Изопахиты: 1 — основные, 2 — промежуточные, 3 — контуры площади, изученной по данным бурения - раздел Геология, Геолого-экономическая оценка месторождений подземных промышленных вод Методике Определения Параметров Водоносных Пород По Данным Опробования ...
Методике определения параметров водоносных пород по данным опробования глубоких скважин посвящена обширная специальная литература по гидрогеологии и нефтяной геологии. Учитывая состояние разработки этого вопроса, в настоящей книге изложены лишь основные сведения о методах гидродинамических расчетов. Основное внимание уделяется оценке влияния специфических факторов, присущих глубоким водоносным горизонтам, на точность определения характеризующих эти горизонты параметров. Как показывает опыт разведки и оценки эксплуатационных запасов подземных минеральных, термальных и промышленных вод в различных гидрогеологических районах страны, такие факторы оказывают часто значительное влияние на точность расчета параметров и, следовательно, на достоверность оценки эксплуатационных запасов.
Определение коэффициентов фильтрации, водопроводимости и пьезопроводности пород производится путем обработки результатов опытных работ на скважинах. При региональных гидродинамических построениях и оценке прогнозных эксплуатационных запасов промышленных вод основные сведения о параметрах глубоких водоносных горизонтов могут быть получены путем обработки данных опробования поисковых и разведочных скважин на нефть и газ, а также опорных скважин. Реже такие сведения могут быть получены при проведении специальных гидрогеологических исследований, и в некоторых случаях — путем обработки данных эксплуатации нефтяных и газовых месторождений.
Из-за отсутствия единой методики испытаний поисковых и разведочных скважин на нефть и газ получаемые в процессе опытных работ материалы характеризуются разнородностью и разной степенью достоверности. В практике газонефтепоисковых и разведочных работ применяются следующие виды опробования скважин: а) прокачка с целью разглинизации водонефтегазоносных горизонтов для обеспечения притока пластовых вод (нефти и газа) в скважину; б) кратковременные опытные выпуски из фонтанирующих скважин при разных режимах работы с целью построения индикаторных кривых для оценки продуктивности пород; в) кратковременные откачки с применением эрлифтов или глубинных насосов при отсутствии самоизлива; г) восстановление давления (уровня) после окончания опытных работ на скважинах; д) понижение давления в реагирующих скважинах (метод гидропрослушивания), выполняемое обычно на площадях детальной разведки или эксплуатируемых нефтяных и газовых месторождениях.
Специальные гидрогеологические исследования проводятся с целью изучения водоносных горизонтов и комплексов при проведении поисковых и разведочных работ на месторождениях подземных промышленных вод. Основными видами таких работ являются откачки и выпуски, которые в зависимости от назначения и соответственно продолжительности квалифицируются как пробные, опытные или опытно-эксплуатационные (одиночные, кустовые и групповые). Пробными откачками (выпусками) опробуются все выделенные при бурении перспективные водоносные горизонты с целью предварительной оценки их фильтрационных свойств и изучения качества воды по показателям, определяющим ее промышленную ценность.
Опытные откачки проводят с целью определения основных гидрогеологических параметров, а также граничных условий водоносных горизонтов по их простиранию и в разрезе месторождения. Опытные откачки могут быть одиночными и кустовыми в зависимости от наличия вблизи испытываемой скважины специальных наблюдательных или соседних разведочных скважин. Опытно-эксплуатационные откачки из одной или нескольких скважин проводятся обычно в сложных геолого-тектонических и гидрогеологических условиях с целью уточнения граничных условий и параметров водоносных отложений и определения оптимальной производительности эксплуатационных скважин.
Все полученные в процессе опытных гидрогеологических работ материалы, несмотря на их разнообразие, могут обрабатываться по общему плану с использованием основных положений теории упругого режима пластовых водонапорных систем. Основой для определения параметров являются кривые снижения уровня (давления) при постоянном дебите скважин или дебита при поддержании постоянного напора, а также кривые восстановления уровня (давления) в скважинах после окончания опыта. В некоторых случаях для определения параметров могут быть использованы кривые продуктивности скважин (кривые зависимости дебита от понижения уровней). Иногда, как будет показано ниже, определение параметров С достаточной степенью точности может быть выполнено по результатам кратковременного опробования скважин.
