2.1.3. Пошуково-розвідувальне буріння на підземні води

Основним способом розвідки (видобутку) підземних вод і розсолів служить буріння. Буріння свердловин проводиться і в процесі гідрогеологічних зйомок і при спеціальних гідрогеологічних дослідженнях із будівельними та гідротехнічними цілями.

При дослідженнях ґрунтових вод виконують переважно неглибоке буріння, при дослідженнях напірних вод - глибоке буріння. При розвідці підземних вод і розсолів, які залягають на великих глибинах, використовують також глибокі свердловини, пробурені з іншими цілями (для пошуків і розвідки нафтових і газових родовищ).

Мілке пошуково-розвідувальне буріння на ґрунтові води здійснюється в основному ударно-канатним і обертальним способами. У свердловинах заміряють рівні; за даними замірів на карти наносять ізогіпси, які відображають рельєф дзеркала ґрунтових вод, ведуть спостереження за напрямком і швидкістю ґрунтових потоків; виконують випробовування горизонту ґрунтових вод.

Глибоке пошуково-розвідувальне буріння на напірні води і розсоли виконують переважно обертальним способом.

За даними пошукового і розвідувального буріння свердловин вивчають геологічний розріз, виявляють водоносні горизонти і комплекси, визначають глибини залягання, вік товщину, літологію цих горизонтів і комплексів. У процесі буріння ведуть спостереження за водопроявами. Визначають в'язкість висхідного розчину, солоність його фільтрату. Пониження в'язкості глинистого розчину, який виходить із свердловини, зміна солоності і хімічного складу його фільтрату вказують на проходження водоносних горизонтів. Фіксуються також поглинання промивної рідини.

Велике значення мають геофізичні дослідження у свердловинах. Електрометрія свердловин методами опорів і природних потенціалів окрім літології розрізу дає можливість визначити наявність і положення в розрізі горизонтів з прісними і мінеральними водами. Горизонти прісних вод зазвичай відбиваються максимумами електричних опорів і природних потенціалів, горизонти із солоними водами і розсолами дають мінімуми опорів і максимуми на кривих природних потенціалів. Мінералізація вод може визначатися шляхом розрахунку за електрометричними даними. При розвідці термальних вод корисно застосовувати термометрію, при розвідці радіоактивних вод - радіометрію (гамма-метод).

При розвідувальному бурінні водоносні інтервали повинні вивчатись також за допомогою кернового матеріалу.

На основі даних, отриманих при бурінні і вивченні розрізу свердловини вибираються водоносні інтервали для випробувань, які є головними видами робіт при розвідці підземних вод.

2. 1.4. Випробування водоносних горизонтів.

Стаціонарні спостереження за режимом

Гідрогеологічне випробування полягає у визначенні статичного рівня, дебіту, продуктивності водоносного горизонту і у відборі проб підземних вод і розсолів для хімічних аналізів. Випробування водоносних горизонтів виконується з метою оцінки запасів підземних вод і розсолів, для проектування їх експлуатації, а також для отримання гідрогеологічних показників, необхідних для вирішення нафтогазопошукових і нафтогазопромислових задач.

У фонтануючих водних свердловинах рівень визначають шляхом нарощування труб або проводять заміри тиску на гирлі (до його стабілізації). Виходячи із висоти фонтану і діаметру труб визначають дебіт

При відсутності самовиливу води проводять випробування за допомогою відкачок.

Розрізняють пробні і дослідні відкачки, які проводять на стадії розвідки родовищ підземних вод. Пробні відкачки виконуються із окремих свердловин при двох пониженнях рівня. Дослідні відкачки - із куща свердловин, що складається із однієї центральної свердловини, із якої безпосередньо виконуються відкачки води, і декількох спостережних. Дослідні відкачки проводяться при трьох пониженнях рівня. Вони поділяються на короткочасні і тривалі. При дослідних відкачках ведуться спостереження за взаємодією свердловин У свердловинах, пробурених з промиванням глинистим розчином, перед відкачками виконується заміна глинистого розчину на чисту воду.

При відкачках рівень води у свердловині значно понижується, а статичний рівень визначають, спостерігаючи за збільшенням рівня при зупинці свердловини (будують графіки відновлення рівня). У тих випадках, коли рівень води піднімається повільно, статичний рівень можна визначити шляхом доливання води у свердловину і наступного спостереження за підняттям рівня. Доливання роблять при розкритті водоносних горизонтів, рівень вод яких при пониженні на глибину більше 100 м піднімається за добу на висоту менше 50 м.

Чим триваліший період спостереження за рівнем, тим точніше буде визначено статичний рівень. Доливати у свердловину необхідно таким чином, щоб рівень не перевищував статичного.

Заміри динамічного рівня дозволяють визначити питомий дебіт, тобто залежність дебіту від пониження рівня. У фонтануючих свердловинах застосовують фіксовані у часі випускання води із замірами кількості випущеної рідини.

Для відкачок із глибоких свердловин при гідрогеологічному випробуванні застосовують сваби, ропі насоси,ерліфти.

Рівень води в глибоких свердловинах заміряють різними приладами: електрорівнемірами, ехолотами, апаратами Яковлєва та ін.

Проби води відбирають після відкачки, а при самовиливі - через півгодини після освітлення води.

Для відбору проб вод і розсолів із свердловин користуються різними пристроями. Для вивчення газового складу підземних вод, який є важливою їх характеристикою, а також для вивчення фізичних властивостей вод і розсолів у підземних умовах необхідно використовувати глибинні пробовідбірники.

За результатами гідрогеологічного випробування пластів можуть складатися різні гідрогеологічні та гідрогеохімічні карти із нанесенням на них статичних рівнів, приведених напорів, газонасиченості, мінералізації, газового та іонно-сольового складу підземних вод і розсолів та ін.

Дані гідрогеологічного випробування використовуються для пошуків, розвідки і розробки нафтових і газових родовищ, а також для оцінки запасів і проектування експлуатації підземних вод і розсолів.

У процесі експлуатації підземних вод ведуть стаціонарні спостереження за їх режимом. Під режимом підземних вод розуміють поведінку їх у часі під впливом геологічних, гідрометеорологічних та штучних факторів. Рівні, дебіти, температури та хімічний склад вод у багатьох горизонтах мінливі. Особливо великі коливання цих показників спостерігаються у ґрунтових водах. Але метеорологічні фактори впливають і на напірні води (переважно у верхніх горизонтах і недалеко від зон інфільтрації), у зв'язку з чим у їх режимі інколи також спостерігаються великі коливання.

Чим слабший вплив атмосфери і земної поверхні, тим стійкіший режим. На підземні води і розсоли, віддалені від зон інфільтрації, у природних умовах впливають майже виключно геологічні фактори, дія яких проявляється дуже повільно (виняток складає вплив землетрусів).

Значний вплив на режим підземних вод і розсолів можуть здійснювати штучні (технічні) фактори: експлуатація, дренаж водоносних горизонтів гірськими виробками, забруднення, вплив на хімічний склад і якість вод і розсолів. Для попередження і припинення негативного впливу штучних факторів організовується охорона підземних вод.

Вивчення режиму підземних вод і розсолів необхідне для уточнення проектів експлуатації і раціоналізації водозаборів, уточнення запасів підземних вод, а також для прийняття мір по охороні підземних вод. Загальні спостереження за режимом підземних вод (головним чином тих, які неглибоко залягають) проводяться державними режимними гідрогеологічними станціями.