ |
Название работ |
Количество скважин |
Объем |
Итого |
|
1 |
Разглинизация |
6 |
1бр/смена |
6 бр/смен |
|
2 |
Прокачка |
7 |
1бр/смена |
7 бр/смен |
|
3 |
Опытно-одиночная откачка |
2 |
12/бр/смен |
24/бр/смен |
|
4 |
Опытно-кустовая откачка |
1 |
18 бр/смен |
18 бр/смен |
Режимные наблюдения
Цель: Изучение закономерностей изменения режима водоносного горизонта.
Задачи: Установление основных режимообразующих факторов; выяснение закономерностей в режиме; определение г/г параметров по данным режимных наблюдений; определение элементов баланса вод; прогнозирование изменений в режиме подземных вод
Обоснование видов работ
Исходя из вышеперечисленных задач проекта и г/г условий необходимо обосновать набор показателей режима подземных вод. Основными показателями режима подземных вод являются:
Гидродинамические (уровень, расход, скорость потока)
2) Гидрогеохимические (минерализация, макро и микро компоненты, газы органические вещества и др.)
3) Геотермические (температура) (6 стр. 261)
Данные наблюдения позволяют определить величину м (недостаток насыщения), которая оказывает существенное влияние на колебания г/в.
Изучение режима подземных вод ведется по пунктам наблюдательной сети, к которой относятся скважины. Наблюдательные пункты входят в опорную сеть специального назначения. По ним производится изучении режима подземных вод участка работ. Наблюдательная сеть располагается с таким расчетом, чтобы охватить наблюдениями все природные особенности района работ, влияющих на формирование режима грунтовых вод (6 стр.143)
Обоснование объемов работ:
Заключается в определении срока проведения режимных наблюдений и количестве определений изучаемых параметров. Для оценки качества воды, из водоносного горизонта отбираются пробы на химический, бактериологический и другие виды анализов (6 стр. 264)
В систему режимной сети 5 опорных точек в количестве 5 скважин. Исходя из особенностей климата района, выделим 2 периода в исследовании параметров режима:
Так как данное месторождение является напорным, берется 1 замер в 12 месяце. Исходя из задания проекта изучаются следующие параметры: уровень, температура, расход, химический состав (бактериологический анализ, С.Х.А, микрокомпоненты).
Количество замеров уровня и температуры подземных вод в режимных скважинах будет составлять:
5 скв * l замер*12 мес. = 60 замеров. Наблюдения за химическим составом проводятся путем опробования в скважинах.
Количество проб и виды химических анализов:
а) С.Х.А: 5скв. *1р*12мес =60 проб.
б) Бак анализ: 5скв. *1р*12мес =60 проб. в) Микрокомпоненты: 5скв*1р *12 мес. =60 проб
Для установления параметров взаимодействия водоносных горизонтов, связи подземных и поверхностных вод одновременно с замерами в скважинах необходимо проводить наблюдения за положением уровня в реке Сагиз, на которой в створе гидрогеологического поперечника предусматривается создание одного гидрогеологического пункта наблюдений
Методика проведения режимных наблюдений осуществляется следующим образом:
По прибытию на наблюдательные пункты следует расчехлить скважины, произвести прокачку с целью очищения скважин от некачественной воды. Прокачка производится в объеме 2-3 столбов (6 стр. 266), до полного осветления воды. После этого следует отобрать пробы по общепринятой методике. Пробы воды на Бак анализ отбираются в стеклянную чистую бутылку с притертой плотно пробкой, полученную санбаклаборатории.
Приборы и оборудование:
1) Минерализация определяется с помощью солемера ВСЕГИНГЕО
2) Температура определяется с помощью термометра. ЭТАС-2у (13 стр. 226)
3) Для замера уровня воды на устье скважины следует установить бетонную отмостку с металлическим репером, абсолютная отметка которого известна в ходе проложения теодолитного хода от пункта триангуляции.
Определение уровня подземных вод производится методом вычитания из абсолютной отметки устья скважины отметки до уровня воды измеряемой электроуровнемером ЭУ -200 (13 стр. 224)
4) Измерение расхода будет производиться индукционным расходомером ИР-51 (Гор стр 265);
5) Для отбора проб будет использован глубинный пробоотборник типа ГГП (5 стр222)
Документация режимных наблюдений:
Первичная документация режимных наблюдений осуществляется путем регистрации наблюдений в полевой книжке или журнале. Полевая книжка заполняется непосредственно на наблюдательной точке.
В процессе камеральной обработки составляются годовые таблицы среднемесячных и сезонных характеристик уровня воды, таблицы изменения химического состава, хронологические графики колебаний уровня воды по срочным замерам.
Опробование
Цель: Изучение химического состава подземных вод оцениваемого водоносного горизонта. Определение водно-физических свойств пород.
Задачи: Отбор проб воды для проведения комплексного анализа физических и химических свойств воды. Отбор проб пород на определение литологического и гранулометрического состава.
