Артезианский бассейн платформенного типа

Артезианские бассейны платформенного типа. Гидрогеодинамическая и гидрогеохимическая зональность бассейна.

Артезианский бассейн – единая гидрогеодинамическая система (часть системы), пространственно связанная со структурно-тектоническим элементом, верхний этаж которого представлен пологозалегающими или слабодислацированными осадочными породами, содержащих подземные воды.

Разрез артезианского бассейна платформенного типа всегда представляет собой многократное чередование стратифицированных гидрогеологических элементов, в качестве которых рассматриваются водоносные слои, горизонты, комплексы, а также относительно слабопроницаемые водоупорные слои, пласты и толщи горных пород.

При расчленение разреза во многих случаях наиболее важным является определение выдержанных слабопроницаемых толщ, изолирующих смежные горизонты. Именно наличие таких толщ является причиной различия пьезометрических напоров, состава и минерализации подземных вод. Положение этих толщ определяет выделение наиболее крупных стратифицированных элементов разреза – г/г этажей.

Всего выделяется 4 этажа: Первый – в той части разреза, где водоносный горизонт имеет гидравлическую связь с современной поверхностью на всей площади распространения. Второй – имеет гидравлическую связь только на периферии бассейна. Питание первых двух этажей в основном за счет инфильтрации атм осадков. Третий – не имеет открытой гидравлической связи с поверхностью, питание осуществляется за счет перетекания из вышележащих горизонтов. Четвертый – фундамент арт бессейна.

В разрезе артезианских структур сверху вниз выделяются три гидродинамические зоны: активного, затрудненного и застойного водообмена. Им примерно соответствуют три гидрогеохимические зоны: пресных гидрокарбонатных, солоноватых и соленых сульфатных, и высокоминерализованных хлоридных подземных вод.

Для всех водоносных горизонтов верхней гидродинамической зоны (первый гг этаж) в современных условиях принципиально возможна открытая связь с грунтовыми и поверхностными водами – зона интенсивного водообмена. Для горизонтов второй гидродинамической зоны, принципиально невозможна открытая связь с поверхностью. Питание и разгрузка осуществляется путем затруднений вертикальной фильтрации через слабопроницаемые пласты. Поэтому эта зона выделяется как зона с относительно затрудненным водообменом. В разрезе второго г/г этажа связь с современной поверхностью имеет пластовый характер и постепенно ухудшается с удалением от открытой периферии бассейна. На краевых частях, где есть открытая связь с поверхностью, второй гг этаж соответствует условиям зоны интенсивного водообмена. Водоносные горизонты второго гг этажа в пределах внутренней части бассейна и третьего этажа характеризуются общим условием – практически отсутствием притока из краевых областей современного питания артезианских вод. Для водоносных горизонтов третьего этажа центральной части бассейна характерно незакономерное распределение пластовых давлений, резкие изменения их величин на коротких расстояниях. (Наиболее благоприятные условия для формирования и сохранения месторождений нефти и газа).

Гидрогеохимическая зональность: сверху вниз выделяется три гидрогеохимические зоны: 1 – пресных вод гидрокарбонатного кальциевого состава. 2 – солоноватых и соленых вод сульфатного состава. 3 – рассолов хлоридно-натриевого состава

Закономерное увеличение минерализации п/в с глубиной от пресных до соленых

С ростом М изм хим состава от гидрокарбонатных до хлоридных

Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 39 ; Нарушение авторских прав

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Артезианский бассейн — платформенный тип

Артезианские бассейны платформенного типа как гидродинамические системы являются одними из наиболее сложных гидрогеологических объектов литосферы. [1]

Под артезианскими бассейнами платформенного типа следует понимать бассейны, связанные с отрицательными структурами платформ ( плиты, синеклизы), предгорными прогибами и краевыми синеклизами. [2]

В артезианских бассейнах платформенного типа региональная оценка эксплуатационных ресурсов, как правило, должна выполняться методом математического моделирования в связи с многослой-ностью строения геологического разреза. Состав необходимой информационной характеристики рассмотрен в гл. [3]

В артезианских бассейнах платформенного типа с достаточно простыми условиями формирования ресурсов региональная оценка, как уже указывалось, выполняется аналитически применительно к принимаемой схеме размещения месторождений различной степени изученности. [4]

Водообмен в артезианских бассейнах платформенного типа Украины в естественных и нарушенных условиях / / Гидрогеология, инж. [5]

В глубоких горизонтах артезианских бассейнов платформенного типа образуются самые крупные формы потоков напорных подземных вод, которые могут быть названы мегапотоками. Мегапотоки характеризуются значительными размерами и довольно четким выделением областей питания, транзита и стока. [7]

