Экология СПРАВОЧНИК

В основе современной нефтегазовой гидрогеологии лежит представление о единстве нефти, газа и глубинных подземных вод как неизбежных продуктов глобального геологического процесса — литогенеза. В процессе литогенеза происходит постоянное взаимодействие, обмен веществом и энергией как между жидкой и твердой фазами, так и внутри флюидальной системы Поэтому понять геохимическую историю флюидальной системы можно лишь при ее комплексном изучении: нельзя изучать отдельно или отрывочно подземные воды, нефть и природные газы. И. О Брод справедливо отмечал, что если бы осадочные породы не содержали воду, то нефть и газ так бы и остались в рассеянном состоянии.

Далее

Первоначально под гидросферой понимали водную оболочку Земли, состоящую из океанов, морей, озер и рек, а также ледяных панцирей материков. Позже в состав гидросферы стали включать подземные гравитационные (свободные) воды коллекторских горизонтов. Нижнюю границу подземной гидросферы проводили по самым глубоким водоносным пластам.

Далее

Поверхностные воды континентов, несмотря на относительно малый объем, играют важную роль во всех геологических процессах на Земле. Извечный круговорот поверхностных вод многократно увеличивает ресурсы поверхностной гидросферы на суше. С этих позиций воду атмосферы следует рассматривать как составную часть поверхностной гидросферы.

Далее

По степени подвижности и характеру связи воды с горными породами выделяют несколько ее видов: свободную (или гравитационную), физически связанную, капиллярную, химически связанную, в твердом состоянии и в состоянии пара.

Далее

По условиям насыщения пород водой в земной коре выделяют зоны аэрации и насыщения. В зоне аэрации в самой верхней части литосферы часть пор и пустот в породах заполнена воздухом, часть — водой. Мощность зоны аэрации изменяется в широких пределах, будучи максимальной в горных районах. В зоне насыщения пустоты и поры пород почти сплошь заполнены водой.

Далее

Эндогенные воды образуются в результате возникновения молекул воды в горных породах и магматических очагах при химических реакциях и подразделяются на литогенные — образовавшиеся в процессе литогенеза осадочных пород на стадии катагенеза и гипоген-н ы е — воды из магмы и мантии.

Далее

По изотопному составу водорода и кислорода подземная гидросфера в разных ее зонах может значительно различаться.Для гидрогеологии глубокозалегающих горизонтов наибольший интерес представляет изучение дейтерия (Э) и изотопа кислорода 180. Водород, образующий молекулу воды, имеет три изотопа: протий (Н), дейтерий (2Н, или Э) и тритий (3Н, или Т). Кислород воды имеет изотопы 160, 180 (остальные три изотопа кислорода — 140, 150 и 190 — короткоживущие и поэтому не имеют практического значения) Таким образом, в природных условиях существует 18 разновидностей молекул воды, обладающей разными физическими свойствами. В основном (99,73%) масса воды имеет изотопный состав Н2 бО.

Далее

Гелий, аргон и другие инертные газы (неон, криптон, ксенон) содержатся в пластовых водах в небольшом количестве или в виде следов. Они изучаются для генетических целей, а гелий, кроме того, является ценным промышленным сырьем.

Далее

По степени минерализации (г/л) принято различать воды пресные (до 1), солоноватые (1 —10), соленые (10—50), рассолы (50). М. С. Гуревич и Н. И. Толстихин выделяют рассолы (г/л): слабые (50—100), крепкие (100—270), очень крепкие (270—350) и сверхкреп-кие (> 350).

Далее

При выделении гидродинамических зон в северных районах европейской части СССР М. А. Гатальский основное внимание уделил минерализации вод и выделил четыре гидродинамические зоны (с минерализацией вод, г/л): интенсивного водообмена (<1), значительного водообмена (1—20), замедленного водообмена (20—100), весьма затрудненного водообмена (>• 100). Однако такое выделение гидродинамических зон правомерно лишь для территорий, в разрезах которых отсутствуют галогенные отложения. М. Г. Сухарев при выделении гидродинамических зон предлагает использовать кроме минерализации газовый состав, окислительно-восстановительный потенциал, температурные условия и др. Однако и здесь границы между зонами проводятся условно. Л. Г. Заварзин выделил четыре гидродинамические зоны: аэрации, свободного водообмена, затрудненного водообмена и весьма затрудненного водообмена.

Далее

Подземные воды нефтегазоносных бассейнов различаются по условиям происхождения, залегания и движения. Весьма часто генезис подземных вод определяет их условия залегания, а условия залегания (морфология скопления вод) определяют их условия движения. Однако не менее часто условия происхождения, залегания и движения вод не зависят друг от друга.