При постановки гидрогеологических исследований, предусмотренных заданием проекта, необходимым условием является отбор проб воды для их детального изучения, посредствам проведения соответствующих видов анализов и лабораторных работ.
Количество и качество образцов отбираемых проб будет определяться с условием их достаточности для получения необходимых данных и расчетных параметров определяющих физические и химические свойства воды.
1) Для отбора проб воды должны быть заранее подготовлены чистые стеклянные или полиэтиленовые бутылки (0,5 л) и к ним стеклянные, резиновые или корковые пробки;;
2) Перед отбором воды бутылки и пробки ополаскивать не менее 3 раз отбираемой водой; 3) Отбор проб воды следует осуществлять с минимальным контактом опробуемой воды с воздухом, для этого между пробкой и водой необходимо оставить расстояние (воздушная пробка) не менее 2 см;
4) При транспортировке проб на дальнее расстояние пробка заливается слоем сургуча или специальной мастики;
5) Бутылки с пробками снабжаются двумя паспортами (один приклеивается, другой в свернутом виде привязывается к горлышку бутылки);
6) В паспорте указывается номер пробы, вид анализа, место и глубина взятия, способ взятия и дата;
Анализы проб необходимо проводить не позже трех дней со дня их отбора. (6 стр. 273)
Для транспортировки бутылок с пробами используются специальные ящики с ячейками, снабженные при необходимости теплоизоляционным материалом, предотвращающим влияние слишком низких и высоких температур.
В сопроводительной ведомости, которая вместе с пробами сдается в химическую лабораторию, должны быть указаны все необходимые сведения о пробах (6 стр. 273).
Таблица 4.9 Обоснование видов и объемов опробования
№ п/п |
Вид анализа |
Количество проб |
Объем проб |
Особенности методики |
|||
Опытно-одиночная откачка |
Опытно-кустовая откачка |
Всего |
|||||
1 |
ПХА |
4пр.*3скв.=12 |
2 пр.*1скв.=2 |
14 |
1 |
Чистая посуда, ополоснутая исследуемой водой |
|
2 |
Бак. анализ |
1пр.*3скв. =3 |
3пр.*1скв. =3 |
6 |
0,5 |
Посуда после обработки в санитарно-эпидемиологических лабораториях, проба должна быть взята за максимально короткое время |
|
3 |
Фенолы |
1пр.*3скв. =3 |
1пр.*1скв. =1 |
4 |
1 |
- |
|
4 |
Массовые поиски |
1пр.*3скв. =3 |
- |
3 |
0,5 |
Стеклянная посуда с притертой к ней крышкой |
|
5 |
Органолептические показатели |
1пр.*3скв. =3 |
1пр.*1скв. =1 |
4 |
1 |
- |
|
6 |
Галогены |
4пр.*3скв.=12 |
2пр.*1скв. =2 |
14 |
1 |
Пробы отбирают в начале и конце откачки |
|
7 |
Токсические вещества |
1пр.*3скв. =3 |
- |
3 |
1-2 |
В строго стерильную посуду |
|
8 |
Микрокомпоненты |
40%*3скв. =1 |
1пр.*1скв. =1 |
2 |
1 |
- |
|
9 |
Вредные компоненты |
1пр.*3скв. =3 |
1пр.*1скв. =1 |
4 |
0,5 |
- |
|
10 |
Сумма металлов |
1пр.*3скв. =3 |
1пр.*1скв. =1 |
4 |
1-2 |
- |
Лабораторные работы
Цель: Определение физических свойств, химических, бактериологических (а также радиологических и др.) показателей качества воды, сравнительной оценки качества воды и установления возможности ёё использования в соответствии с целевым назначением в течение установленного срока эксплуатации Задачи: Проведение различных видов анализов и комплекса определений состава и свойств подземных вод, а также способов консервации проб воды (определяющего пригодность воды)
Таблица 4.10 Обоснование видов и объемов лабораторных работ
№ |
Вид анализа |
Количество проб |
Кол. анализов |
ГОСТ |
|||
Опробов. |
Режимные наблюдения |
всего |
|||||
1 |
ПХА |
12 |
- |
6 |
6 |
Сан.Пим. 2.1.4.559-96,3351-74 3351-74 1030-81 |
|
2 |
Бак. анализ |
3 |
60 |
63 |
63 |
18963-73 |
|
3 |
Фенолы |
3 |
- |
3 |
3 |
18963-73 18921-73 |
|
4 |
Массовые поиски |
3 |
- |
3 |
3 |
3391-74 |
|
5 |
Органолептические показатели |
3 |
- |
3 |
3 |
2762-57 |
|
6 |
Галогены |
12 |
- |
12 |
12 |
Сан.Пим. 2.1.4.559-96,3351-74 3351-74 1030-81 |
|
7 |
Токсические вещества |
3 |
- |
3 |
3 |
4386-21 18294-21 18308-72 4152-81 |
|
8 |
Микрокомпоненты |
1 |
60 |
61 |
61 |
18293-72 1030-81 4388-72 |
|
9 |
Вредные компоненты |
3 |
- |
3 |
3 |
Сан.Пим. 2.1.4.559-96,3351-74 |
|
10 |
Сумма металлов |
3 |
- |
3 |
3 |
Сан.Пим. 2.1.4.559-96,3351-74 |
|
11 |
СХА |
60 |
60 |
60 |
Определенными компонентами следующих видов анализа являются:
П.Х.А. - физические свойства; рН; Сl-; NО3-; НСО3-; СО32-; Са2+; Mg2+; Fе2+; СО2; H2; NО2; Na + К; жесткость;
С.Х.А. - физические свойства;; рН; Сl-; NО3-; НСО3-; СО32-; Са2+; Mg2+; Fе2+; СО2; H2; NО2; Na + К; NН4+ сухой остаток, все виды агрессивности; Массовые поиски - U, Ra, J;
Органолептические показатели - хлориды, сульфаты, остаточный Al; Mn; Fe; Cu; Cr; PО4 (гексометафосфат);
Бак. анализ - коли-титр, коли -индекс.