Как известно, основным уравнением, описывающим движение упругой жидкости в упругом пласте, является дифференциальное уравнение
(1)
которое для случая осесимметричной фильтрации имеет вид:
(2)
Решение этого уравнения позволяет получить все необходимые расчетные формулы для определения гидрогеологических параметров и оценки эксплуатационных запасов подземных вод практически Для всех поддающихся геометризации начальных и граничных гидрогеологических условий. Возможность при решении уравнения (1) использовать принцип наложения течений (суперпозиции) обеспечивает проведение расчетов в случаях работы двух и более Скважин и водозаборов. Понижение в точке, вызванное действием Нескольких скважин или водозаборов, определяется как сумма понижений, вызванных работой каждой (или каждого) из них.
Решением уравнения (1) в случае движения подземных вод к точечному стоку в неограниченном водоносном горизонте является следующая формула, употребляемая для гидрогеологических расчетов неустановившейся фильтрации в условиях упругого режима:
(3)
Для наиболее распространенного случая работы скважины с постоянным дебитом формула (3) приобретает вид:
(4)
где S — понижение уровня; а — коэффициент пьезопроводности; t — время; r — расстояние от источника возмущения до точки, в которой определяется понижение уровня на определенный момент времени t; k — коэффициент фильтрации; m — мощность водоносного горизонта; Q, Q(t) — дебит точечного источника, скважины.
На практике обычно используют логарифмическое приближение функций Ef (4), которое с точностью до 5% может заменить решение (3) при соблюдении условия r2/4аt<1:
(5)
При этом расчетная формула для определения понижения уровня в скважине будет иметь вид:
(6)
Рис. 11. Значения погрешности при замене точной формулы (4) приближенной (6)
Все темы данного раздела:
Издательство «Недра», 1988
ВВЕДЕНИЕ
За послевоенные годы из земных недр многие полезные ископаемые получены в количествах, превышающих их добычу за всю предшествующую историю ч
Подземные промышленные воды, их признаки
Представления о подземных промышленных водах с момента их вовлечения в среду хозяйственного использования претерпели существенную эволюцию. В общем смысле под промышленными водами
По Н. А. Плотникову
Наименование вод
Минимальные концентрации элементов
мг/л
%
Специфические по микрокомпонентному составу
Требования к промышленным водам, содержащим бром, йод и бор
Целевое назначение вод
Иода, мг/л, не менее
Брома,
мг/л, не менее
Бора, мг/л, не менее
Щелочность, ммоль/л, не более
Ориентировочные кондиционные требования к месторождениям подземных йодобромных вод
Бассейн промышленных
йодобромных вод
Минимальные концентрации, мг/л
Минимальный дебит одной
Предельное понижение
Суммарный деб
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД В СССР
Подземные минерализованные воды и рассолы промышленного значения широко развиты на территории СССР и приурочены, как правило, к глубоким частям крупных артезианских бассейнов, котор
Провинции и районы распространения промышленных вод СССР
Типы* гидрогеологических структур
Провинции подземных промышленных вод
Район (бассейн)
Древние (докембрийские) платформенные област
Обобщенные сведения о концентрациях некоторых редких элементов в рассолах провинции Русской платформы
Тип воды
Минерализация,
г/л
Концентрации редких элементов, мг/л
Cs
Rb
Sr
B
Пористость и проницаемость палеозойских отложений
Возраст
Породы
терригенные
карбонатные
Девон
5 — 25
20 — 3000
Средние концентрации редких элементов в различных водоносных комплексах Азово-Кубанского и Восточно-Предкавказского бассейнов
Водоносные комплексы
Эквивалентная доля Са, %
Элементы, мг/л
Редкие
металлы
I
B
Сочетания полезных компонентов в промышленных водах крупных артезианских бассейнов
Характерные районы (бассейны) распространения подземных промышленных вод
Элементы
Характерные районы (бассейны) распространения подземных промышленных вод
Добыча редких элементов и минеральных солей в развитых капиталистических и развивающихся странах
Товарная продукция
Общая добыча, тыс. т/год
Добыча из гидроминерального сырья
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД ЗА РУБЕЖОМ
В ряде развитых капиталистических стран (США, Японии, Италии, ФРГ и др.) достигнуты определенные успехи в использовании гидроминерального сырья, добыча редких элементов и минераль
