Оценка эксплуатационных запасов минеральных вод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

минеральный подземный геологический

Темой данной курсовой работы является «Оценка эксплуатационных запасов минеральных вод на участке месторождения Комаровское Брестского района Брестской области по состоянию на 01.05.2011 г.».

Цель курсовой работы - выявление и обоснование возможности использования для розлива и бутилирования пресной и минеральной подземных вод.

Объектом исследования являются подземные воды средневерхнеюрского и кембрийского комплексов.

Дата выдачи задания по курсовой работе 5 февраля 2013 года. Срок сдачи работы 19 апреля 2013 года.

В основу для написания курсовой работы был положен материал преобретенный на производственной практике за 2012 год Ласточкиной Я.В., которая проходила в республиканском унитарном предприятии «Белгеология».

Курсовая работа состоит из следующих глав: геологическое строение и гидрогеологические условия района, техника безопасности при проведении гидрогеологических и буровых работ, опытно-фильтрационные работы, обоснование гидрогеологических параметров принятых для оценки эксплуатационных запасов подземных вод, оценка эксплуатационных запасов подземных вод месторождения Комаровское, характеристика качества минеральных вод.

Задачи курсовой работы:

- изучить район исследования подземных вод д. Комаровка;

- рассчитать гидрогеологические параметры с применением метода интегральных изображений и эксплуатационные запасы;

- дать характеристику минеральным водам месторождения Комаровское;

- ознакомиться с техникой безопасности при проведении буровых и гидрогеологических работ.

Скважина 91-з/10 пробурена в 300 м севернее северной окраины д. Комаровка. Фактическая глубина скважины составила 957 м.

В скважине из интервала 398,5-957 м была выполнена опытная откачка продолжительностью 10 суток (240 часов), законченная в условиях неустановившегося режима фильтрации, стабильного химического состава и геотермальных характеристик подземных вод кембрийского комплекса.

Для расчета гидродиномических параметров был выбран метод интегральных изображений.



1. Геологическое строение и гидрогеологические условия

1.1 Геологическое строение

минеральный подземный геологический

В геоструктурном отношении участок работ приурочен к северному крылу Львовско-Люблинского прогиба. С севера структура ограничена Луковско-Ратновской горстовой зоной. В пределах Львовско-Люблинского прогиба, в наиболее погруженных блоках, под мезозойскими отложениями залегают осадки каменноугольной, силурийской, ордовикской, кембрийской систем и верхнего протерозоя. Мощность осадочного чехла в пределах района в наиболее опущенных блоках может достигать 1400-1600 м. Наличие многочисленных разломов, проникающих в осадочный чехол, характеризует Луковско-Ратновский горст и Львовско-Люблинский прогиб как долгоживущую тектоническую зону. Относительно смещённая блоковая структура определяет чрезвычайно сложное геологическое строение и гидрогеологические условия района. Особенно это характерно для домезозойских отложений, когда через короткие промежутки расстояния (3-5 км) резко изменяется мощность осадочного чехла, в разрезе появляются или полностью исчезают многие стратиграфические горизонты.

Докембрий.

Архей - нижнепротерозойские (AR-PR₁) породы слагают кристаллический фундамент и являются самыми древними образованиями. Глубина залегания кровли фундамента не менее 1400 м. Породы фундамента представлены метаморфическими и интрузивными комплексами.

Отложения верхнего протерозоя(PR₂) имеют повсеместное распространение. В пределах района работ верхнепротерозойские отложения скважинами не вскрыты.

Палеозой(PZ).

В составе отложений кембрийской системы в районе работ выделены балтийская (Є₁b) и высоковская (Є₁vs) серии нижнего отдела и орлинская свита (Є₂or) среднего отдела. Абсолютные отметки кровли изменяются от минус 198,02 м до минус 764,0 м. Средняя мощность отложений по данным доизучения глубинного геологического строения западной части Волынского палеозойского поднятия[1] составляет 350-400 м. Отложения представлены аргиллитами, песчаниками, алевролитами.

Отложения ордовика в пределах района имеют широкое распространение. Абсолютные отметки кровли отложений изменяются от минус 284,3 м до минус 733,2 м. Мощность отложений ордовика составляет 30,8 м. Литологический разрез ордовика представлен светло-серыми окремнёнными известняками и мергелями серыми, серовато-зелеными, доломитизированными, массивными, плотными.

Образования силурийской системы распространены в центральной и южной частях района. Абсолютные отметки кровли изменяются от минус 173,4 м до минус 202,6 м. Литологически описываемые отложения представлены мергелями зеленовато-серыми, массивными, горизонтально слоистыми, доломитизированными, с редкими прослоями пелитоморфных известняков, глинами серыми аргиллитоподобными весьма плотными и аргиллитами тёмно-серыми плотными. Мощность отложений изменяется от 111 м до 530,6 м.

В пределах района каменноугольные отложения распространены в центральной и южной частях. Абсолютные отметки кровли отложений карбона составляют от минус 161,6 м до минус 167,2 м. Залегают на отложениях силура, перекрываются отложениями верхней юры. Отложения представлены глинисто-карбонатной толщей пород. Мощность отложений каменноугольной системы изменяется от 35,4 до 90 м. Все вышеперечисленные образования представлены на карте домезозойских отложений (рисунок 1.1)

Мезозой - кайнозой (MZ-KZ).

Отложения юрской системы пользуются повсеместным распространением. Терригенно-карбонатная толща юры с резким угловым и стратиграфическим несогласием залегает на отложениях домезозойского возраста, перекрывается осадками верхнего мела. Абсолютные отметки кровли изменяются от минус 132,1 м до минус 153,3 м. Мощность отложений достигает 64-67 м, в среднем составляя 20-30 м. Отложения представлены песками, песчаниками кварцевыми, известняками.

