- •Основы гидрогеологии
- •130101.65 «Прикладная геология»
- •Введение
- •1. Вода в геосферах Земли
- •1.1. Надземная гидросфера
- •1.1.1. Влажность воздуха
- •1.1.2.Испарение и Транспирация
- •1.1.3.Атмосферные осадки
- •1.2. Наземная гидросфера
- •1.1.4.Виды воды в атмосфере
- •1.2.1. Гидрологический круговорот воды
- •1.2.2. Малый и большой круговороты воды
- •1.2.3. Поверхностный сток
- •1.2.4.Подземный сток
- •1.3. Подземная гидросфера
- •2. Гидрогеологические структуры структурные типы подземных вод
- •3. Подземные водные резервуары
- •3.1.Гидрогеологический цикл и его этапы
- •4. Проблема формирования подземных вод и ее сущность
- •4.1.Формирование ресурсов подземных вод
- •4.1.1. Процессы формирования состава подземных вод
- •5. Гидрогеологическая стратификация
- •5.1. Гидрогеологическая стратификация зсмб
- •6. Виды воды в горных породах
- •Классификация видов воды
- •7. Основные виды движения подземных вод
- •7.1.Элементы фильтрационного потока. Закон Дарси
- •7.1.1. Методы определения коэффициента фильтрации
- •7.1.2. Водопроводимость
- •7.2. Особенности движения подземных вод повышенной минерализации
- •7.3. Установившееся и неустановившееся движение
- •8. Гидрогеотермия
- •8.1. Гидрогеотермический режим земной коры
- •8.1.1. Виды теплопереноса
- •8.1.2. Геотермические зоны земной коры
- •8.1.3. Геотемпературное поле
- •8.1.4. Практическое применение геотермических методов в гидрогеологии
- •9. Свойства и состав природных вод
- •9.1. Распространение воды на Земле и уникальность ее свойств
- •9.1.1. Строение и структура воды
- •9.1.2. Изотопный состав воды
- •9.1.3. Физические свойства воды
- •9.1.4. Химический состав воды
- •9.1.5. Макрокомпоненты
- •9.1.6. Классификация вод по величине минерализации
- •9.1.7. Микрокомпоненты
- •9.1.8. Ионное произведение и активная реакция воды. РН.
- •9.1.9. Окислительно-восстановительный потенциал воды
- •9.1.10. Типы химического анализа при гидрогеологических исследованиях
- •9.1.11. Бактериологический состав воды
- •9.1.12. Газовый состав воды
- •9.1.13. Жесткость воды
- •9.1.14. Агрессивность воды
- •10. Подземные воды криолитозоны
- •Надмерзлотные воды
- •10.1.Надмерзлотные воды деятельного слоя
- •10.1.1.Межмерзлотные воды
- •10.1.2.Подмерзлотные воды
- •11. Основы палеогидрогеологии
- •12. Основы нефтегазовой гидрогеологии
- •12.1. Теоретические основы нефтегазовой гидрогеологии
- •12.1.1. Растворенные углеводородные газы
- •12.1.2. Воднорастворенные органические вещества (вров)
- •12.2. Гидрогеологические условия, благоприятные для сохранения и разрушения залежей нефти и газа
- •13. Нефтегазопромысловая гидрогеология
- •Основные понятия о залежах нефти и газа
- •Основные категории и группы скважин при бурении на
- •Промысловая классификация подземных вод
- •Воды здесь классифицируются по их пространственно-геологическому отношению к залежам, которые служат объектами разработки.
- •Промысловая классификация подземных вод нефтяных и газовых месторождений
- •Движение контурных вод при эксплуатации
- •Режим нефтегазоводоносных пластов
- •Гидрогеологические условия проявления различных режимов нефтегазоносных пластов
- •Гидрогеологические исследования Гидрогеологические исследования в процессе бурения и испытания опорных, разведочных и эксплуатационных скважин
- •Гидрогеологические исследования в процессе разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений
- •Требования к технологии и технике закачки рабочих агентов в пласт
- •Показатели и нормы качества воды
12. Основы нефтегазовой гидрогеологии
Нефтегазовая гидрогеология – это раздел, изучающий гидрогеологические условия образования, формирования, сохранения и разрушения залежей нефти и газа, а так же их поисков. Таким образом, можно выделить теоретические и прикладные основы нефтегазовой гидрогеологии.