Основные виды гидроминерального сырья капиталистических и развивающихся стран
Подтип
Класс
Подкласс
Ценные элементы
Примеры
А. Природные
Подземные
&nb
Состав термальных рассолов и вод Красного моря, г/кг
Компоненты и показатели
Впадина Атлантис II
Впадина Дискавери
Вода океана
Химический состав термальных флюидов гидротермальных систем Калифорнийской рифтовой зоны, мг/л
Компоненты и показатели
Сьерро-Прието
Солтон-Си
Компоненты и показатели
ПОНЯТИЕ О МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД
Представления о месторождениях глубоких подземных вод сформировались сравнительно недавно. Необходимость введения понятия «месторождение» связана с несколькими причинами. Пожалуй,
Подразделение месторождений подземных вод на группы по степени сложности
Группа
Сложность природных условий
Целесообразность разведочных работ запасов категорий
геологических
гидродин
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД
Для решения практических задач при разведке и освоении месторождений подземных вод их подразделяют на три группы по степени сложности (табл. 14). Степень сложности в данном случае о
Эксплуатационные участки месторождений, водозаборы промышленных вод
Месторождения подземных промышленных вод в принятом понимании могут охватывать территорию почти всего или части (иногда сравнительно небольшой) гидрогеологического района. Вместе с
СПОСОБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГЛУБОКИХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Геолого-экономические показатели эксплуатации определяются гидрогеологическими условиями месторождений подземных промышленных вод и техническими условиями их разработки. Эти показ
НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКЦИИ СКВАЖИН НА ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ
Бурение и опытное гидрогеологическое опробование скважин при поисках и разведке являются основными способами изучения подземных промышленных вод и продуктивных водовмещающих пород.
Категории глубоких гидрогеологических скважин на подземные промышленные воды
Категория скважин
Основное назначение бурения
Решаемые задачи
Методы исследований
Поисковая
Изучение гидро
Экономические показатели добычи подземных промышленных вод
Анализ экономических показателей йодобромного производства важен с точки зрения оценки стоимости добычи воды в общей себестоимости конечной продукции. Вместе с тем такой анализ Дает
Минимальные расчетные промышленные концентрации йода и брома в подземных водах Западной Туркмении
Предельная стоимость
1 м3 воды, коп.
Минимальная промышленная концентрация, мг/л
При раздельном извлечении
Оценка возможной стоимости извлечения редких металлов из подземных вод
Металл
Концентрация металла в сырье, мг/л
Расход воды на получение 1 т продукции, тыс. м3
Стоимость воды в себесто
НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД
Разведка месторождений глубоких подземных вод сопряжена с значительными затратами денежных, материальных и трудовых ресурсов. Объясняется это в основном объективными причинами, к чи
Основные виды и назначение гидрогеологических исследований
Гидрогеологические исследования в горно-складчатых районах имеют многоцелевое назначение: выявляются особенности тектоники района с определением характера раскрытости нарушений, оц
Гидрогеологические исследования на эксплуатируемых месторождениях
Гидрогеологические исследования на эксплуатируемых месторождениях включают прежде всего наблюдения за гидродинамическим и гидрохимическим режимом эксплуатации водозаборных сооруже
ВОДОНОСНЫХ ГОРИЗОНТОВ
Оценка эксплуатационных запасов глубоких подземных вод пластовых водонапорных систем в большинстве случаев производится путем гидродинамических расчетов, или так называемым гидроди
Относительная масса и удельный объем воды при различных температурах
Температура, ° С
Относительная масса
Удельный объем,
М3/КГ
Температура, ° С
Относительная масса
Удельн
Минерализация (г/л): 1 — 200; 2 — 180; 3 — 140; 4 — 100; 5 — 0
Под эффективной мощностью понимается общая суммарная мощность продуктивных пластов водоносного горизонта или комплекса, которые обеспечивают приток подземных вод в скважину. Вследствие обы
Lga=A/C - 0,35.