Отложения меловой системы имеют повсеместное распространение. Отложения представлены песками глауконитово-кварцевыми, песчаниками мелкозернистыми, белым и серовато-белым писчим мелом, с прослоями мергелей плотных. Мощность отложений составляет 250-290 м.

Отложения палеогеновой системы киевской свиты распространены локально в северной части территории района. Залегают они на мергельно-меловой толще, перекрыты водно-ледниковыми березинскими-днепровскими отложениями. Мощность описываемых отложений изменяется от 6 до 26 м, преимущественно составляя 10-15 м. Литологически отложения представлены песками, алевритами и очень редко глинами.

Четвертичные отложения имеют повсеместное распространение. Они сплошным чехлом мощностью 19-45 м перекрывают все более древние отложения. Представлены образования системы нижним и средним звеньями плейстоцена, в котором выделяются отложения березинского-днепровского и днепровского горизонтов - водно-ледниковые отложения межморенные, моренные и флювиогляциальные надморенные, а также аллювиальными отложениями позерского горизонта верхнего отдела, аллювиальными и озерно-болотными осадками голоценового горизонта. Литологически отложения представлены песками желтовато-серыми, полевошпатово-кварцевым, супесями зеленовато-серыми, торфом различного ботанического состава.



Масштаб 1: 200000

Условные обозначения:

- Каменноугольная система. Нерасчлененные отложения. Глины, пески, песчаники, мергели.

- Девонская система. Нижний отдел. Лохковский ярус. Глины, мергели, алевролиты, известняки.

- Силурийская система. верхний отдел. Лудловский ярус. Мергели, известняки.

- Кембрийская система. Нижний-средний отдел. Высоковская серия и орлинская свита. Песчаники, алевролиты, глины.

- Верхний венд-кембрийская система. Нижний отдел. Балтийская серия. Алевролиты, глины, пески.

- Венд. Валдайская серия. Глины, алевролиты, песчаники.

- Венд. Волынская серия. Алевролиты, песчаники, глины, туфы, базальты.

- Средний-верхний рифей. Белорусская серия. Алевролиты, глины, пески, песчаники.

Тектонические нарушения

- главные, установленные по комплексу методов

- главные, установленные по геофизическим данным

- второстепенные, установленные по комплексу методов

- второстепенные, установленные по геофизическим данным

Рисунок 1.1 - Карта домезозойских отложений

1.2 Гидрогеологические условия

В плане мелкомасштабного гидрогеологического районирования по гидродинамическим условиям территория района исследований является переходной зоной, отделяющей Брестский артезианский бассейн от Львовского. Всю осадочную толщу района можно рассматривать как сложно построенную слоистую систему, состоящую из ряда водоносных горизонтов и комплексов, разделённых водоупорами.

По гидродинамическим признакам в разрезе выделяются две разобщенные гидродинамические системы (зона активного и затрудненного водообмена). Верхняя гидродинамическая система (зона активного водообмена) включает водоносные горизонты четвертичных, меловых и юрских отложений, содержащих пресные воды. Глубина зоны активного водообмена, содержащей пресные подземные воды, составляет не более 400-500 м, в отдельных блоках она может быть больше или меньше. Нижняя гидродинамическая система (зона затрудненного водообмена) включает водоносные комплексы нижнего кембрия, верхнего протерозоя и пород фундамента. В ее пределах происходит увеличение общей минерализации воды, изменяется и ее тип - на хлоридный кальциево-натриевый.

В соответствии с геологическим строением и гидрогеологическими условиями в пределах района выделены следующие водоносные горизонты и комплексы: водоносный днепровский надморенный флювиогляциальный горизонт (горизонт грунтовых вод), водоносный березинский-днепровский водно-ледниковый комплекс, водоносный киевский терригенный горизонт, водоносный средне-верхнеюрский юрский терригенно-карбонатный комплекс, водоносный кембрийский терригенный комплекс и верхнеротерозойский терригенный. Кроме того выделены: слабоводоносный днепровский моренный комплекс, слабоводоносный среднесеноманский-маастрихтский комплекс; водоупорный локально водоносный каменноугольный карбонатно-терригенный комплекс; водоупорный локально водоносный силурийский карбонатный комплекс; водоупорный локально водоносный ордовикский карбонатный комплекс. Практический интерес для розлива и бутилирования минеральной воды и изучение геотермального потенциала недр представляет водоносный кембрийский терригенный комплекс. Подземные воды отложений кембрия, венда, верхнего рифея и зоны трещиноватости кристаллического фундамента (зона затрудненного водообмена) в гидрогеологическом отношении изучены крайне слабо, так как целенаправленные гидрогеологические работы по изучению подземных вод зоны затруднённого водообмена не проводились. Воды зоны трещиноватости архей-нижнепротерозойских пород в пределах района отдельно не изучались.



2. Техника безопасности при проведении гидрогеологических и буровых работ

2.1 Техника безопасности при гидрогеологических работах

- Арматура скважин, а также оборудование, применяемое при производстве откачек эрлифтом и нагнетаний, должно быть опрессовано на полуторное рабочее давление. Результаты опрессовок должны оформляться актами.

- Верхний край колонны обсадных труб, которыми закреплена скважина, не должен иметь зазубрин или режущих кромок.

- Вода из скважины по трубопроводу или шлангу должна отводиться за пределы рабочей площадки. При этом должна исключаться возможность затопления жилых и производственных помещений, размыва дорог.

Трубопровод или шланг для отвода воды должен иметь уклон от скважины к месту сброса не менее одного градуса и надежно закрепляться.