Далее

В бассейнах пластовых вод наблюдается сложное сочетание различных геогидродинамических систем с генетически разными классами подземных вод (рис. 9). Каждый бассейн пластовых вод венчается геогидродинамической системой безнапорных (грунтовых) вод. Глубже по разрезу бассейна пластовых вод довольно часто залегают безнапорные -пластовые воды (со свободным зеркалом подземных вод). Наконец, среди напорных вод прослеживается сложное сочетание инфильтрационных и эксфильтрационных водонапорных систем. Вполне допустимо, что даже в пределах одного и того же гидрогеологического горизонта или комплекса во внутренних частях бассейна развита эксфильтрационная водонапорная система, а в обрамлениях бассейна — инфильтрационная. Вследствие этого не так просто ограничить водонапорную систему нефтегазоносного бассейна в гидрогеологическом бассейне — бассейне пластовых вод.

Далее

Бассейн пластовых вод с эксфильтрационной водонапорной системой первоначально начинает развиваться в пределах бассейна седиментации. На этом этапе границы бассейна пластовых вод с эксфильтрационной водонапорной системой и нефтегазоносного бассейна, совпадают. В эпохи перерывов в осадконакоплении при наступлении континентального режима в краевых частях и в верхних горизонтах осадочно-породного бассейна начинает формироваться инфильтрацион-ная водонапорная система. В небольших по площади и маломощных осадочно-породных бассейнах инфильтрационный режим достаточно быстро распространяется на всю площадь и глубину бассейна пластовых вод, в крупных бассейнах эксфильтрационный режим сохраняется длительное время.

Далее

Уровень воды в скважинах замеряют от поверхности земли, плоскости ротора или верха фланца кондуктора. При высоких газовых факторах необходимо привести данные по газонасыщенности вод в связи с возможным выделением свободной газовой фазы в виде пузырьков.

Далее

Обработка фактических материалов по замерам уровня воды в скважине (или напора в случае переливающих скважин) предусматривает построение графика зависимости нарастания уровня от времени [29]. Кривая восстановления уровня может иметь крутой четкий перегиб, после чего она становится параллельной оси времени (рис. 11, а), или медленно выполаживается (рис. 11, б). При быстром восстановлении статического уровня достаточно сделать небольшое число замеров, чтобы убедиться в статическом его положении. При медленном установлении уровня время наблюдения увеличивается. Данные об абсолютных отметках статических уровней подземных вод изучаемого района являются основой для построения схем изопьез.

Далее

В гидродинамике обычно различают молекулярный и механический энергомассоперенос подземных вод. Наибольший интерес в нефтегазовой гидрогеологии представляют процессы механического, или фильтрационного, энергомассопереноса.

Далее

В этом случае особое значение приобретает комплексность применения различных методов, обеспечивающих контроль и достоверность получаемых результатов Наиболее разработаны для изучения движения подземных вод методы приведенных давлений или напоров, основанные на анализе данных о статических уровнях, давлении или наборах и плотности подземных вод.

Далее

Формирование теплового поля гидрогеологических бассейнов происходит в результате влияния множества процессов, которые подразделяются на две группы: приводящие к генерации тепла и способствующие перераспределению его в осадочных толщах.

Далее

Ведущая роль подземных вод в процессах миграции УВ и формирования их залежей признается большинством исследователей. Еще в первых работах М. Менна (1913 г.), Дж. Рича (1921, 1923 гг.) и других исследователей были изложены представления об образовании залежей УВ в результате выделения газов из подземных вод и всплывания капелек нефти. В последнее время изучением гидрогеологических условий формирования залежей нефти и газа занимались многие исследователи. Наиболее полно изучены вопросы миграции и гидрогеологические условия формирования залежей газа.

Далее

Здесь важно иметь в виду два обстоятельства: первое — на каждой стадии литогенеза генерируется определенная ассоциация УВ и формируются (рождаются) определенного типа подземные воды; второе — в процессе литогенеза эмиграция нефти, газа и воды протекает синхронно, на что указывает однотипность изменения пористости глин и песчано-алевритовых пород и содержания в них битумоидов с глубиной (рис. 25).

Далее

Гидрогеологические условия формирования залежей УВ в значительной степени определяются условиями первичной миграции.С учетом особенностей эмиграции УВ можно выделить две обстановки: 1) формирование залежей происходит путем мобилизации УВ пластовых вод водонапорных систем; 2) в коллектор УВ поступают в виде самостоятельной фазы либо углеводородная фаза образуется в момент внедрения однофазового раствора из материнской породы в коллектор, т. е. формирование залежей происходит в процессе струйной миграции.

Далее

Разрушение залежей нефти и газа может быть механическим, физическим, физико-химическим, химическим и биохимическим. Благодаря рассеянию УВ из залежей вокруг последних образуется специфическое геохимическое поле, характеризующееся аномальными концентрациями отдельных компонентов залежи или продуктов их взаимодействия с веществом вмещающих пород и вод.