Токсические химические вещества - Ве; Мо; As; РЬ; нитриты;
Вредные компоненты - Se+4, Fe+, Mo, As, Be.
Методика про ведения:
Полный химический анализ проводится химико-аналитическим методом в стационарных лабораториях с целью определения запаха, вкуса, цветности воды. Анализ на содержание суммы металлов производится колориметрическим методом в стационарных лабораториях. Определение содержание урана химико-аналитическом методом, также в стационарных лабораториях.
Органолептические показатели определяются органолептическими методами:
Органолептические показатели свойств воды:
Температура в момент взятия пробы, 200С Запах при 200С качественно и в баллах Привкус при 200С качественно и в баллах Запах при 600 качественно и в баллах Цветность в градусах Мутность, мг/дмЗ
Бак. анализ проводится в сан - баклабораториях, в течении не более 3-х часов:
Микробиологические показатели воды
Число сапрофитных бактерий в 1 смЗ
Число бактерий группы кишечных палочек (БГКП) в 1 дм3
Микрокомпоненты определяются спектральным методом ВИТР - ЛТИ. Токсические и химические вещества определяются фотометрическим методом в химических лабораториях, на содержание Ве, Мо, As. С.Х.А проводится аналогично П.Х.А, согласно соответствующей нормативной документации.
Метрологическое обеспечение исследований воды должно удовлетворять следующим требованиям:
Метрологическое обеспечение является одним из условий технической компетентности лаборатории. Показателем технической компетентности служит получение результатов анализа с погрешностью, не превышающей величин, установленных ГОСТ 27384-87 или в используемой аттестованной методике. Этот критерий обеспечивается, если выполняются следующие условия:
1) Отобранная на анализ проба воды в момент отбора и в пункте отбора с возможной полнотой представляет контролируемый поток;
2) Определение состава воды выполняется аттестованными методиками с учетом диапазона ожидаемых концентраций контролируемого вещества и с заданной точностью;
3) Определение выполняется специалистом надлежащей квалификации;
4) Внешние условия в лаборатории (температура, освещенность, отсутствие шумов, вибрации и др.) отвечают установленным требованиям;
5) В лаборатории стабильно функционирует система внутреннего контроля;
6) Лаборатория периодически участвует во внешних сличительных проверках;
7) В лаборатории имеется, постоянно обновляется и используется в работе нормативная документация;
8) Все отделения прошли ведомственную аттестацию на техническую компетентность. (21 п. 4.3.1)
Топогеодезические работы
Цель: Привязка объектов проводимых работ к пунктам опорной геодезической сети.
Задачи:
1. Установление абсолютных точек поверхности
2. Установление отметок кровли и подошвы водоносного горизонта
3. Занесение объектов работ (скважины, водозабор) на план
Топографо-геодезические работы на участке детальной разведки заключаются в плановой и высотной привязке гидрогеологических разведочных скважин (наблюдательных и разведочно-эксплуатационных) в количестве 6 скважин.
Работы заключаются в перенесении в натуру и привязке гидрогеологических скважин по четко выраженным контурам и пунктам триангуляции на топографическую карту масштаба 1:50 000.
Для плановой привязки скважин предусматривается комплекс геодезических работ по привязке скважин аналитическими засечками.
Высотная привязка скважин будет осуществляться техническим нивелированием нивелиром Н-2 при равных длинах плеч (до 120м). Нивелирование производится в одном направлении по башмакам.
Для проведения данного вида работ проектом предусматривается привлечение специально подготовленных кадров для проведения работ на договорной основе.
Камеральные работы
Цель: Обработка результатов полевых исследований.
Задача: Составление технического отчета и графических приложений к проекту
Камеральную обработку полученных материалов необходимо осуществлять в процессе производства полевых работ (текущую) и после их завершения и выполнения лабораторных исследований (окончательную камеральную обработку и составление технического отчета или заключения о результатах гидрогеологических изысканий).
Текущую обработку материалов необходимо производить с целью обеспечения контроля за полнотой и качеством гидрогеологических работ и своевременной корректировки программы изысканий в зависимости от полученных промежуточных результатов изыскательских работ.