- Не допускается:

а) производить наблюдения в фонтанирующих скважинах до оборудования их устья;

б) находиться под трубой, отводящей воду из скважины;

в) стоять напротив водоотводящей трубы.

- Не допускается производить опытные откачки из колодцев с ветхой крепью, а также из скважин, шурфов и шахт с незакрепленными устьями. При откачках из шурфов, шахт или скважин, начинающихся шурфами, устья выработок должны быть перекрыты прочными щитами.

- При производстве откачки в летнее время оборудуется укрытие от дождя и ветра, а зимой - отапливаемое помещение.

- При откачках воды из скважины желонками для отвода их от устья скважины и слива воды должен быть отводящий желоб.

- Не допускается опускать в скважину секции фильтров, бурильные и обсадные трубы длиной более 0,8 м высоты вышки или предельной высоты подъема крана.

- Установка, спуск и подъем фильтров при глубине скважины более 5 м, а также при диаметре фильтров более 0,75 м должны производиться при помощи грузоподъемных механизмов.

- Не допускается при откачках погружным насосом с электроприводом:

а) монтировать водоподъемную колонну насоса без применения соответствующих механизмов, приспособлений и хомутов для труб;

б) производить спуск и подъем насоса при необесточенном кабеле;

в) прокладывать кабель к электродвигателю насоса со стороны работающей бригады или лебедки; питающий кабель должен прикрепляться на водоподъемной колонне скобами, расположенными на расстоянии не более 1,5 м друг от друга;

г) пусковые механизмы электропогружных насосов должны устанавливаться в будках или помещениях, закрывающихся на замок.

- На вводе сети питания к насосным агрегатам (рядом с рабочей площадкой опытной установки) должен быть установлен общий разъединитель, при помощи которого в случае необходимости может быть полностью снято напряжение с электрооборудования.

- При откачках насосами, устанавливаемыми в шурфах или шахтах, полки (подмости), на которых размещаются насосы, должны иметь ограждения.

- Насосная установка для нагнетания должна иметь два манометра: на насосе и на заливочной головке тампонирующего устройства.

- Перед установкой тампонов в скважины необходимо:

а) проработать ствол скважины и проверить его шаблоном;

б) убедиться в исправности соединений у одно- и двухколонных тампонов; у пневматических и гидравлических тампонов проверить исправность предохранительных клапанов, воздушных, водяных магистралей и изолирующих устройств.

- При установке одно- и двухколонных тампонов в скважине допускается наращивать ключи патрубками. Патрубок должен быть изготовлен из бесшовной трубы. Длина сопряжения патрубка с ключом должна быть не менее 0,2 м. Общая длина ключа с патрубком не должна превышать 2 м.

- Трубопроводы для подачи воды в скважину при напоре выше 5 атмосфер и отсутствии прочих естественных опор должны прокладываться на подставках (козлах).

- Не допускается продавливание с помощью насосов «пробки», образовавшейся в трубопроводах. Проведение опыта должно быть приостановлено и может быть возобновлено после устранения «пробки».

- Не допускается находиться по окончании нагнетания воды в исследуемый интервал скважины и после закрытия вентиля у водомера около воздушного крана, через который может фонтанировать вода из скважины.

- Временные хранилища воды (котлованы) глубиной 1 м и более для производства опытов должны ограждаться перилами высотой не менее 1,2 м или перекрываться настилом из досок.

- При определении коэффициента фильтрации горных пород методом налива в шурфы и скважины:

а) стенки шурфа в неустойчивых породах должны быть закреплены на всю глубину выработки;

б) мерные баки для подачи воды следует располагать на расстоянии не менее 1 м от устья шурфа и надежно их укреплять;

в) устье скважины должно быть укреплено, а шурф закрыт щитом с отверстиями для замеров уровней воды.

- При производстве режимных наблюдений необходимо:

а) обследовать объекты режимных наблюдений и выбрать безопасные маршруты движения; опасные места (карстовые воронки, провалы, топи и «окна» на болотах и тому подобное) обозначить на местности; в случае невозможности их обхода следует оборудовать переходы;

б) устраивать на подходах к водомерным постам при крутых береговых склонах лестницы, сходни, ступенчатые трапы, подходные мостки, оборудованные перилами высотой не менее 1,2 м, очищать их от грязи, снега, льда и при необходимости посыпать песком или золой;

в) составить схему, план и график ведения наблюдений;

г) закрепить за каждой группой работников участки с указанием точного маршрута движения;

д) при направлении группы на удаленные участки определить места промежуточных ночевок и контрольное время возвращения.

- Работники, выполняющие крепление водомерных реек к сооружениям, должны страховаться от падения в воду предохранительным поясом.

- При производстве режимных наблюдений не допускается:

а) направлять для замеров менее двух человек (выполнение гидрорежимных наблюдений в черте городов и населенных пунктов допускается одним наблюдателем);

б) производить наблюдения в пургу, метель и в темное время суток и тому подобное;

в) входить в воду и подходить к рейке для производства отсчетов, если около рейки имеется плавающий лед;

г) включать в наблюдательную сеть колодцы, не имеющие срубов или ограждений или угрожающие обвалом[2].

2.2 Техника безопасности при буровых работах

- Строительно-монтажные работы должны производиться под руководством ответственного лица.

- Расстояние от буровой установки до жилых и производственных помещений, охранных зон, железный и шоссейных дорог, инженерных коммуникаций, ЛЭП должно быть не менее высоты вышки (мачты) плюс 10 м, а до магистральных нефте- и газотрубопроводов - не менее 50 м.