В глубоких горизонтах артезианских бассейнов платформенного типа образуются самые крупные формы потоков напорных подземных вод, которые могут быть названы мегапотоками. Ме-гапотоки характеризуются значительными размерами и довольно четким выделением областей питания, транзита и стока. Кроме того, здесь возникают локальные зоны перетоков в соседние горизонты, приуроченные обычно к локальным сводовым поднятиям, флексурам, а также литологическим окнам в кровле и подошве водоносных пластов. [8]

В центральных погруженных районах артезианских бассейнов платформенного типа регионально выдержанные водоупоры представлены толщами слабопроницаемых пород преимущественно морского генезиса. Зоны фациального замещения этих осадков могут быть связаны только со сводовыми частями крупных положительных структур внутренней области бассейна. При значительной мощности ( п — 10 — п — 100 м) слабопроницаемых пород для сводов положительных структур как правило характерно только некоторое увеличение проницаемости раздела, обусловленное общей обеспеченностью разреза, наличием частичных размывов, повышенной трещиноватостью, или общее сокращение мощности разделяющей толщи. В этом случае здесь по сравнению с соседними участками бассейна действительно существуют более благоприятные условия разгрузки, но характер разгрузки будет существенно другим. [9]

В месторождениях подземных вод артезианских бассейнов платформенного типа основным источником формирования привлекаемых ресурсов являются естественные запасы и ресурсы подземных вод водоносных горизонтов, залегающие выше эксплуатируемого горизонта. Привлекаемые ресурсы в таких условиях образуются при эксплуатации основных водоносных горизонтов, вызывающей возникновение или усиление перетекания подземных вод через слабопроницаемые разделяющие отложения. [10]

В речных долинах и артезианских бассейнах платформенного типа привлекаемые ресурсы подземных вод играют весьма существенную роль в формировании эксплуатационных ресурсов. [11]

Региональная динамика подземных вод и водный баланс артезианских бассейнов платформенного типа формируется под воздействием комплекса природных факторов, среди которых важнейшими являются современные физико-географические условия, форма и размеры геологической структуры, строение гидрогеологического разреза, распределение параметров водоносных и слабопроницаемых пород, а также гидродинамические условия на основных границах системы. [12]

В работе рассматриваются закономерности формирования подземного стока артезианских бассейнов платформенного типа , являющихся основными структурно-гидрогеологическими элементами континентальных платформ. Изучение подземного стока бассейнов трещинных вод древних кристаллических массивов ( второй основной тип платформенных структур) является самостоятельной задачей. Основные построения и выводы о региональной динамике подземных вод бассейнов платформенного типа выполнены в основном с использованием материалов по территории СССР ( Русская плита, Западная Сибирь, Туранская плита и др.), поскольку по артезианским бассейнам зарубежных территорий, за исключением ПНР, ГДР, частично НРБ и СРР, в настоящее время практически отсутствуют сопоставимые ( полученные по единой методике) количественные данные по распределению величин подземного стока. [13]

При размещении наблюдательной сети в районах водозаборов в артезианских бассейнах платформенного типа необходимо учитывать некоторые особенности этих бассейнов. [14]

Основные специфические задачи изучения режима подземных вод в артезианских бассейнах платформенного типа следующие. [15]

Источник

Артезианские бассейны платформенного типа. Границы, строение гидрогеологического разреза, типы подземных вод

Артезианский бассейн – гидрогеологическая структура, верхний этаж которой сложен пологозалегающими породами разного возраста и состава. Равнинные, слаборасчлененные районы, используемые широко в с/х целях. Использование подземных вод в больших количествах. Основные газоносные области связаны с осадочными породами данной территории. Слоистость определяет резко выраженную фильтрационную способность (глины, пески). В артезианских бассейнах выделяют регионально выдержанные слабопроницаемые толщи.

Артезианский бассейн платформенного типа – бассейны, связанные с отрицательными структурами платформ ( плиты, синеклизы), предгорными прогибами и краевыми синеклизами.

Границы распространения:Это основные структурно-гидрогеологические элементы континентальных платформ, занимают практически все площади сплошного распространения отложений осадочного чехла. На периферии платформ площади со сплошным распространением отложений осадочного чехла выходят за пределы собственно платформы в область передовых прогибов смежной геосинклинальной системы.

Строение + подземные воды: Основной особенностью строения является наличие слоистых толщ слабодислоцированных, преимущественно осадочных пород различного генезиса и состава. В связи с этим разрез бассейна всегда представляет собой многократное чередование стратифицированных гидрогеологических элементов, в качестве которых рассматриваются водоносные слои, горизонты, комплексы, реже водоносные серии, а также относительно слабопроницаемые водоупорные слои, пласты и толщи ГП.

