Геофизические исследования (ГИС)
Проектная часть
Конструкция скважины
Разведочно-эксплуатационная скважина проектируется для водоснабжения крестьянского(фермерского) хозяйства(КФХ),а также часть воды будет передаваться для водоснабжения пос.Заокский.
Нормативно-расчетная потребность в воде составляет 1008 м3/сут.
Предусматривается пробурить скважину проектной глубиной 60 м, на нижнетульский водоносный горизонт. Мощность горизонта до 25 м.
Способ бурения – колонковое долото
Этапы проведения работ
Для сооружения скважины проектом предусматривается проведение следующего комплекса работ:
· Сбор и анализ исходного материала;
· Проектирование скважины;
· Рекогносцировка;
· Бурение;
· Топографические и геодезические работы;
· Геофизические исследования скважины (каротаж);
· Опытные гидрогеологические работы;
· Лабораторные работы;
· Камеральные работы
Очерёдность выполнения запроектированного комплекса работ приводится на блок диаграмме:
| Сбор и анализ исходного материала |
| Топографические и геодезические работы |
| Геофизические исследования скважины (каротаж) |
| Проектирование скважины |
| Рекогносцировка |
| Бурение |
| Камеральные работы |
| Лабораторные работы |
| Опытные гидрогеологические работы |
| Составление отчета |
Сбор информации
На первом этапе работ необходимо собрать информации о данном водозаборе, получить сведения о геологическом строении, гидрогеологических условиях, техногенной нагрузке на исследуемой территории, используя материалы отчетов прошлых лет и фондовые материалы.
Изучить истории водозабора, установить отметку статического уровня подземных вод до начала эксплуатации водозабора, используя в этих целях отчеты по изысканиям, проводившиеся для строительства водозабора.
Собрать данные об изменениях дебитов водозаборных скважин и изменения уровня во времени. По всем эксплуатационным скважинам собрать данные первичных откачек проведенных перед запуском скважины в эксплуатацию.
При изучении фондовых материалов необходимо отметить наличие законсервированных и резервных скважин, которые могут быть использованы в проведении работ.
Проектирование работ
Составление проекта является важной частью в организации любого вида работ. В проекте перечисляют все необходимые виды работ. Проект должен быть согласован со всеми организациями, заинтересованными в проведении работ.
Расчет конструкции скважины
Расчет конструкции скважины начинается с определения часовой потребности в воде, для чего суточное потребление водопотребление делится на 24 часа. Затем по каталогам определяется тип насоса, производительность которого позволит получить необходимый дебит с учетом глубины залегания уровня подземных вод.
Погружные насосы для подъема воды на поверхность имеют маркировку:
1ЭВЦ-4-4-70
(Электрический Центробежный Вертикальный диаметром 4 дюйма, производительностью 4 м3/час, глубина подъема воды 70 м).
Диаметр насоса совпадает с диаметром эксплуатационной колонны. Диаметры обсадных колонн берутся через один для нормального их прохождения при обсадке ствола скважины.
Таблица диаметров
| Бурение, мм | |||||||
| Обсадка, дюймы | |||||||
| Обсадка, мм |
Полевые работы
3.2.2.1. Рекогносцировка
Рекогносцировочные работы необходимы для сбора данных о состоянии водозаборных и наблюдательных скважин визуальной оценки территории.
Необходимо определить возможные подъемные пути для буровых установок, места размещения жилых вагончиков и другие особенности.
3.2.2.2. Буровые работы. Составление конструкции скважины
Конструкция скважины определяется геологическим разрезом участка работ и заявленной потребностью.
Согласно проектному геологическому разрезу горные породы подразделяются на следующие категории по буримости:
Таблица 4 – Категория пород по буримости
| № п./п. | Интервал залегания | Мощность слоя, м | Геологический индекс | Литологическое Описание пород | Категория пород по буримости, м |
| 0-7м | Q | Суглинки | II | ||
| 7-10,2м | D3lb | Известники | IV | ||
| 10,2-17 м | D3lb | Глина с прослоями известняка | III | ||
| 17-19,4 м | D3lb | Мергель | IV | ||
| 19,4-20,4 м | D3lb | Известняк | III | ||
| 20,4-22,4 м | D3lb | Глина с прослоями известняка | III | ||
| 22,4-24,6 | D3lb | Известняк | IV | ||
| 24,6-26,0 | D3lb | Известняк | IV | ||
| 26,0-37,9 | D3lb | Известняк | IV | ||
| 37,9-60 | D3el | Известняк с прослоями мергеля | IV |
Диаметры бурения и обсадки скважины приводятся в таблице 5
Таблица 5 – Диаметры бурения и обсадки
| Бурение | Обсадка | ||
| Диаметр, мм | Интервал, мм | Диаметр, мм | Интервал, мм |
| 0-12 | 0-12 | ||
| 12-46 | 0-46 | ||
| 46-54 | 0-54 | ||
| 54-80 | 0-80 |
Кондуктор скважины диаметром 219 мм перекрывает рыхлые отложения до глубины 9 м. Эксплуатационная колонна труб диаметром 108 мм устанавливается в интервале 0-60.