- Оснастку талевой системы и ремонта кронблока мачты, не имеющей кронблочной площадки, следует производить только при опущенной мачте с использованием лестниц-стремянок или специальных площадок.

- В рабочем положении мачты самоходных и передвижных буровых установок должны быть закреплены, во избежание смещения буровой установки в процессе буровых работ ее колеса, гусеницы, полозья должны быть прочно закреплены.

- Передвижение стационарных и передвижных буровых установок должно производиться под руководством бурового мастера или другого лица, имеющего право ответственного ведения буровых работ.

- Запрещается передвижение вышек буровых установок присильном тумане, дожде, снегопаде, в гололедицу, при ветре силой свыше 5 баллов.

- При передвижении буровых установок в темное время суток трасса между передвигаемой буровой установкой и тягачом, а также по ходу передвижения должна быть освещена.

- При передвижении буровых установок или вышек все предметы, оставленные на них, способные переместиться, должны быть закреплены.

- Запрещается нахождение людей на передвигаемых буровых установках.

- Все лица, находящиеся на буровой площадке, обязаны носить защитные каски. В холодное время года каски должны быть снабжены утепленными подшлемниками. Работники без защитных касок и других необходимых средств индивидуальной защиты к выполнению работ не допускаются.



3. Опытно-фильтрационные работы

Опытно-фильтрационные работы на участке месторождения заключались в проведении трех поинтервальных гидрогеологических опробований, двух пробных откачек в процессе бурения скважины и одной опытной откачки по окончании бурения.

Поинтервальное гидрогеологическое опробование выполнялось в процессе бурения скважины с целью изучения степени водообильности отложений силурийской, ордовикской и кембрийской систем, а также выяснение химического состава и минерализации подземных вод, приуроченных к этим отложениям. Поинтервальное опробование осуществлялось электропогружным насосом ЭЦВ 6-16-140 (интервал 300-900 м), ЭЦВ 8-40-180 (интервал 300-957 м) и эрлифтом при пакерном опробовании (интервал 380-957 м).

Разрез каменноугольных - силурийских - ордовикских отложений является практически безводным; значительный приток воды получен в интервале 916-957 м (интервалы опробования 300-957 м и 380-957 м) залегания пород кембрия.

Пробные откачки выполнены из интервалов 300-365 м (отложения юры и верхняя часть карбона) и 300-760 м (отложения юры, карбона и силура); фактически водоприток отмечен только из юрских отложений (интервал 300-319,2 м). Пробные откачки выполнены при помощи электропогружного насоса ЭЦВ-6-16-140 на одно понижение при максимально возможном водоотборе. Опытная откачка в течение 10 суток выполнена из интервала 398,5-957 м (фактически из интервала 916-957 м, представленного отложениями кембрия). Откачка выполнена на одно максимальное понижение электропогружным насосом ЭЦВ-8-40-180.

В процессе откачек проводились регулярные замеры температуры подземных вод на устье скважины.

По завершении откачек проводились наблюдения за восстановлением уровня подземных вод, происходящим очень быстро (95-98 процентов в первые 0,3-0,5 часа); полное восстановление осуществлялось в течение 1,5-2 суток.

Пробные откачки были выполнены для получения фильтрационных и гидрогеохимических характеристик юрского комплекса.

Опытная откачка выполнена с целью определения достоверных фильтрационных параметров кембрийского терригенного комплекса, химического состава подземных вод, а также оценки геотермального потенциала подземных вод.



4. Обоснование гидрогеологических параметров принятых для оценки эксплуатационных запасов подземных вод

Основными гидрогеологическими параметрами, необходимыми при оценке эксплуатационных запасов подземных вод, являются водопроводимость и пьезопроводность пласта. Определение параметров намеченных к эксплуатации кембрийского терригенного комплекса, выполняется по результатам опытной откачки методом интегральных изображений с использованием графика временного прослеживания снижения (-) уровня.

Для построения графика предварительно нужно вычислить (изображение Лапласа - Карсона для изменения уровня в скважине) для нескольких значений параметра (параметр преобразования).

Методика расчетов следующая:

а) определяем интервал возможных значений [3, c. 350, формула(4)] по формуле

, (4.1)

где - продолжительность откачки.

Таким образом получаем t_р больше либо равно 40 ч.

б) выбираем 4 значения t_p из полученного интервала: 10 ч, 20 ч, 30 ч и 40 ч.

в) рассчитываем изображения по Лапласу - Карсону для каждого значения t_p.

Найдем для t_p равного 10 ч.

Для начала находим значения t_к по формуле



. (4.2)

Данные по имеются изначально и представлены:

= 0,335; 1,128; 2,396; 4,167.

t_к = 0,335*10 = 3,35 ч;

t_к = 1,128*10 = 11,28 ч;

t_к = 2,396*10 = 23,96 ч;

t_к = 4,167*10 = 41,67 ч.

Полученные t_k преобразовываем в логарифм, т.к. на графиках зависимости S - lgt (приложение Б) по понижению ось абсцисс представлена в lg ч., а у нас пока имеется только час.

t_к = 3,35 ч = lg (0,525) ч;

t_к = 11,28 ч = lg (1.052) ч;

t_к = 23,96 ч = lg (1.379) ч;

t_к = 41,67 ч = lg (1.620) ч.

Полученные t_к подставляем к нашему графику зависимости S - lgt по понижению и снимаем по оси ординат значения S_к:

S_к = 34,4 м; 35,5 м; 36,2 м; 36,6 м.

Вычисляем A_кS_к путем перемножения A_к на S_к. Значения A_к нам изначально даны:

A_к = 0,403; 0,332; 0,138; 0,0316.