Далее

Нефтегазопромысловая гидрогеология оформилась как самостоятельное направление в гидрогеологии. В процессе разведки ведут наблюдения за бурящимися скважинами, выделяют и опробуют водоносные горизонты, оценивают ресурсы подземных вод, проектируют подземные водозаборы, проводят гидрогеологические наблюдения в процессе эксплуатации залежей нефти и газа.

Далее

При разбуривании разведочных площадей гидрогеологические наблюдения производят с целью уточнения условий проводки скважин и вскрытия пласта, определения местоположения различных жидкостей, газов и их контактов, установления возможных гидравлических меж-пластовых связей, прогнозирования режимов нефтегазоносных пластов. Комплекс гидрогеологических исследований заключается в определении статических уровней и пластового давления, дебитов, температуры в пластах, гидродинамических параметров водоносных пластов и взятии проб для определения химического и газового состава вод.

Далее

Отличительной чертой эксплуатации месторождений нефти и газа является постоянное перемещение больших масс жидкости и объемов газа как внутри пластов, так и при межпластовых перетоках. Особую роль в этих процессах играет вода, в больших количествах закачиваемая в пласты. В результате длительной разработки и интенсивной закачки воды в пласты естественные водонапорные системы, к которым приурочены залежи нефти, превращаются в искусственно созданные техногенные системы.

Далее

Под промышленными понимают воды, содержащие полезные компоненты в количестве, при котором их извлечение и последующее использование в народном хозяйстве экономически эффективно. В настоящее время в СССР и других странах из подземных вод извлекают иод, бром, бор, рубидий, калий, магний, поваренную соль, сульфаты натрия и калия и другие компоненты. Практический интерес могут представлять воды, содержащие следующие микрокомпоненты в количестве (мг/л) свыше: иода 10, брома 200, окиси бора 250, магния 100, калия 1, лития 10, рубидия 3, цезия 0,5, стронция 300, германия 0,05. Перечисленные концентрации не строго узаконены, они зависят от технического уровня производства, а также от других причин, обусловливающих важность для промышленности указанных компонентов.

Далее

На территории СССР по состоянию на 1980 г. разведанные запасы термальных вод составляют 800 тыс. м3/сут и пароводяной смеси около 42 тыс т/сут. Что касается прогнозных запасов термальных вод в условиях самоизлива (на расчетный период эксплуатации 25 лет), то они оцениваются примерно в 2 млн. м3/сут и пароводяной смеси 223 тыс. т/сут. К основным перспективным районам Советского Союза относятся: Предкавказье, Закавказье, Камчатская и Сахалинская области, обладающие наиболее высоким геотермическим потенциалом.

Далее

Подземные минеральные воды широко используют в качестве лечебных как для наружного, так и внутреннего применения.К минеральным водам В. В. Иванов (1978 г.) относит природные воды, содержащие в повышенных концентрациях те или иные минеральные (реже органические) компоненты и газы и (или) обладающие какими-либо специфическими физическими свойствами (радиоактивностью, активной реакцией и др.), благодаря которым эти воды оказывают на организм человека лечебное действие.

Далее

Интенсивный рост хозяйственной деятельности человека резко усиливает негативное техногенное воздействие на верхнюю часть земной коры, нарушая естественные условия геологической среды. В нарушении экологии окружающей среды существенная роль принадлежит и геологоразведочным работам на нефть и газ.

Далее

Техногенным загрязнением подземных вод считается появление в них вредных примесей в количестве, нарушающем способность среды к самоочищению, что делает эту воду частично или полностью непригодной для использования. Количественной характеристикой загрязнения служат определенные нормы ПДК отдельных компонентов. Загрязнение пресных подземных вод выражается в увеличении их минерализации, повышении содержания нетипичных для них компонентов (хлоридов, сульфатов, кальция, железа и др.), появлении в водах несвойственных им веществ (неорганических и органических), изменении температуры, величины pH, появлении запаха, окраски, микроорганизмов.

Далее

Предельно допустимые концентрации веществ как показатели качества вод для санитарно-бытового водопользования приведены в табл. 8.В загрязнении подземных вод в зависимости от концентрации загрязнителя и размеров загрязненных площадей — участков выделяются следующие стадии.

Далее

Задачи рационального использования в народном хозяйстве подземных вод прежде всего требуют их охраны от истощения и загрязнения. Истощение подземных вод — снижение их запасов — происходит во многих случаях при нарушении правил и режима проводки буровых скважин, самоизливах на поверхности, межпластовых перетоках и т. д.

Далее

В основании вскрытого разреза залегает складчатый фундамент, представляющий собой верхнепротерозойский (рифей-вендский) структурно-формационный ярус и сложенный сильно метаморфизованными осадочными породами и магматогенными образованиями, интенсивно дислоцированными в байкальский цикл тектогенеза.