Коэффициент С, как и ранее, определяют по координатам двух точек усредняющей кривой:
А — теоретическая кривая, б — по данным фактических измерений
Известно, что после пуска возмущающей скважины с постоянным дебитом уровень (забойное давление) в наблюдательной (реагирующей) скважине остается вначале практически неподвижным. Затем начинает об
Оценки параметров глубоких водоносных горизонтов
Одним из факторов, искажающих истинную картину понижения уровней в процессе опытных откачек является несовершенство скважин по степени и характеру вскрытия водоносных горизонтов. П
Дополнительные сопротивления скважин для разных случаев расположения фильтров
l/т
m/r
Расчет гидравлического уклона
Скорость движения
воды, м/с
Гидравлический уклон i при диаметре труб (м)
0,122
0,144
0,197
Потери напора Sn н (м) на 1000 м водоподъемных труб разного диаметра
Дебит, м3/сут
d = 0,122 м
d = 0,144 м
d = 0,197 м
Результаты определения AS
р1.
МПа
С0 = 0.8
С0 =1,0
Со =1,2
С0 = 1,4
Рг
Расчетные величины поправок к понижению уровня
tст. °С
tдин, °С
YСТ, г/см3
Yдин. г/см3
Ycт
Результаты расчета коэффициента фильтрации (м/сут) по скважинам Тобольского района Тюменской области
Номер скважины
Без учета разности температур
С учетом разности температур
8-РГ
1,30
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ РЕСУРСОВ И ЗАПАСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
В настоящее время о ресурсах и запасах подземных вод сложились достаточно четкие представления, хотя вопрос о классификации их остается в значительной степени дискуссионным. Из По
ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ И КАТЕГОРИЗАЦИЯ
Из всех ранее перечисленных видов запасов и ресурсов официально подсчитываются и учитываются эксплуатационные запасы всех типов подземных вод. Утвержденные ГКЗ СССР или ТКЗ эксплуа
МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД
Эксплуатационные запасы подземных вод в указанном выше понимании определяются путем расчета водозаборов, т. е. суммарного дебита группы соответствующим образом расположенных скважин
Балансовые запасы подземных вод в зависимости от группы сложности месторождения
Группа
Категория запасов, %
А + В
В том числе А
не менее
С1
Функции фо и ф5 для расчета линейного ряда скважин
N
Фs
Фs
N
ф0
Фs
Rf — радиус скважины; rк — радиус кольцевой батареи скважин
Для случая расположения скважин в виде кольцевой батареи решение задачи дано В. Н. Щелкачевым. Расчетная схема для этого случая приведена на рис. 25. При постоянном во времени дебите скважин
Радиусы кольцевых батарей и число скважин
Номер колец
Радиус батареи
Число скважин на кольце
Общее число скважин
l
ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД И ИХ ОБОСНОВАНИЕ
Основные показатели качества вод включают данные о минерализации подземных вод, о содержании в этих водах макро- и микрокомпонентов, а также о составе растворенного газа. В общем с
МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД
Целью региональной оценки прогнозных ресурсов и эксплуатационных запасов подземных вод является определение того их количества, которое может быть добыто в пределах месторождения р
Месторождений подземных промышленных вод
Для достижения поставленных целей и решения общих и специальных задач, связанных с изучением и оценкой перспектив использования промышленных вод, предложено составить три типа карт
Типы карт при региональном изучении и оценке месторождений подземных промышленных вод
Карты
Цепи и задачи картографирования
Основные элементы картографирования
Гидрогеохимического распространения промышленных вод в ра
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Промышленные подземные воды, по сути дела, являются рудой, т. е. горной породой, из которой с помощью различных фирческих и химических воздействий может быть получена нужная общес
ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ
Геолого-экономическая оценка месторождении полезных ископаемых представляет собой неотъемлемую часть геологоразведочного процесса на всех его этапах, начиная с поисков.