В процессе текущей обработки материалов изысканий осуществляется систематизация и проверка данных буровых работ, опытно-фильтрационных работ в гидрогеологических скважинах, гидрологических и гидрохимических исследований, результатов стационарных режимных наблюдений. Работы должны вестись постоянно по мере получения материала и заключается в составлении паспортов скважин, графиков и таблиц по гидрологическим, опытно-фильтрационным, топогеодезическим работам и т.д.
По результатам одиночных опытных откачек в условиях неустановившейся фильтрации строятся графики временного прослеживания S=f (lgt) (для напорных вод), кустовых - графики площадного S=f(lgr) и комбинированного прослеживания S=f(lgr2/t). Строятся также графики восстановления уровня. На основании выполненных построений производится расчет гидрогеологических параметров.
По результатам режимных наблюдений составляются графики изменения уровня, температуры, концентрации химических элементов во времени. По результатам режимных наблюдений оцениваются гидродинамические параметры. На основании полученных результатов составляются прогнозы режима, баланса подземных вод.
При окончательной камеральной обработке производится уточнение и доработка представленных предварительных материалов, оформление текстовых и графических приложений и составление текста технического отчета о результатах гидрогеологических исследованиях. При графическом оформлении гидрогеологических карт, разрезов и колонок условные обозначения элементов, гидрогеологии, стратиграфии, а также обозначения видов пород и их литологических особенностей следует принимать в соответствии с действующей нормативно-технической документацией. (23 п. 6.28)
4.3 Метрологическое обеспечение
Цель: Проверка применяемого оборудования на соответствие установленным государственным стандартам.
Задачи: Контроль за точностью измерений, замер необходимых величин для выявления отклонений от установленных стандартами норм.
Данные задачи решаются путем проведения проверок и контрольных замеров необходимых деталей оборудования. Как показывает анализ, основными факторами воздействующими на точность измерений оказывают климатические, технологические, методические и связанные с транспортировкой факторы. Поэтому при производстве работ необходимо соблюдение следующих условий:
Производство измерений приборами и измерительными средствами, для которых установлен температурный режим их нормальной работы, следует проводить при температуре, удовлетворяющим требованиям технических инструкций по эксплуатации.
Методика производства замеров должна соответствовать требованиям проекта и инструкций по производству отдельных видов работ.
Величины статистических погрешностей всех измеряемых параметров не должны превышать допустимых.
Измерительные средства при переездах должны переводится в транспортное положение, упаковываться во избежание получения повреждений; Перед началом измерений работа ряда приборов должна проводиться с использованием стандартных эталонов.
Производство замеров дебита предусматривается дебитомером типа ВНИИГС.
Замеры уровня в скважинах производятся электроуровнемером УЭ-200, точность измерений ± 0,015 м.
Измерения температуры производятся проверенным термометром ЭТС-2у ручным методом, точность измерений должна составлять ± 0,10 С.
По окончании буровых работ глубина скважин измеряется с помощью мерной ленты ОПКЗ (100м).
Замеры расхода реки на гидрометрическом посту ведутся вертушкой Жестовского, уровня воды - мерной лентой ОПКЗ (10 м.).
Секундомеры, рулетки, термометры проходят ежегодные проверки в лабораториях государственного надзора за стандартами измерительной техники. Гамма-каратаж будет производится радиометром, проверка которого производится ежегодно. Кроме того, для контроля качество измерений будет проводится дополнительный гамма - каратаж в V = 10% от основного.
При плановой проверке скважин точность определения углов не менее ± 30.
Допускаемая прочность при замерах длины профилей мерным тросом длиной 50 м. и мерной лентой длиной 20 м. составляет соответственно ± 0,5 и ± 0,3 м.
Требования к метрологическому обеспечению химических лабораторий:
Метрологическое обеспечение является одним из условий технической компетентности лаборатории. Показателем технической компетентности служит получение результатов анализа с погрешностью, не превышающей величин, установленных ГОСТ 27384-87 или в используемой аттестованной методике. Этот критерий обеспечивается, если выполняются следующие условия:
1) Отобранная на анализ проба воды в момент отбора и в пункте отбора с возможной полнотой представляет контролируемый поток;
2) Определение состава воды выполняется аттестованными методиками с учетом диапазона ожидаемых концентраций контролируемого вещества и с заданной точностью;
3) Определение выполняется специалистом надлежащей квалификации;
4) Внешние условия в лаборатории (температура, освещенность, отсутствие шумов, вибрации и др.) отвечают установленным требованиям;
5) В лаборатории стабильно функционирует система внутреннего контроля;
6) Лаборатория периодически участвует во внешних сличительных проверках;
7) В лаборатории имеется, постоянно обновляется и используется в работе нормативная документация;
8) Все отделения прошли ведомственную аттестацию на техническую компетентность. (21 п 4.2.5)
4.4 Документация
Цель: Составление необходимых для проведения работ документов.