Выделяют 3 гидрогеологических этажа:

1 гидрогеологический этаж: Система относительно изолированных друг от друга водоносных горизонтов и комплексов, в которых формируются местные потоки подземных вод, связанные с рельефом и гидрографией современной поверхности бассейна. Питание за счет инфильтрации атмосферных осадков на участках открытых выходов пластов на поверхность, за счет нисходящей фильтрации из вышележащих горизонтов разреза. Разгрузка путем восходящей фильтрации в грунтовый водоносный горизонт и через него в гидрографическую сеть территории. Хим. сост. Определяется процессами выщелачивания и смешения. Формируются пресные подземные воды гидрокарбонатного или сульфатно-гидрокарбонатного состава. 2 гидрогеологический этаж: объединяет систему водоносных горизонтов, имеющих связь с современной поверхностью на периферии структуры и изолированных от нее мощными толщами слабопроницаемых пород в переделах внутренней области бассейна. Внутренняя область питания за счет инфильтрации осадков в местах выхода пластов на поверхность и нисходящей фильтрацией через разделяющие слабопроницаемые породы. Внешняя область питания за счет выхода пород фундамента на поверхность или склонов складчатого обрамления бассейна. Разгрузка в местную гидрографическую сеть территории. Хим. сост: Основной процесс выщелачивание. Если питание за счет открытой фильтрации на выходах водоносных пластов или за счет притока из внешней области в краевые части формируются пресные гидрокарбонатные воды. При распространении гипс ангидритовой толщи формируются хлоридно-сульфатные воды. 3 гидрогеологический этаж: Подземные воды не имеют открытой гидравлической связи с поверхностью бассейна. Динамика подземных вод может осуществляться: ослабленный приток из областей современного питания, поступление глубинных флюидов, воды, образующиеся при дегидратации породообразующих минералов, элизионное питание, движение вод под действием градиента давления.

2)Микробиологический и газовый состав подземных вод

Микробиологический состав: Природное водорастворенное органическое вещество (ВРОВ) представлено комплексом разных соединений: различные углеводороды, в том числе ароматические, смолы, масла, сложные эфиры, кетоны, амины, гумусовые вещества, фенолы, карбоновые кислоты, углеводы, белки, липиды и т.д. Косвенной характеристикой содержания ВРОВ в подземных водах является величина окисляемости (способность окисляться кислородом). Соотношение различных органических веществ в подземных водах и их количество зависят от их генезиса и условий залегания. Разнообразие ВРОВ обусловлено как составом органических веществ поступающих из пород в воду без каких-либо преобразований, так и множеством разнообразных гидрогеохимических и гидробиохимических процессов.

Газовый состав: Подземные воды всегда содержат те или иные газы в растворенном состоянии. При изменении термобарических условий растворенный газ может выделиться в свободной форме (воды становится двухфазной системой). Свободный газ выделяется в виде пузырьков различной величины, если общее давление растворенных в данной воде газов превышает пластовое давление. Количественной характеристикой соотношения спонтанного и растворенного газов является коэф-т растворимости. Наименее растворимые гелий, неон, водород, а наиболее – углекислота и сероводород. На растворимость газов оказывает влияние температуры, давления. Растворимость газов значительно снижается с ростом минерализации. Интегральное воздействие перечисленных факторов определяет состав и количество газов в гидрогеологическом разрезе.

Источник

Глава 10. Артезианские бассейны платформенного типа 259

Примечание: * Зона пресных вод отсутствует на участках поверхностного распространения гипсов (загипсованных пород и на участках интенсивного испарения и засоления грунтовых вод. ** Гидрокарбонатные воды с различным катионным составом, сульфатные воды с различным катионным составом.

В то же время, как было указано выше (см. 10.2), уровень ми­нерализации артезианских вод и закономерности ее изменения в разрезе бассейна в значительной степени определяются минера- лого-геохимическим комплексом водоносных и слабопроницае­мых пород.

Формирование гидрогеохимической зональности (увеличение минерализации и изменение химического состава артезианских вод с глубиной) связывают с различными причинами. Среди них можно назвать: 1) гипотезу эндогенного происхождения (А. Зюсс, В.А. Кротова и др.), связывающую формирование хлоридных рас­солов с поступлением флюидов из мантии; 2) седиментогенную гипотезу (М.Г. Валяшко, И.К. Зайцев и др.), по которой высоко­концентрированные растворы хлоркальциевого типа (по В.А. Су- лину) являются захороненной рапой древних солеродных бас­сейнов; 3) гипотезу “подземного испарения” (М.Е. Альтовский);

гипотезу гравитационного распределения ионов (К.В. Фила­тов), согласно которой “тяжелые” ионы (Са, Mg, Ва, Fe) накапли­ваются в погруженных частях бассейна, а наиболее легкие (НСО^ и др.) — в верхних частях; 5) гипотезу “трансляционного” пере­распределения ионов (О.Я. Самойлов, Д.С. Соколов); 6) гипотезу “мембранного эффекта” и др. Наиболее вероятно, что фиксируе­мые проявления вертикальной гидрогеохимической зональности являются результатом комплексного воздействия многих про­цессов, которые происходили в течение геологически длительных периодов взаимодействия подземных вод с горными породами, газами и органическим веществом (см. гл. 4).

