О скважинах

назад 13.08.2011

Гидрогеология в бурении скважин

Гидрогеология изучает происхождение, состав, движение и распределение подземных вод в горных породах и взаимоотношение пород с этими водами, а также условия использования подземных вод, влияние их на возникновение природных процессов, а также на условия строительства и эксплуатации искусственных сооружений.

Горные породы по своему происхождению не являются абсолютно монолитными, они имеют поры, трещины самых различных форм и размеров, а также пустоты.

Пористость, трещиноватость и тектоническая нарушенность пород с учетом их литологических особенностей и динамики подземных вод определяют гидрогеологические свойства.

Трещинные воды – это подземные воды, залегающие в трещиноватых магматических, метаморфических и осадочных породах.

В горных породах различают (по происхождению) трещины трех видов: а) тектонические, образовавшиеся при формировании геологических структур; б) выветривания, возникающие при выветривании и размывании горных пород; в) литологические, связанные с формированием пород.

Водообильность трещиноватых горных пород в значительной степени зависит от типа развитых в них трещин и характера взаимосвязи последних между собой.

В зависимости от вида и размера пор, трещин и пустот в горных породах различают:

а) некапиллярную пористость (скважность, обусловленную крупными порами >1 мм, ноздреватостью, кавернозностью, крупной трещиноватостью и закарстованностью);

б) капиллярную пористость, когда в горных породах встречаются поры размером менее 1 мм, а трещины шириной менее 0,25 мм.

Водовмещающие породы представляют собой пористые среды. Основные свойства пористой среды, определяющие условия движения в ней воды, – пористость и проницаемость.

Пористость – это общий объем всех пустот в горной породе. Величина пористости горных пород характеризуется коэффициентом пористости n.

Пористость некоторых пород

Порода	Пористость, %
	минимальная	максимальная
Граниты и гнейсы	0,02	0,6
Каррарский мрамор	0,20	0,40
Глинистые сланцы	0,50	7,50
Кремнистые сланцы	0,85	0,90
Известняки	0,50	13,50
Доломиты	1,50	22,00
Туф известковый	20,2	32,2
Песчаники	3,50	28,5
Пески	35,0	42,0
Глины	25,0	55,0
Лёсс	40,0	55,0

Пористость  водовмещающей горной породы – это часть ее объема, заполненная водой и выраженная как отношение объема пустот к общему объему породы.

Характеристикой емкостных свойств водовмещающей среды является не полная пористость, а коэффициент гравитационной водоотдачи породы , т.е. количество воды, которое может высвободиться из элементарного объема пласта при его осушении.

Под коэффициентом водоотдачи принято понимать разность между общей пористостью и максимальной молекулярной влагоемкостью с учетом объемных масс скелета и воды.

Обычно принимают величину водоотдачи равной активной пористости .

Активная пористость – это совокупность пор и других пустот, по которым подземная вода может свободно передвигаться в горных породах, не испытывая заметного притяжения и трения со стороны стенок, так как эти стенки покрыты гигроскопической и пленочной водой. Активная пористость – это также объем пор, взаимосоединенных друг с другом.

При напорной фильтрации осушения породы не происходит и емкостные свойства водоносного горизонта определяются упругостью водовмещающих пород и заключенной в ней воды.

По аналогии со свободной водоотдачей при осушении пород для характеристики емкостных свойств напорного пласта Ф.М. Бочевер предложил понятие упругой водоотдачи , характеризующей количество воды, которое может быть получено с единицы площади напорного пласта при понижении пьезометрического напора на 1 м.