Задача: Документировать все полученные при производстве геологоразведочных работ данные для составления проектной документации и сдачи отчета В ГКЗ.
Горно-буровые работы:
I. Журнал инструктора по технике безопасности;
II. Журнал полевой документации г/г скважины:
1) Акт о заложении скважины;
Акт на оборудование скважины;
Акт окончательного замера глубины скважины;
Акт на ликвидацию скважины.
III. Документация геологического разреза скважин включает наблюдения:
За положением забоя скважины;
За составом и свойствами горных пород;
3) За положением уровня п/в;
IV. Геолого-технический паспорт скважины;
V. Журнал планово- предупредительных ремонтов.
Геофизические исследования:
I.Журнал инструктажа по т/б;
II.Акт на проведение геофизических работ;
III.Документация геологического разреза, полученная при проведении ГИС;
IV.Акт на использование силовых установок;
V. Акт об окончании геофизических работ.
Опытно-фильтрационные работы:
В процессе работ ведется журнал откачки. Документация хода работ заключается в регистрации времени замеров, глубины погружения приемного клапана насоса от устья скважины, дебита, статического уровня, понижения, динамического уровня и т.д. После прекращения откачки в журнале документируется ход восстановления уровня в скважине. Все данные откачки заносятся в лист кустовой откачки.
I. Акт на проведение ОФР;
II. Акт окончания ОФР;
III. Журнал кустовой откачки;
IV. Журнал установки спуска и подъема фильтра.
Режимные наблюдения:
1. Акт на проведение режимных наблюдений; П. Журнал отбора проб;
ПI. Таблицы годовых изменений уровней п/в. в течении года.
IV. Хронологические графики изменение t и Q;
Опробование:
1. Акт на проведение опробования. П. Журнал отбора проб.
Документация по технике безопасности:
1) Технический проект на производство работ;
2) Акт о готовности участка к работе;
3) Журнал инструктажа на рабочем месте;
4) Журнал замечаний по ТБ;
5) Журнал регистрации выезда на линию и возвращения автотранспорта;
6) План эвакуации людей и ценностей на случай возникновения пожара;
7) Схема движения транспортных средств в пределах участка;
8) Правила внутреннего трудового распорядка;
9) Таблица с указанием ответственного по ТБ;
10) Журнал оперативного контроля по ТБ;
11) Акт на приемку в эксплуатацию буровых агрегатов;
12) Журнал заключения договоров с работниками по ТБ;
13) Предупреждающие плакаты и таблички по ТБ, инструкции по видам работ и дополнительные обязанности на руководителей и ИТР, инструкции по оказанию медицинской помощи.
4.5 Охрана окружающей среды
Цель: Проведение мероприятий, предусматривающих, решение вопросов комплексного изучения окружающей среды. Всестороннее исследование месторождения с целью выявления источников загрязнения и оценки степени их опасности, а также прогнозирование воздействия этих источников на санитарное состояние окружающей среды.
Задачи: Использование наиболее эффективных способов устранения причин и неблагоприятных последствий нарушения природного состояния окружающей обстановки, вызванного проведением различного комплекса геологоразведочных работ, а также возможное предотвращение этих изменений.
На основе действующего закона «Об охране окружающей среды», который был принят 13.07.1997 г. заложившего основы для комплексного регулирования общественных отношений во взаимодействии общества и природы данный проект предусматривает определенный комплекс мероприятий на охране окружающей среды.
Все исполнители перед началом работ должны быть ознакомлены с действующими указаниями и правилами по охране окружающей среды.
1. На используемых землях места заложения скважин должны, выбираться, по возможности, за пределами посевных площадей и согласовываться с руководителями хозяйств.
2. Места хранения ГСМ, стоянки отрядов не должны устраиваться около водоемов, лесопосадок, посевных культур и источников питья.
3. При выравнивании площадок почвенно-растительный слой необходимо складывать отдельно, а после окончания работ возвращать его на место. При этом необходимо предварительно срыть верхний загрязненный слой и убрать его за пределы полезных площадей»
а) при горнопроходческих работах, перед началом проходки шурфов предусматривается укладка снятого дерна на планированные площадки шурфов.
4. По окончании работ, площадки лагерей и буровых агрегатов должны быть очищены от мусора и спланированы;
5. Скважины, оставляемые для дальнейших работ, должны быть закрыты заглушками.
6. Подъездные дороги к местам стоянок отрядов должны проводить по непригодным землям.
7. Производственные площадки, территории производственных объектов должны содержаться в чистоте.
8. Места заложения скважин, точек проведения опытных работ выбираются вблизи дорог, на пустошах или окраинах площадей, не используемых под посевы.
9. В местах стоянок отрядов запретить порубку древесной и кустарниковой растительности, по окончании работ площадки лагерей очищаются от мусора и планируются.
