О скважинах

назад 13.08.2011

Гідрогеологія в бурінні свердловин

Гідрогеологія вивчає походження, склад, рух і розподіл підземних вод в гірських породах і взаємовідношення порід з цими водами, а також умови використання підземних вод, вплив їх на виникнення природних процесів, а також на умови будівництва та експлуатації штучних споруд.

Гірські породи за своїм походженням не є абсолютно монолітними, вони мають пори, тріщини самих різних форм і розмірів, а також порожнечі.

Пористість, тріщинуватість і тектонічна нарушенность порід з урахуванням їх літологічних особливостей і динаміки підземних вод визначають гідрогеологічні властивості.

Тріщинні води – це підземні води, що залягають в тріщинуватих магматичних, метаморфічних і осадових породах.

В гірських породах розрізняють (за походженням) тріщини трьох видів: а) тектонічні, що утворилися при формуванні геологічних структур; б) вивітрювання, що виникають при вивітрюванні і розмивання гірських порід; в) літологічні, пов’язані з формуванням порід.

Водообільность тріщинуватих гірських порід в значній мірі залежить від типу розвинених в них тріщин і характеру взаємозв’язку останніх між собою.

В залежності від виду та розміру пор, тріщин і пустот в гірських породах розрізняють:

а) некапілярна пористість (шпаруватість, обумовлену великими порами >1 мм, ніздрюватої, кавернозної, великої тріщинуватістю і закарстованістю);

б) капілярну пористість, коли в гірських породах зустрічаються пори розміром менше 1 мм, а тріщини шириною менше 0,25 мм.

Породи, що вміщують воду, являють собою пористі середовища. Основні властивості пористого середовища, що визначають умови руху в ній води, – пористість і проникність.

Пористість – це загальний обсяг усіх пустот в гірській породі. Величина пористості гірських порід характеризується коефіцієнтом пористості n.

Пористість деяких порід

Порода	Пористість, %
	мінімальна	максимальна
Граніти і гнейси	0,02	0,6
Каррарський мармур	0,20	0,40
Глинисті сланці	0,50	7,50
Крем’янисті сланці	0,85	0,90
Вапняки	0,50	13,50
Доломіти	1,50	22,00
Туф вапняний	20,2	32,2
Піщаники	3,50	28,5
Піски	35,0	42,0
Глини	25,0	55,0
Лес	40,0	55,0

Пористість гірської породи, що вміщує воду – це частина її обсягу, заповнена водою і виражена як відношення обсягу порожнеч до загального обсягу породи.

Характеристикою ємнісних властивостей середовища, що вміщує воду, є не повна пористість, а коефіцієнт гравітаційної водовіддачі породи, тобто кількість води, яка може вивільнитися з елементарного об’єму пласта при його осушенні.

Під коефіцієнтом водовіддачі прийнято розуміти різницю між загальною пористістю і максимальною молекулярною вологоємністю з урахуванням об’ємних мас скелета і води.

Зазвичай приймають величину водовіддачі рівною активній пористості.

Активна пористість – це сукупність пір і інших пустот, по яких підземна вода може вільно пересуватися в гірських породах, не відчуваючи помітного тяжіння і тертя з боку стінок, так як ці стінки покриті гігроскопічною і плівковою водою. Активна пористість – це також обсяг часу, взаємоз’єднання один з одним.

При напірній фільтрації осушення породи не відбувається і ємнісні властивості водоносного горизонту визначаються пружністю водовмещающіх порід і укладеної в ній води.

За аналогією з вільною водовіддачею при осушенні порід для характеристики ємнісних властивостей напірного пласта Ф.М. Бочевер запропонував поняття пружної водовіддачі, що характеризує кількість води, яку може бути отримано з одиниці площі напірного пласта при зниженні п’єзометричного напору на 1 м.