A_кS_к = 34,4*0,403 = 13,863;

A_кS_к = 35,5*0,332 = 11,786;

A_кS_к = 36,2*0,138 = 4,996;

A_кS_к = 36,6*0,0316 = 1,157.

Рассчитываем изображение по Лапласу - Карсону с помощью механической квадратуры [3, c. 349, формула(2)] по формуле



. (4.3)

= 13,863+11,786+4,996+1,157 = 31,802 м.

В данном случае всех вычислений мы посчитали только одно значение t_p равное 10 часов, далее стоит произвести такие же вычисления при t_p равных 20, 30 и 40 часов.

Все основные значения при различных t_p приведены ниже (таблица 4.1, 4.2, 4.3, 4.4)

Таблица 4.1 - Основные данные при t_p = 10 ч

		, ч	, м		, м
1	0,335	3,35	34,4	0,403	13,863
2	1,128	11,28	35,5	0,332	11,786
3	2,396	23,96	36,2	0,138	4,996
4	4,167	41,67	36,6	0,0316	1,157
Значение 10 ч Значение = 31,802 м

Таблица 4.2 - Основные данные при t_p = 20 ч

		, ч	, м		, м
1	0,335	6,70	35,0	0,403	14,105
2	1,128	22,56	36,1	0,332	11,985
3	2,396	47,92	36,8	0,138	5,078
4	4,167	83,34	37,3	0,0316	1,179
Значение 20 ч Значение = 32,347 м

Таблица 4.3 - Основные данные при t_p = 30 ч

		, ч	, м		, м
1	0,335	10,05	35,4	0,403	14,266
2	1,128	33,84	36,5	0,332	12,118
3	2,396	71,88	37,2	0,138	5,134
4	4,167	125,01	37,7	0,0316	1,191
Значение 30 ч Значение = 32,709 м

Таблица 4.4 - Основные данные при t_p = 40 ч

		, ч	, м		, м
1	0,335	13,40	35,7	0,403	14,387
2	1,128	45,12	36,8	0,332	12,218
3	2,396	95,84	37,4	0,138	5,161
4	4,167	166,68	38,0	0,0316	1,201
Значение 40 ч Значение = 32,967 м

г) при тех же значених t_p рассчитываем изображения для дебита скважины [4, c. 219, формула (8.23а)] по формуле

, (4.4)

где - дебит скважины во время откачки;

- площадь сечения скважины в пределах динамического уровня.

Рассчитанные значения приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Данные к расчету изображения

, сут	, м	, м2	, м3/сут	, м3/сут
0,41667	31,802	0,157785	716,3	704,26
0,83333	32,347	0,157785	716,3	710,18
1,25000	32,709	0,157785	716,3	712,17
1,66667	32,997	0,157785	716,3	713,18



д) рассчитываем значение - функции по формуле

. (4.5)

Все рассчитанные значения приведены в таблице 4.6.

Таблица 4.5 - Данные к расчету функции

, сут	, (сут)	, м	, м3/сут	, сут·м-2
0,41667	-0,38	31,802	704,26	0,0452
0,83333	-0,08	32,347	710,18	0,0455
1,25000	0,10	32,709	712,17	0,0459
1,66667	0,22	32,997	713,18	0,0463

е) по данным таблицы 4.5 строим график в координатах - . График представлен в приложении Б (рисунок Б.3).

ж) по графику и вычисениям определяем расчетные параметры.

Водопроводимость(T) рассчитываем из формулы углового коэффициента понижения уровня:

C = . (4.6)

где С - угловой коэффициент прямолинейных отрезков временных графиков:

. (4.7)



С = (0,0463-0,04579)/(0,26-0) = 0,00196;

T = 1/(4C) = 1/(4*3.14*0.00196) = 41 м²/сут.

Следует отметить, что при опробовании кембрийского комплекса в п. Домачево, значение коэффициента водопроводимости составило 47 м²/сут, т.е. весьма близким к рассчитанному значению.

Опытная откачка закончена в условиях неустановившегося режима фильтрации при постоянном химическом составе воды. Приток воды в пласте происходит за счет сработки упругих запасов пласта.

Пьезопроводност (а) кембрийского терригенного комплекса по данным опытной одиночной откачки определить невозможно. При оценке запасов эта величина принята равной 1,1Ч10⁶ м²/сут, из выражения

(4.8)

где µ - коэффициент гравитационно - упругой водоотдачи напорных водоносных горизонтов (песчаники), равный по литературным данным 3,8Ч10^-5.

а = 41/3,8Ч10^-5 = 1,1Ч 10⁶ м²/сут.

Величина напора подземных вод над кровлей комплекса составляет 915 м.

Дебит скважины 91-з/10, достигнутый в процессе опытной откачки, составляет 716 м³/сут при понижении 38,46 м в условиях стабильности химического состава подземных вод.

Удельный дебит скважины 18,6 м³/сут (0,22 л/с).

Величина рабочего понижения, достигнутая в процессе опытной откачки, составляет 38,5 м.

Допустимое понижение, учитывая конструкцию скважины, принимается равным 106,5 м.

Расчётное время эксплуатации - 10⁴ суток (приблизительно 27 лет).



5. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод месторождения Комаровское

Оценка эксплуатационных запасов подземных вод проводится применительно к сосредоточенному водозабору (одиночная скважина). Водозабор расположен в 0,3 км севернее северной окраины д. Комаровка на пустыре, используемом в качестве пастбища. В качестве эксплуатационного рассматривается водоносный кембрийский терригенный комплекс. Эксплуатационный горизонт схематизируется в виде неограниченного напорного пласта, формирование запасов в котором происходит за счёт сработки упругих запасов. Для оценки эксплуатационных запасов принимается следующая фильтрационная схема: неограниченный напорный пласт при неустановившемся режиме фильтрации.