В соответствии с вышеизложенным проектом предусматривается:
10 Рекультивация площадок места стоянок полевых и буровых отрядов;
Перед началом буровых работ на рабочих площадках станка 1БА-15В снимается плодородный слой почвы. После окончания буровых работ вновь водворяется на своё прежнее место. Перед этим снимается и вывозится загрязненный слой почвы с места стоянок ГСМ и компрессора. Ниже приводятся компоненты природной среды, источники и факторы отрицательного воздействия на них при проведении геологоразведочных работ и результаты этого воздействия.
Таблица 4.11. Источники и факторы отрицательного воздействия на О.С
Элементы биосферы |
Отрицательное воздействие |
Результаты воздействия |
|
Воздушный бассейн |
Выбросы в атмосферу газов работающими силовыми двигателями (механизмами) и автотранспортом |
Незначительное загрязнение атмосферы |
|
Водные ресурсы |
Сброс на прилежащие площади водосбора откачиваемых из скважин подземных вод питьевого качества |
Воздействие положительное на поверхностный сток, незначительные нарушения режима и условий стока подземных вод |
|
Земельные ресурсы |
Снятие почвенного покрова на площадках бурения скважин |
Малообъемное нарушение почвенного покрова, деформация земной поверхности искусственными выемками, формирование отвалов почвы и рыхлых пород |
|
Флора и фауна |
Нарушение почвенного покрова, загрязнение атмосферы, производственные шумы |
Изменение условий обитания грызунов и птиц, уничтожение травянистой растительности на подрабатываемых производственных площадках |
|
Недра |
Проходка скважин с извлечением шлама, выемка защебненных суглинистых грунтов из легких горных выработок (зумпфы) на буровых площадках |
Возникновение техногенной пустотности в недрах, слабые изменения состояния массива горных пород, небольшое уменьшение запасов подземных вод |
|
Население |
Прямого воздействия нет |
Отрицательные последствия отсутствуют |
4.6 Охрана труда и противопожарная безопасность
Цель: Проектирование организационных мероприятий по правильной организации труда и разработке мер противопожарной безопасности при проведении геологоразведочных работ.
Задачи: Безопасного ведение геологоразведочных работ и охраны труда, создание на участке условий, обеспечивающих выполнение производственного плана без травматизма, заболеваний, аварий и пожаров.
Общие положения:
1. Все рабочие должны быть обучены, сдать экзамены по технике безопасности применительно к профилю работы.
2. Рабочие, связанные с повышенной опасностью работ (бурильщики и их помощники, электромонтеры, сварщики, шоферы и др.) допускаются только при наличии удостоверения об окончании специальных курсов о проверке знаний правил техники безопасности, инструкций и правил технической эксплуатации и прошедшие по безопасным методам труда.
3. На всех применяемых грузоподъемных машинах и механизмах необходимо сделать надписи об их предельной грузоподъемности, не превышающей паспортную. Узлы, детали и приспособления повышенной опасности должны быть окрашены в соответствующие цвета, согласно ГОСТу 12.4.026-76 стандартов безопасности и иметь предупреждающие знаки безопасности.
4. В каждом отряде и участке должны быть обучены работники по обслуживанию газовых установок и назначено приказом лицо, ответственное за газовое хозяйство.
5. Работники, вновь принятые на работу или переведенные с других видов работ, должны пройти медицинский осмотр, принять при необходимости соответствующие прививки с учетом профиля и условий их работы.
6. Вновь принятые работники допускаются к самостоятельной работе после вводного инструктажа на рабочем месте, обучения приемам работы и проверки знаний по Т.Б, применительно к профилю выполняемой работы
7. Все работники должны быть обучены оказанию первой медицинской помощи, уметь наложить повязку, жгут, шину, делать искусственное дыхание, правильно транспортировать пострадавшего и т.д. Отряды, выезжающие в поле, должны быть полностью обеспечены исправным инструментом, снаряжением, оборудованием, приборами, средствами первой медицинской помощи.
8. Все отряды и бригады, участки в малонаселенных районах и удаленные от ближайшего пункта более чем на 5 км должны быть снабжены радиостанциями.
9. Все объекты работ до наступления зимнего сезона, а также летнего сезона должны быть подготовлены к работе в зимний период (летний).
Готовность объекта проверяется комиссией с участием представителя организации, работника по ТБ и оформляется актом, к которому прикладывается пусковая документация.
Техника безопасности при буровых работах:
1. При производстве буровых работ руководствоваться «Правилами безопасности при геологоразведочных работах», утв. 1979 г., а так же утвержденными типовыми инструкциями по технике безопасности;
2. Буровой агрегат должен проверяться в начале смены буровым мастером, а результаты проверки должны заноситься в буровой журнал;
3. Работы по бурению скважин могут быть начаты при наличии геолого-технического наряда, наряда-задания, документации по техники безопасности и пусковой документации;
4. При передвижении самоходных буровых установок рабочие могут находиться только в кабине водителя;
5. До начала монтажа буровой установки площадка должна быть спланирована и очищена (рис № 25);
6. Во время работы буровых станков запрещается:
а) переключать скорости лебедки и вращателя, а также переключать вращение с лебедки на вращатель и обратно до их полной остановки;
б) заклинивать рукоятки управления машин и механизмов;
в) производить замер вращающейся ведущей трубы (квадрата).
