Карта зеркала грунтовых вод

Абсолютная глубина залегания уровня грунтовой воды, измеренная в скважинах, расположенных на какой-либо территории, может быть различной. Это свидетель­ствует о том, что поверхность грунтовых вод имеет слож­ный характер, определяющийся рельефом водоупорного пласта, изменением фильтрующей способности пород на данной территории, условиями питания, связью с поверх­ностными водоемами и реками, деятельностью человека и другими факторами.

Для выявления характера поверхности грунтовых вод, по данным единовременного замера абсолютных отметок уровней в скважинах и шурфах, строится карт а г и д-р о и з о г и п с (рис. 144). Гидронзогипсы — это линии, со­единяющие точки с равными абсолютными отметками зеркала грунтовых вод. Положение на карте точек, отве­чающих соответствующим гидроизогипсам, находят с помощью простой линейной интерполяции. Карта изогипс позволяет решать следующие задачи:

2 - горизонтали

Рис. 144. Карта гидроизогипс или зеркала грунтовых вод:

1 - гидроизогипсы,

1. Находить наиболее благоприятное в гидрогеологи­ческом отношении расположение сооружений или карье-

ров. Для этой цели выбирают участки с глубоким залега­нием поверхности грунтовых вод.

2. Устанавливать направление и уклон потока грунто­вых вод в любой части поверхности карты. Направление

Рис. 145. Положение гидроизогипс при различных соотношениях

грунтовых вод с рекой. Л — связь с. рекой отсутствует; Б — река

питает грунтовые воды; В - - грунтовые волы питают реку

потока в люоои точке будет определяться как перпенди­куляр к гидропзогипсе, направленный в сторону меньших отметок.

3. Выявлять соотношение грунтовых вод с поверхност­ными водоемами и реками (рис. 145).

Физико-химические свойства пластовых вод.

Всостав подземных вод входят различные рас­творенные соли, а также газообразные компоненты. Об­наружено более 45 элементов, находящихся в растворах в виде различных ионов. Наибольшее значение имеют анионы Cl, SC>4²~, НСО₃~, СО₃²~~ и катионы Na+, K⁺, Са²⁺, Mg²⁺, H+. Из растворенных газов в составе подзем­ных вод чаще всего встречаются кислород, углекислота и водород.

Именно эти ионы предопределяют многие свойства воды, среди которых важнейшими являются жесткость, щелочность, соленость, агрессивность по отношению к различным строительным материалам.

Минерализация и химический состав определяют все основные физико-химические свойства вод.

Физико-химические свойства пластовых вод следующие:

1. Плотность пластовых вод: р_в = 1,0 - 1,5 х 10³ кг/м³

2. Минерализация пластовых вод — массовое содержание раст­ воренных солей в единице объёма воды: М = 0 - 500 кг/м³.

3.Тепловое расширение пластовой воды: α_в = (1,8 - 9)*10^-4*С-¹.

4. Сжимаемость пластовой воды: β = (2 - 5)*10^-10 Па^-1.

5. Растворимость газа в пластовой воде: а_в = 1 - 5 м³/m³.

6. Объёмный коэффициент пластовой воды: b_в = 0,8 - 1,2.

7. Вязкость пластовых вод: μ_e = 0,2 - 1,5 мПа*с.

8. Электропроводность пластовых вод (зависит от минерализации и ионно-солевого состава): удельное сопротивление σ= 0,05 - 1,00 Ом*м.

9. Радиоактивность.

В нефтяной гидрогеологии по содержанию солей в воде они подразделяются на 4 класса: пресные — до 1 г/л; солоноватые — 1 - 10 г/л; солёные — до 10 - 35 г/л; рассолы — более 35 - 500 г/л

Химические классификации пластовых вод

Классификации природных вод весьма многочисленны, но распространение получили очень немногие. Большинство клас­сификаций основаны на ионно-солевом составе и некоторые на газовом составе. Из ряда близких друг другу классификаций, в основу которых положено количественное преобладание различ­ных ионных компонентов, наиболее удобен и прост вариант Л. И. Толстихина. Классификация выделяет класс вод по преоб­ладающему аниону и подкласс по преобладающему катиону (табл. 6).

Недостатком классификации Л. И. Толстихина является отсутствие классов и подклассов смешанного характера, что очень часто встречается в природе.

В промысловой практике очень широко используется классификация В. А. Сулина. В классификации природные воды подразделяются на четыре типа по характерным соотношениям между главнейшими ионами (табл. 7) и затем на группы и подгруппы по признаку преобладания различных анионов и катионов. Таким образом, по классификации имеются хлоридные.

37

сульфатные и гидрокарбонатные группы. Общее число групп

равно 12, но в природе некоторые из них не встречаются.

Таблица 6 Примеры вод по классификации Л. И. Толстихина

Класс		Подкласс
	кальциевый	магниевый	натриевый
1. Гидрокарбо-	Грунтовые воды	Грунтовые воды	Воды нефтяных
натный	известняков и	магнезитов и	месторождений
	магматических	ультраосновных	Сахалина,
	пород	пород	Боржоми
2. Сульфатный	Грунтовые воды	Змеиногорский	Оз. Балхаш
	Гипсоносных	минеральный
	Пород	источник
3. Хлоридный	Дугеля (источник	Мёртвое море	Воды сакмарского
	в Грузии)	оз. Эльтон	горизонта Арлан-
			ского нефтяного
			месторождения

Характерные отношения между ионами, положенные в основу классификации, выражаются тремя коэффициентами, названными Сулиным «генетическими».

rNa/ rCl;

( rNa-rCl)/ rSO;

( rCl-rNa)/ rMg

Коэффициенты называются генетическими потому, что они приблизительно отвечают определённым обстоятельствам формирования и существования природных вод.

Таблица 7

Классификация В. А		. Сулина
Тип вод	Коэффициенты
	rNa	rNa-rCl	rCl-rNa
	rCl	rSO4	rMg
Сульфатнонатриевый	> 1	< 1	<0
Гидрокарбонатнонатриевый	> 1	> 1	<0
Хлориднокальциевый	< 1	<0	< 1
Хлоридномагниевый	< 1	<0	> 1

В классификации Ч. Пальмера используется описанные выше характеристики и соотношения между ними, всего выделяется пять классов.