Эксплуатационные запасы считаются обеспеченными, если допустимое понижение на конец расчётного периода будет равно или меньше принятой величины динамического уровня.

Допустимое понижение (S_доп) складывается из рабочего понижения (S₀ = =38,5 м) и срезки уровня (?S) во времени

S_доп = S₀ + ?S. (5.1)

Срезка уровня определяется по формуле

, (5.2)

, (5.3)



где Q - дебит скважины (водозабора), м³/сут;

T - коэффициент водопроводимости, м²/сут, T = 41 м²/сут;

a - коэффициент пьезопроводности, м²/сут, a = 1,1 Ч 10⁶ м²/сут;

t - время эксплуатации, сут, t = 10⁴ сут;

r₀ - радиус водоприемной части скважины, м, r₀ = 0,066 м;

?S - срезка уровня во времени, м, ?S = 106,5 м.

Подсчитанные запасы в количестве 1870 м³/сут являются эксплуатационными, обеспеченными за счёт сработки упругой водоотдачи при снижении пьезометрического напора на конец расчётного срока эксплуатации на 106,5 м.



6. Характеристика качества минеральных вод

Качество и особенности химического состава подземных вод определяются климатическими, геолого-гидрогеологическими, структурно-тектоническими и другими факторами, присущими данной территории. Существенное влияние на ионный состав подземных вод оказывают также вещественный состав и степень трещиноватости водовмещающих пород.

В гидрогеологическом разрезе исследуемого района с учетом всех вышеперечисленных факторов выделяется зона активного водообмена, содержащая пресные воды, и зона затрудненного водообмена, представленная минерализованными водами.

Район работ расположен в зоне гумидного климата со значительным среднегодовым количеством атмосферных осадков (до 773 мм) и высокой (до 80%) степенью относительной влажности воздуха, что обуславливает преобладание процессов инфильтрации атмосферных осадков над испарением, приводящих в свою очередь к уменьшению минерализации грунтовых и напорных вод в процессе водообмена.

Наличие речных долин и озерных котловин, в пределах которых осуществляется разгрузка грунтовых и напорных вод способствуют интенсивному водообмену между этими горизонтами и комплексами и формированию единой обводненной системы, содержащей пресные, однотипные по химическому составу воды.

Отсутствие в разрезе осадочной толщи четвертичной, меловой и юрской систем регионально выдержанных водоупоров, наличие проводящих тектонических разломов и блоковых структур способствует тесной гидравлической связи вод этих отложений и формированию в них до глубины ~350 м пресных гидрокарбонатных кальциевых вод с минерализацией 0,39-0,57 г./дм³.

Присутствие в разрезе карбона, силура и ордовика водоупорных глинисто-карбонатных отложений мощностью 596 м обусловливает затрудненный водообмен в ниже залегающих водоносных комплексах. По данным геофизических исследований в пределах участка размещения скважины 91-з/10 граница зоны активного и затрудненного водообмена проходит на глубине более 800 м.

В настоящем разделе приводится характеристика химического состава подземных вод юрского и кембрийского комплексов по результатам анализов проб воды, отобранных в процессе проведения поинтервальных опробований, пробных и опытной откачек.

Химические и органолептические анализы, были выполнены Центральной Лабораторией республиканского унитарного предприятия «Белгеология» (г. Минск), лабораторией коммунального производственного унитарного предприятия «Брестводоканал» (г. Брест) и лабораторией Барановичского зонального центра гигиены и эпидемиологии. Бактериологический анализ проведен лабораторией КПУП «Брестводоканал». Бальнеологический анализ выполнен федеральным государственным учреждением «Российский научный центр восстановительной медицины и курортологии» (г. Москва).

6.1 Средне-верхнеюрский терригенно-карбонатный комплекс

По физическим свойствам воды прозрачные, бесцветные (цветность 2,03⁰), без запаха (0 баллов), без вкуса, мутность составляет 0,33 мг/дм³; температура воды на устье 14-16,5⁰С. По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциево-магниевые и гидрокарбонатные магниево-натриево-кальциевые, с минерализацией 0,33-0,57 г./дм³. Сведения о содержании в воде отдельных компонентов и показателей приведены в таблице 6.1.1.