7. Во время спускоподъемных операций запрещается:
а) работать на лебедке с неисправными тормозами;
б) стоять в непосредственной близости от спускаемых (поднимаемых) труб и элеватора;
в) спускать трубы с недовернутыми резьбовыми соединениями;
г) проверять или чистить резьбовые соединения без защитных рукавиц.
8. При кратковременных остановках бурения необходимо приподнять бурильные трубы на высоту, исключающую возможность их прихвата;
9. При эксплуатации компрессорных установок необходимо строго выполнять требования «Правил устройства и эксплуатации воздушных компрессоров и воздухопроводов»;
10. Работники буровой бригады должны быть дополнительно ознакомлены с инструкцией по эксплуатации, породоразрушающего инструмента и вспомогательных приспособлений;
11. После окончания разведочных буровых работ на скважине необходимо:
а) засыпать все ямы и шурфы, оставшиеся после демонтажа буровой установки;
б) оборудовать или ликвидировать устье скважины;
в) ликвидировать загрязнение почвы от ГСМ и выровнять площадку, а на культурных землях провести рекультивацию.
12. При производстве работ и местах базирования работ соблюдать правила пожарной безопасности, все работы должны быть обеспеченны противопожарным инвентарем, шансовым инструментом и плакатами по соблюдению противопожарных мер.
13. Во избежание пожара запрещается, разводит огонь в радиусе менее 10 м. от палаток и 100м. от мест хранения ГСМ;
14. ГСМ должны хранится на безопасном расстоянии, но мене чем 30м. от буровой. Место хранения ГСМ обваловывается.
Меры безопасности при опытно-фильтрационных работах:
1. Оборудование и механизмы для опытных откачек должны устанавливаться на площадке в соответствии с техническими требованиями их эксплуатации. (рис № 26);
2. Рабочая площадка должна быть спланирована, расчищена, и иметь удобные подходы;
3. Верхний край колонны обсадных труб, которой закреплена скважина, не должен иметь зазубрин или режущих кромок;
При отводе воды шлангом конец шланга должен быть закреплен. Вода из скважины по трубопроводу или шлангу должна отводиться за пределы рабочей площади. При этом должна исключаться возможность затопления или размыва дорог, жилых и производственных помещений и пр.
4. Запрещается производить опытные откачки из скважин, с незакрепленными устьями. При откачках скважин, начинающихся шурфами, устья выработок должны быть перекрыты прочными щитами.
5. Запрещается производить спуск и подъем гидрогеологических приборов, уровнемеров и хлопушек без направляющего ролика;
6. При откачках в ночное время рабочее место должно быть освещено в соответствии с «Нормами освещенности буровых установок»;
7. Для наблюдателя и мастера при производстве откачки в летнее время оборудуется укрытие от дождя и ветра, а зимой - отапливаемое помещение;
8. При спуске в скважину и подъеме из скважины насосного оборудования (ЭЦВ.) должны выполняться требования раздела «Буровые работы вышеуказанных правил;
9. Запрещается опускать в скважину фильтры, бурильные и обсадные трубы длиной более 0,8 высоты вышки или предельной высоты подъема крана;
10. При откачках из скважин эрлифтом необходим соблюдать следующее:
а) работы, связанные с применением компрессора должны выполнятся в соответствии с требованиями «Правил устройства и безопасности эксплуатации сосудов работающих под давлением»;
б) арматура скважины должна быть опрессована на полуторное рабочее давление; необходимо систематически проверять исправность и герметичность арматуры и немедленно устранять недостатки
Меры безопасности при гидрометрических работах:
1. Все створы должны быть оборудованы гидрометрическими мостиками, с которых осуществляются замеры расходов рек и родников и промер глубин;
2. Перед началом работ проверяется состояние мостиков, страховочных тросов, перил и прочих технических средств;
3. При передвижении наблюдателей между створами, также должны соблюдаться требования ПБГР.
Меры безопасности при режимных наблюдениях:
1. Для производства режимных наблюдений исполнителю должна быть выдана схема маршрута следования с указанием на ней начала и окончания работы, мест отдыха, безопасных переходов, переездов и других мер безопасности применительно к местным условиям работы;
2. Подходы к наблюдательным точкам должны быть безопасными;
3. Перед началом замеров должно быть проверено состояние устья наблюдательной точки, запрещается проводить наблюдение на скважинах с незакрепленными и необорудованными оголовками устьев;
4. Перед спуском приборов необходимо проверять их исправность и состояние тросиков и приводов. Запрещается использовать тросики скрюченные, и с порванными проволочками;
5. Запрещается производить спуск и подъем гидрогеологических приборов, уровнемеров и хлопушек без направляющего ролика;
6. При замере дебита из самоизливающейся скважины запрещается:
а) находиться под трубой, отводящей воду из скважин;
б) стоять против водоотводящей трубы в момент открытия задвижки;
в) при отводе воды шлангом, конец шланга должен быть закреплен, вода из скважин должна отводиться за пределы рабочей площадки.