Водоприемная часть скважины оборудуется фильтром из перфорированных труб диаметром 108 мм на нижнетульский водоносный горизонт. Длина фильтра 10 м. Скважность не менее 20%. Проектный интервал установки фильтра 48-58м.
Окончательный интервал установки фильтра определяется по данным каротажа с учетом особенностей проходки скважины.
Бурение скважины предусматривается вести роторным способом.
Проходка скважины ведется с постоянной промывкой. В качестве промывочной жидкости при бурении рыхлых глинистых отложений предусматривается использовать чистую техническую воду. Подробная информация о методике бурения скважины приведена в геолого- техническом наряде скважины приведенном ниже.
СОЛЯНО-КИСЛОТАЯ ОБРАБОТКА
Подробная информация о методике бурения скважины приведена в геолого-техническом наряде (ГТН) скважины. (Рисунок 7).
Рисунок 7 -Геолого-технический наряд на бурение
Топографо-геодезические работы
При наличии геодезической основы провести привязку скважин, отобразить полученные координаты на топографической основе. Район работ обеспечен топогеодезическим обоснованием.
Геофизические исследования (ГИС)
Геофизические исследования скважины при разведках подземных вод для водоснабжения имеют огромное значение.
Различные гидрогеологические задачи, решаемые методом геофизики при поисках и разведке подземных вод, могут быть подразделены на следующие разделы:
o изучение общего геологического строения исследуемых районов и деталей этого строения, имеющих важное гидрогеологическое строение;
o специальные гидрогеологические задачи: поиски и картирование областей распространения подземных вод с разной минерализацией, определение глубин залегания подземных вод, изучение направления и скорости движения этих вод и т.д.;
o изучение коллекторских свойств горных пород в их естественном залегании;
o задачи изучения естественных физических полей в земной коре, имеющих самостоятельное гидрогеологическое значение.
Наряду с общими геофизическими исследованиями больших территорий и больших глубин при гидрогеологических изысканиях особое значение имеют геофизические методы для более детального изучения горных пород на меньших глубинах.
Выбор методики геофизической разведки для решения поставленных гидрогеологических задач определяется местными природными условиями, а также организационными и экономическими соображениями.
Исходными факторами для планирования геофизических работ являются необходимость решения тех или иных гидрогеологических задач, топографические, климатические и геологические условия района исследований.
Проектируя геофизические работы, необходимо оценивать их техническую эффективность и экономическую целесообразность. При рациональном комплексировании разных геофизических методов и разведочного бурения можно получить значительную экономию в средствах при одновременном повышении детальности и точности исследований.
Комплекс разведочных и геофизических методов для каждого конкретного района исследований должен выбираться на основе специального проектирования со сравнительной экономической оценкой возможности решения поставленных задач одними разведочными методами.
Основные задачи гидрогеологических исследований, решаемые методами прикладной геофизики приведены ниже
· электрокаротаж методом кажущегося сопротивления (КС) – для литологического расчленения разреза, выявления трещиноватых и ослабленных интервалов, определение мощности слоев по данным истинного и кажущегося удельного электрического сопротивления;
· гамма-каротаж (ГК) методом естественного излучения для разделения пород по естественной радиоактивности;
· резистивиметрия (Рез) для решения следующих задач – оценки минерализации подземных вод, оценки фильтрационных свойств водоносного горизонта, определение мест притоков и перетоков;
· кавернометрия для контроля состояния ствола скважины при бурении, получения сведений о среднем диаметре скважины;
· расходометрия (РМ) проводится для уточнения параметров водоносного горизонта – глубина залегания, мощность, водопроводимость, удельный дебит, пьезометрический напор, коэффициент фильтрации.
Исследования в скважине будут выполняться каротажной станцией, укомплектованной приборами «ГЕОФИТ КП-51Э» и «ГЕОФИТ – 240 ГТР» в масштабе 1:200.
Электрокаротаж выполняется в не обсаженном стволе скважины.
Гаммакаротаж выполняется как в обсаженном, так и в не обсаженном стволе скважины.
Резистивиметрия проводится в не обсаженной скважине, перед оборудованием фильтра.
Кавернометрия проводится в обсаженном стволе скважины.
Расходометрические исследования необходимо провести после опробования скважины откачкой.
Обработка результатов ГИС заключается в анализе и интерпретации полученных данных, которые используют для построения геолого-геофизических разрезов.