Таблица 6.1.1 - Содержание химических компонентов и показателей

Наименование компонентов и показателей	Содержание, мг/дм3	Значения, нормируемые СанПиН, мг/дм3 не более	Значения, нормируемые ТНПА
	от	до
Катионы: натрий	32,02	35,5	-	20-200
Калий	9,9	10,29	-	2-20
Магний	18,8	26,15	-	5-65
Кальций	22,1	75,24	-	25-130
Железо суммарное	0,72	3,1	0,3	< 0,2
Аммиак (по азоту)	0,2	1,5	2,0	0,05-0,1
Анионы: хлориды	23,5	32,1	350,0	150-250
Сульфаты	<2,0	7,3	500,0	150-250
Карбонаты	н/обн	н/обн	-	-
Гидрокарбонаты	213,5	390,4	-	30-400
Нитраты	<0,1	0,1	45,0	5-20
Нитриты	0,01	0,01	3,0	0,005-0,5
Жесткость общая, мг-экв/дм3	2,65	6,0	7,0	1,5-7,0
карбонатная, мг-экв/дм3	2,65	6,0	-	-
рН	7,2	8,3	6,0-9,0	6,0-9,0
Окисляемость, мгО2/дм3	2,8	8,2	5,0	-
SiO2	12,94	14,4	-	< 10
Fe2O3	0,57	0,66	-	-
СО2 свободная	8,8	30,8	-	-
Сухой остаток	252	448	1000	200-1000
Общая минерализация	328,7	568,5	-	200-1000
Мышьяк	< 0,005	< 0,005	0,05	0,006-0,01
Марганец	<0,005	0,03	0,1	0,05
Молибден	<0,005	<0,005	0,25	< 0,07
Медь	<0,02	<0,02	1,0	< 1,0
Цинк	<0,001	0,014	5,0	3,0-5,0
Свинец	0,005	0,0119	0,1	0,005-0,01
Кадмий	<0,001	0,0021	0,01	0,001
Нефтепродукты	н/обн	0,047	0,1	0,01-0,05
Бериллий	<0,0001	0,002	0,002	< 0,0002
Алюминий	0,18	0,56	0,5	0,1-0,2
Хром	<0,002	<0,002	0,05	0,03-0,05
Никель	0,001	0,0048	0,1	< 0,02
Кобальт	0,0035	0,0038	0,1	< 0,1
Ванадий	<0,022	<0,022	-	-
Стронций	7,65	9,70	7,0	< 7,0
Ртуть	<0,0005	<0,0005	0,005	0,0002-0,0005
Бор	<0,05	<0,05	0,5	0,3-0,5
Радий, Кu/ дм3	<1Ч10-12	<1Ч10-12	<1Ч10-10	-
Уран, г/дм3	<1,6Ч10-7	<1,6Ч10-7	-	-

Формула солевого состава подземных вод имеет вид:

Как видно из приведенных в таблице 6.1.1 данных, подземные воды средне-верхнеюрского терригенно-карбонатного комплекса соответствуют требованиям СанПиН 10-124РБ99, за исключением повышенного содержания железа и стронция, в некоторых случаях - алюминия. Подземные воды не соответствуют требованиям СанПиН, предъявляемым к питьевым водам, расфасованным в емкости, из-за повышенного содержания следующих компонентов: железо, аммоний, двуокись кремния, стронций, бериллий, свинец, кадмий, алюминий.

6.2 Кембрийский терригенный комплекс

Характеристика химического состава, органолептических и бактериологических показателей минеральных вод кембрийского терригенного комплекса, приводится по результатам исследования проб, отобранных в процессе опытной откачки, поинтервального и пакерного опробований.

По физическим свойствам воды прозрачные, бесцветные, с характерным запахом и вкусом, осадок незначительный светло-бурый.

По содержанию основных химических компонентов воды хлоридные кальциево-натриевые с минерализацией 3,8-3,9 г/дм³. В бактериологическом отношении воды здоровые. Сведения о содержании в воде отдельных компонентов и показателей приведены в таблице 6.2.1. Температура подземных вод на устье скважины 29,5⁰С.

Таблица 6.2.1 - Содержание химических компонентов и показателей

Наименование компонентов и показателей	Содержание, мг/дм3	Значения, нормируемые СТБ 880-95, мг/дм3 не более
	Поинтервальное опробование	Пакерное опробование	Опытная откачка
Катионы: натрий	500,0	760,0	680,0
Калий	27,2	40,5	43,0
Магний	72,5	101,8	105,3-156,4
Кальций	347,6	518,8	504,9-520,7
Железо суммарное	2,63	4,47	2,13-2,52
Аммиак (по азоту)	<0,1	<0,1	0,1-0,4
Анионы: хлориды	1454,3	2310,9	2291,9-2205,4
Сульфаты	2,1	<2,0	2,9
Карбонаты	н/обн	н/обн	н/обн
Гидрокарбонаты	286,7	213,5	186,1-207,4
Нитраты	<0,1	<0,1	<0,1	50,0
Нитриты	<0,01	0,01	<0,01	2,0
Жесткость общая, мг-экв/дм3	23,30	34,26	34,64-38,05
карбонатная, мг-экв/дм3	4,70	3,50	3,05-3,40
рН	6,95	7,8	7,52-7,69
Окисляемость, мгО2/дм3	4,48	2,88	0,64-1,44
SiO2	12,74	11,31	13,0-13,1
Fe2O3	0,39	3,06	0,81-0,98
СО2 свободная	13,2	4,4	4,4-8,8
Сухой остаток	2576	3820	3700-3796
Общая минерализация	2712,7	3948	3766-3867
Мышьяк	<0,005	<0,005	<0,005	1,5
Марганец	0,15	0,05	0,07-0,08
Молибден	<0,005	<0,005	<0,005
Медь	0,0064	0,0116	0,0107-0,0099	1,0
Цинк	0,0132	0,0393	0,0547-0,0221	5,0
Свинец	0,0301	0,0362	0,0661-0,0532	0,1
Кадмий	0,0016	0,0062	0,0113-0,0128	0,01
Нефтепродукты	-	-	-
Бериллий	0,00006	<0,00001	<0,00005
Алюминий	0,12	0,25	0,08-0,28
Хром	<0,002	<0,02	<0,02
Никель	0,0312	0,0351	0,0435-0,0438
Кобальт	0,00355	0,004	0,0278-0,0284
Ванадий	<0,022	-	<0,022
Стронций	24,12	29,75	19,88-20,24	25,0
Ртуть	<0,0005	<0,0005	<0,0005	0,005
Бор	0,14	0,16	0,07-0,22
Фтор	0,48	0,41	0,29	10,0
Бром	19,45	23,58	28,77
Иод	<0,2	<0,2	0,21
Радий, Кu/ дм3	-	-	9,01Ч10-11 -1,03Ч10-10
Уран, г/дм3	<1,6Ч10-7	<1,6Ч10-7	<1,6Ч10-7
ОМЧ			1	100
ОКБ			Отсутствие	3
ТКБ			Отсутствие	Отсутствие

Формула солевого состава минеральных вод по данным опытной откачки имеет вид:

По уровню минерализации в соответствии с СТБ 880-95 [5] эти воды являются лечебно-столовыми (1-10 г./дм³).