При передвижении наблюдателей в речных долинах должны соблюдаться требования ПБГР.
Меры безопасности при геофизических работах:
1. Геофизические исследования в скважинах проводятся с соблюдением правилом по Т.Б. на геологоразведочных работах и регламентируются нормами радиационной безопасности (НРБ-76);
2. Нормы радиоактивной безопасности распространяются на все ведомства и министерства, применяющие и хранящие радиоактивные вещ-ва и источники ионизированного излучения;
З. В качестве основных дозовых пределов в зависимости от группы критических органов (категории облучаемых лиц по дозовым пределам: категория А- персонал; категория Б- ограниченная часть населения; категория В- население области, края и т д.) для категории А устанавливается предельно допустимая доза (ПДД) за год, для категории Б- предел дозы (ПД) за год.;
4. С целью обеспечения НРБ в качестве регламентирующего документа используются «Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и др. источниками ионизирующего излучения» ОСП- 72/80;
5. В соответствии с требованием ОСП производится проектирование и размещение учреждений и установок, предназначенных для работы с источниками ионизирующего излучения, осуществляется организация работ, получение, учет, хранение и пере возка источников, определяются основные требования к вентиляции, пылегазоочистке и отоплению помещений, водоснабжению и канализации, сбору, удалению и обезвреживанию отходов. Кроме того, в них пре6дусмотренны меры индивидуальной защиты и личной гигиены, требования к дезактивации и содержанию рабочих помещений.
6. Геофизические работы проводятся в строгом соответствии с утвержденным проектом работ.
Вследствие вредного воздействия гамма лучей, для безопасного ведения каротажных исследований в скважинах необходимо:
1. Необходимо обеспечить защиту, уменьшающую степень активности гамма частиц.
2. Материал защиты выбирается в соответствии с назначением, конструктивными особенностями, а также требованиям к габаритным размерам источника. Для защитных кожухов целесообразно использовать свинец. При устройстве сан, защиты бетон.
Увеличить расстояния источника излучения от работающего.
4. Уменьшить время облучения работников геофизической экспедиции, путем увеличения кол-ва смен.
5. Предусмотреть устройство защиты в соответствии с мощностью источника.(снижение активности)
6. Использование в качестве источников излучения радионуклидов с меньшей энергией.
7. Источник излучения необходимо хранить в специальных помещениях и перевозить их к месту работы в контейнерах, обеспечивающих снижение излучения.
Список используемой литературы
1) Биндеман Н.Н. «Поиск и разведка подземных вод для крупного водоснабжения ». Москва «Недра» 1970 г.
Башкатов Д.Н «Справочник по бурению скважин на воду». Москва «Недра» 1979 г.
3) Белицкий А.С. В.В Дубровский «Проектирование разведочно-эксплуатационных скважин на воду» Москва «Недра» 1974 г.
Башлык С.М. Загибайло Г.Т. «Бурение скважин». Москва «Недра» 1990г
А. М. Бейсенбаев. Б. В. Федоров «Бурение скважин и горно-разведочные работы» Москва «Недра» 1990г
Гордеев П.В. «Гидрогеология; Москва «Недра» 1990 г.
Гончаров А.Е. «Пособие буровому мастеру по предупреждению и ликвидации аварий и осложнений при разведочном бурении» Москва «Недра» 1982 г
Дубровский В.В. «Справочник по бурению и оборудованию скважин на воду» Москва 1964 г.
Кабанцев А.И. «Охрана труда на геологоразведочных работах», Москва «Недра» 1983 г.
Климентов П.П «Методика гидрогеологических исследований»; Москва «ГОСГЕОЛТЕХИЗДАТ» 1961 г.
Климентов П.П. В.М. Кононов «Динамика подземных вод» Москва «Высшая школа» 1985 г.
Минкин Е.Л «Гидрогеологические расчеты для выделения зон санитарной охраны». Москва «Недра» 1967 г.
В.М. Максимов справочное руководство гидрогеолога том 2 Ленинград, «Недра» 1979г.
Малонян А.В. Малонян Э.А. «Практические расчеты по бурению скважин на воду» Москва «Недра» 1968 г.
Рембрик П.К. «Справочник по бурению инжерно-геологических скважин» Москва «Недра» 1990 г.
Солонин Б.Н «Справочник по проектированию и бурению скважин на воду». «Недра» 1983 г.
Солонин Б.Н «Справочник по проектированию и бурению скважин на воду». «Недра» 1983 г.
СП 11-108-98 Свод правил. «Изыскания источников водоснабжения на базе подземных вод». Москва «ПНИИИС» 1990 г
ГОСТ 23278-78 «Методы полевых испытаний проницаемости»
ГОСТ 24481-80 «Вода питьевая. Отбор проб»
СанПиН 2.1.4.027-95 «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения»
СанПиН 2.1.4 559-96. «Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»
СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства»
СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»
РСН 46-79 Применение каротажных методов при инженерных изысканиях для строительства»