Далее

Днепровско-Донецкий нефтегазоносный бассейн приурочен к одноименной впадине. С юго-запада впадина ограничена Украинским, с северо-востока Воронежским кристаллическими массивами. На северо-западе Днепровско-Донецкий бассейн Брагинским выступом фундамента отделяется от расположенного западнее Припятского бассейна, на юго-востоке он ограничен Донецким складчатым сооружением. Общая площадь бассейна около 100 км2.

Далее

Припятский нефтеносный бассейн площадью около 35 тыс. км2 связан с одноименным прогибом, расположенным между Белорусско-Мазурским выступом фундамента на севере и Украинским кристаллическим массивом на юге. На востоке Брагинский выступ отделяет его от Днепровско-Донецкого бассейна. Западную границу проводят по Полесской седловине.

Далее

Осадочный чехол бассейна представлен терригенными и карбонатными породами протерозоя — кайнозоя. Мощность чехла в материковой части региона более 2600 м.Воды нижнего гидрогеологического этажа высоконапорные, напоры возрастают от периферии бассейна к его центру (табл. 23).

Далее

Причерноморско-Крымский нефтегазоносный бассейн площадью около 800 тыс. км2 расположен между Украинским кристаллическим массивом и Крымским мегантиклинорием. На востоке бассейн ограничен Приазовским, а на западе — Нижнеднестровским выступами кристаллического фундамента.

Далее

Южно-Каспийский бассейн состоит из двух крупных тектонических элементов: Южно-Каспийской впадины и Куринского межгорного прогиба.Азербайджан и Западная Туркмения — старейшие нефтедобывающие районы страны. Здесь еще в древности добывали колодезную нефть, а первые скважины на п-ове Челекен и на месторождении Балаханы — Сабунчи — Раманы и других появились в конце прошлого века.

Далее

Юрский водоносный комплекс имеет сложное строение вследствие непостоянства как полноты разреза, так и мощности и состава слагающих пород (преимущественно карбонатных в верхней части и терригенных в нижней). Общая мощность комплекса колеблется от 1600 м на юго-востоке (в районах прогибов) до первых сотен метров в пределах отдельных поднятий. Водоносные горизонты комплекса на Бухарской и Чарджоуской ступенях характеризуются плохими коллекторскими свойствами, в то время как в пределах Ургенчского поднятия и южного склона Центральнокаракумского свода отмечены их наиболее высокие емкостно-фильтрационные параметры. Пористость водовмещающих пород 20—40%, проницаемость до 3-10—12 м2.

Далее

В разрезе Ферганского бассейна выделяют три структурно-тектонических этажа, сформировавшихся на геосинклинальном (палеозойском), платформенном (мезозойско-палеогеновом) и орогенном (нео-ген-четвертичном) этапах развития.

Далее

Современное тектоническое районирование Афгано-Таджикского нефтегазоносного бассейна предусматривает выделение ряда субмери-диональных антиклинальных и синклинальных зон, а на севере бассейна субширотно простирающегося Душанбинского прогиба (рис. 77). Геоструктурные элементы построены сложно, в значительной мере они разновозрастные и гетерогенные. Широко развиты пликативные и дизъюнктивные нарушения, а для отдельных участков характерны проявления соляной тектоники.

Далее

Фундамент мегабассейна сложен палеозойскими геосинклинальными интенсивно дислоцированными и глубоко метаморфизованными породами, прорванными интрузиями кислого и основного состава Поверхность фундамента, обнажающегося по обрамлению бассейна, погружается к его внутренним и северным районам. Ее глубина в широтном Приобье составляет 3 км, во впадинах до 5,5 км, а на севере до 10 км.

Далее

Отложения ордовика, силура, среднего и верхнего палеозоя, представленные чередованием терригенных, карбонатных и глинисто-карбонатных пород, распространены в основном в Присаяно-Енисейской синеклизе и на севере бассейна, триасовые образования (туфогеннообломочные породы и базальтовые покровы) — в Тунгусской синеклизе, юрские угленосные толщи — в Присаянье, на северо-востоке и севере бассейна Меловые и кайнозойские образования имеют ограниченное распространение.

Далее

Тунгусский нефтегазоносный бассейн площадью около 1,5 млн. км2 расположен в западной части Сибирской платформы и граничит с Западно-Сибирским, Лено-Енисейским, Лено-Вилюйским и Иркутским бассейнами.В познание гидрогеологии Тунгусского бассейна в разные годы внесли вклад О. А. Бабошина, Е. А. Басков, В. Н. Борисов, М. Б. Бука-ты, В. И. Вожов, Г. Д. Гинсбург, Е. В. Пиннекер и др.

Далее