Согласно бальнеологическому заключению Института физиологии НАН Беларуси минеральная вода скважины 91-з/10 относится к группе маломинерализованных бромных хлоридных магниево-кальциево-натриевых природных питьевых вод. Она может применяться в качестве столового напитка без ограничений и в виде лечебного питья по назначению врача при лечении хронических гастритов с нормальной, повышенной и пониженной секреторными функциями желудка; неосложнённой язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, хронических колитов и энтероколитов, хронических заболеваниях печени и желчевыводящих путей, при болезнях обмена веществ и др. Природная минеральная вода скважины №91-з/10 может быть рекомендована для внутреннего применения и розлива в газированном и негазированном виде.

В соответствии с бальнеологическим заключением ФГУ «РНЦ ВМиК» (г. Москва) воды скважины 91-з/10 отнесены к минеральным природным питьевым лечебно-столовым, к XXV группе Классификации минеральных вод Минздрава РФ (по ГОСТ 13273-88 [6] к XXVIII группе, Друскенинкайскому типу) и показаны при лечении следующих заболеваний: болезни органов пищеварения, нарушения органов пищеварения после оперативных вмешательств, болезни эндокринной системы, расстройства питания и нарушения обмена веществ, болезни мочеполовой системы; также помимо стационарного использования в лечебно-профилактических учреждениях могут являться основой к промышленному розливу с донасыщеним диоксидом углерода. При несистематическом применении могут быть использованы в качестве столового напитка.

Учитывая температурный фактор (температура воды на устье скважины 29,5⁰С) и содержание кондиционного количества брома (28,77 мг/дм³) вода из скважины является также минеральной, показанной для наружного применения при лечении следующих заболеваний: болезни системы кровообращения, болезни нервной системы, болезни костно-мышечной системы, болезни эндокринной системы, расстройств питания и нарушения обмена веществ, болезни мочеполовой системы, болезни кожи.



Заключение

В результате бурения поисковой скважины 91-з/10 разведан участок месторождения минеральных подземных вод Комаровское.

Подземные воды приурочены к терригенным отложениям кембрийской системы, залегающей в интервале 916-957,0 м.

По результатам опытной откачки продолжительностью 240 часов, законченной в режиме нестационарной фильтрации при стабильном химическом составе и гидротермальных показателях, определены расчетные фильтрационные параметры, позволившие оценить эксплуатационные запасы подземных минеральных вод в количестве 1870 м³/сут. Величина оцененных запасов обеспечена эксплуатационными ресурсами кембрийского комплекса.

Эксплуатационные запасы минеральных вод подсчитаны при неустановившемся режиме фильтрации на конец расчётного срока эксплуатации, с использованием значений фильтрационных параметров, полученных по данным опытно-фильтрационных работ.

По содержанию основных химических компонентов воды кембрийского комплекса маломинерализованные бромные хлоридные магниево-кальциево-натриевые, с минерализацией 3,77-3,87 г./дм³. Согласно бальнеологическому заключению Белорусского РНПЦ неврологии и нейрохирургии минеральная вода скважины 91-з/10 относится к группе маломинерализованных бромных хлоридных магниево-кальциево-натриевых природных питьевых вод.

В соответствии с бальнеологическим заключением ФГУ «РНЦ ВМиК» (г. Москва) воды скважины 91-з/10 отнесены к минеральным природным питьевым лечебно-столовым, к XXV группе Классификации минеральных вод Минздрава РФ (по ГОСТ 13273-88 к XXVIII группе, Друскенинкайскому типу). Учитывая температурный фактор (температура воды на устье скважины 29,5⁰С) и содержание кондиционного количества брома (28,77 мг/дм³) вода из скважины является также минеральной, показанной для наружного применения.

Разведанные запасы минеральных подземных вод относятся к балансовым, поскольку их использование в настоящее время является экономически целесообразным и технологически обеспеченным.



Список использованных источников

1. Приходько В.Л., Косовский Я.А. и др. Глубинное геологическое картирование м-ба 1:200000 территории листа М-35-I (Камень-Каширский) и восточной части территории листа М-34-VI (Влодава). Отчёт Ратновской ГСП за 1983-1988 гг. ПО «Укргеология», Ровенская ГРЭ, Ровно, 1988 г.

2. Постановление Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды РБ и Министерства по ЧС РБ от 5 июля 2007 г. №71/64

3. Шестаков, В.М. Гидрогеодинамика. / В.М. Шестаков. - М.: Изд-во МГУ, 1995. - 368 с.

4. Мироненко, В.А. Теория и методы интерпретации опытно-фильтрационных работ / В.А. Мироненко, В.М. Шестаков. - М.: Недра, 1978. - 325 с.

5. СТБ 880-95. Воды минеральные лечебно-столовые белорусские. Технические условия. Белстандарт, Минск, 1995 г.

6. ГОСТ 13273-88 Воды минеральные питьевые, лечебные и лечебно-столовые

7. Справочное руководство гидрогеолога. - Том 1 / под ред. В.М. Максимова. - Л.: Недра, 1979. - 512 с.

8. Отчет по производственной практике студентки Ласточкиной Я.В. за 2012 г.

9. СТП 04-2011 Курсовые работы. Общие положения и требования к построению, содержанию и оформлению. - Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2011. - 51 с.

Размещено на Allbest.ru