Наряду с “нормальным” типом гидрогеохимического разреза в артезианских бассейнах широко распространены так называемые “инверсионные” разрезы, в которых в той или иной мере нару­шается общая закономерность изменения химического состава и минерализации подземных вод с глубиной (см. рис. 10.10).

Наиболее научены гидрогеохимические “инверсии”, формирующиеся в крае­вых частях артезианских бассейнов в условиях континентального засоления грун­товых вод. Широкое развитие процессов испарения грунтовых вод и континен­тального засоления приводят (см. гл. 4) к формированию непосредственно в грунтовом горизонте аридных территорий высокоминерализованных хлоридных вод и рассолов (до 100—150 г/л). Вниз по разрезу в межпластовых горизонтах первого этажа (иногда и второго) по мере увеличения изоляции от засоленных грунтовых вод происходит постепенное уменьшение минерализации подземных вод и соответственное изменение их состава. В отдельных случаях при наличии в разрезе выдержанных пластов слабопроницаемых пород непосредственно под высокоминерализованными грунтовыми водами хлоридного состава скважины вскрывают пресные и слабосолоноватые (до 1,5—2.0 г/л) воды гидрокарбонатно­

сульфатного, сульфатного и другого состава, области питания которых расположе­ны вне участков интенсивного испарения и засоления грунтовых вод (см. гл. 13). Ниже по разрезу, как правило, восстанавливается ‘’нормальная’’ гидрогеохими­ческая зональность с увеличением минерализации межпластовых вод с глубиной залегания.

Аналогичные проявления гидрогеохимических “инверсий” воз­можны также при распространении в верхней части разреза гор­ных пород с высоким содержанием легкорастворимых соединений SO 2 » и СГ (гипс-ангидритовые толши, отложения современных и верхнечетвертичных морских террас, котловины крупных соленых озер и др.).

В глубоких (от 200—400 до 2500—3000 м и более) частях гид­рогеологического разреза артезианских бассейнов платформенного типа и крупных межгорных впадин (см. гл. 11.2) широко распрост­ранены проявления инверсионной зональности, связанные с за­леганием под зоной высокоминерализованных (до 100—250 г/л и более) хлоридных вод менее минерализованных высококарбонат­ных вод С1—НСО.,—Na и даже НС0₃—Cl—Na состава. Для этих вод характерна высокая концентрация карбонатных анионов (суммарное содержание НСО/+ СО]» до 20—30 г/л), отсутствие или минимальные концентрации SO 2 » и Са 2+ , высокие концент­рации I, В, NH₄. Формирование подземных вод данного хими­ческого состава обычно связывают с наличием в горных породах значительных содержаний органических веществ и деятельностью сульфатредуцирующих микроорганизмов (Крайнов и др., 2004).

Поскольку подземные воды данного типа генетически связаны с породами, относительно обогащенными органическим веществом, их наличие рассматрива­ется как поисковый признак нефтегазоносное™.

Однако формирование в ряде случаев (Западно-Сибирский бассейн и др.) на значительных глубинах (до 2500—3000 м и бо­лее) высококарбонатных вод с минерализацией 10 г/л и менее по существующим представлениям возможно только при “разбавле­нии” маломинерализованными водами (Крайнов и др., 2004). При относительно небольших (первые сотни метров) глубинах залегания такое разбавление может быть связано с поступлением современных или древнеинфильтрационных вод. В глубоких час­тях разреза разбавление может быть связано с отжатием маломи­нерализованных связанных вод глинистых пород (см. гл. 2), с во­дами, формирующимися при дегидратации породообразующих минералов, или с поступлением пароводяных флюидов из пород фундамента.

Вопросы к главе 10

Строение гидрогеологического разреза артезианских бассейнов платформенного типа.

Гидрогеологические этажи бассейна.

Условия формирования подземных вод первого гидрогеологиче­ского этажа.

Региональная динамика подземных вод второго гидрогеологи­ческого этажа.

Гидродинамическая зональность бассейна.

Современные представления о формировании подземных вод в гидродинамической зоне “эндогенного режима».

Гидрогеохимическая зональность бассейнов платформенного типа.

Источник