12.1. Теоретические основы нефтегазовой гидрогеологии
Роль подземных вод как фактора, созидающего и разрушающего нефтегазовые месторождения (НГМ) по мнению многих специалистов и ученых, является решающей. При этом гидрогеологические условия формирования и разрушения НГМ, как и взаимодействие в системе вода – порода - углеводороды имеют механические, физические, химические и химико-биологические аспекты. С одной стороны, подземные воды являются транспортером исходного органического вещества пород и вод (РОВ и ВРОВ) для формирования скоплений углеводородов (УВ), а с другой, - эти факторы создают специфические условия, способствующие формированию или разрушению этих скоплений. Поэтому для плодотворного изучения этой проблемы необходимо знать состав исходного органического вещества в твердой, жидкой и газообразной фазах, а так же гидрогеологические условия ловушек нефти и газа.
12.1.1. Растворенные углеводородные газы
В подземных водах нашей планеты растворено громадное количество газа, причем в глубоких горизонтах основная доля приходится на метан, а для нефтегазоносных отложений наиболее характерны углеводородные газы, их содержание обычно больше других (неуглеводородных) газов, несмотря на сравнительно низкую растворимость углеводородов. Однако их растворимость повышается с ростом температуры (более 100˚С), особенно при высоких давлениях. При этом растворимость метана может очень резко колебаться в зависимости от концентрации солей в подземных водах. Несмотря на снижение растворимости метана с ростом минерализации воды, при больших давлениях в водах могут создаваться весьма большие объемы растворенного метана (до нескольких литров на 1 литр воды).
А.А. Карцев приводит три основные закономерности в распределении водорастворенных газов:
1) содержание углеводородных газов (УВ) в водах увеличивается с ростом глубин залегания;
2) подземные воды часто недонасыщены УВ;
3) насыщенность подземных вод УВ газами в более молодых мезозойско - кайнозойских бассейнах по сравнению с более древними палеозойскими достигает больших значений, при этом в водах самих палеозойских отложениях иногда уже преобладает азот.
Максимальные концентрации метана в подземных водах (тысячи см3 на 1 литр воды) представляют собой особую форму газовых месторождений-гигантов. Основным источником образования УВ газов в природе служат диспергированные органические вещества осадочных пород, а для метана и угольные пласты.
Весьма благоприятной для газообразования является восстановительная обстановка, характерная для элизионных этапов и для изолированных и удаленных участков от зон инфильтрации на инфильтрационных этапах.
Накоплению УВ газов способствует наличие пород, обогащенных органическим веществом, а также повышенная температура, усиливающая процессы образования и выделения газов. При этом условия для накопления гомологов метана (так называемые «тяжелые» УВ) гораздо более узки, по сравнению с самим метаном. Например, в Западной Сибири максимальные концентрации гомологов метана отличаются на глубинах 1500-2500 м, независимо от возраста отложений (главная стадия нефтеобразования, по Н.Б. Вассоевичу). Таким образом «тяжелые» УВ накапливаются при более жестких термодинамических условиях, чем метан.
Что касается гидрогеологических условий формирования залежей газа, то этот вопрос изучен лучше, по сравнению с нефтью. Огромное количество газа при изменении термобарических условий в недрах Земли может выделяться из подземных вод. Здесь практически все исследователи (В.Н. Корценштейн, В.П. Савченко, А.А. Карцев, Н.И. Нестеров и другие) отдают предпочтение водно-растворенным формам его миграции и струйной миграции после выделения газа в свободную фазу. При этом возможность формирования залежей из водно-растворенного состояния зависит от количества и состава газа, минерализации подземных вод, гидростатического давления и температуры, а так же от скорости движения водных потоков (не превышающей некоторых критических значений).