Н
МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Начало теоретических и методических исследований проблемы геолого-экономической оценки месторождений полезных ископаемых относится к концу прошлого века. Еще в 1887 г. X. Хоскольд
ИЗМЕРЕНИЕ ЦЕННОСТИ ПРОДУКЦИИ
Как известно, в отраслях хозяйственной деятельности, непосредственно использующих природные ресурсы (сельское хозяйство, добывающая промышленность и т. п.), производительность тру
УЧЕТ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ
Учет фактора времени важен при принятии любых хозяйственных решений. С особой остротой эта проблема проявляется при геолого-экономической оценке месторождений полезных ископаемых,
Расчетные показатели дисконтирования при Енп=0,08
t
t1,08
t-1,08
t
Z t-1,08
t=1
t
t1,08
t-1,0
Расчет денежной оценки месторождения и его частей
Части месторождения
С дисконтированием
Без дисконтирования
I
II
III
I
ДЕНЕЖНАЯ ОЦЕНКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Если под денежной оценкой понимать любую характеристику полезного ископаемого, выраженную в деньгах, то многочисленные и разнообразные предложения по этому вопросу можно систематиз
ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД
Как уже было отмечено, геолого-экономическая оценка месторождений подземных промышленных вод базируется на принципах и методических положениях, общих для всех видов полезных ископа
МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Прогноз технико-экономических показателей будущей эксплуатации месторождения является наиболее трудоемким и очень важным элементом геолого-экономической оценки. На основе этих пок
K=Kд+Kт+Kп+Kл.
Капиталовложения в создание промысла состоят из затрат на бурение и оборудование скважин, водоподъемное оборудование (погружные или штанговые насосы, компрессоры, эрлифты), водосборные трубопровод
C=Cд+Cт+Cп + Cл+Cгр.
Состав затрат и методы их калькулирования определяются Основными положениями по планированию, учету и калькулированию себестоимости продукции на промышленных предприятиях, утвержденными Госпланом
Калькуляция годовых эксплуатационных затрат на добычу и транспортировку сырьевой воды
Статьи затрат
Единица измерения
Затраты
Электроэнергия
тыс. кВт-ч
15,33
по цене 21
Калькуляция себестоимости йода
Статьи затрат
Затраты на 1 т йода
Количество, т 1 Цена, руб.
Сумма, руб.
Сырье и материалы
Вода п
Распределение общих затрат (руб.) между отдельными видами продукции
Вид продукции
Ценность продукции
Прямые затраты
Общие затраты
Себестоимость
Прибыль +, убытки —
Изменение стоимости сырьевой воды за период 1980 — 1985 гг.
Завод
Стоимость 1000 м3 воды, руб.
1980 г.
1981 г.
1982 г.
1983 г.
Расчет суммарной прибыли (в тыс. руб.) по периодам эксплуатации месторождения
Год эксплуатации
I
II
III
Годовая прибыль
Средняя прибыль за период
Общая
прибыль
КАК КОМПЛЕКСНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
Проблема комплексного использования минерального сырья чрезвычайно актуальна. Комплексное освоение месторождений полезных ископаемых и применение известных технологий в двенадцато
Структура товарной продукции комплексной переработки подземных промышленных вод
Виды продукции
Доля видов продукции (%) по трем месторождениям
ЗАПАСОВ ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД
Кондициями называется совокупность требований к качеству подземных вод и основным условиям их добычи, определяющим экономическую эффективность использования этих вод в качестве мине
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Разведан участок месторождения промышленных подземных вод, расположенный в артезианском бассейне. Продуктивный горизонт имеет площадное распространение и залегает на глубине 1400 —
Сравнение затрат при различных диаметрах магистрального трубопровода
Показатели
Диаметр, мм
Стоимость трубопровода, тыс. руб. Потери напора, м вод. ст.
1924 165
Технико-экономические показатели разработки участка
Варианты
I
и
in
Глава 1. ПОДЗЕМНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВОДЫ И ИХ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Распространение и использование подземных промышленных вод
Подземные промышленные воды, их признаки
Распространение подземных промышленных вод в СССР
Использование подзем
Глава 2. ИЗУЧЕНИЕ И ОЦЕНКА ЗАПАСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД
Методы изучения месторождений подземных промышленных вод
Стадийность и содержание гидрогеологических и геолого-экономических исследований
Методика гидрогеологических исследований
Бондаренко С. С., Лубенский Л. Ам Куликов Г. В.
Б81 Геолого-экономическая оценка месторождений подземных промышленных вод. — М.: Недра, 1988. — 203 с.: ил.
ISBN 5-247-00047-1
Приведены све
ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД
Заведующий редакцией Р. В. Добровольския
Редактор издательства Н. В. Венгерцева
Переплет художника Г. И. Бронниковой
Художественны
Новости и инфо для студентов