WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

Мишурин Алексей Васильевич

Условия формирования подземных вод Бугульминского бассейна (на примере северо-западных районов Оренбургской области)

Специальность 25.00.07 – Гидрогеология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени
кандидата геолого-минералогических наук

Екатеринбург – 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Оренбургский государственный университет".

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Панкратьев Петр Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Семячков Александр Иванович

кандидат геолого-минералогических наук, доцент

Бутолин Александр Панфилович

Ведущая организация: Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт газа (ОАО "ВолгоУралНИПИгаз")

Защита диссертации состоится "23" ноября 2006 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета К 212.280.01 при ГОУ ВПО "Уральский государственный горный университет" по адресу: 620144, г. Екатеринбург,
ул. Куйбышева, 30. ауд. 3335. Факс (343) 257-91-05.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО "Уральский государственный горный университет".

Автореферат разослан "___" октября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат геолого-минералогических наук,

доцент С.Г. Дубейковский

Общая характеристика работы

Актуальность работы. На современном этапе роль подземных вод в системе факторов, формирующих среду обитания человека и сферы его деятельности, особенно возросла. Это связано с развитием промышленных, топливно-энергетических, агропромышленных предприятий, ростом городов. Наличие водных ресурсов необходимого качества во многом определяет дальнейший рост и развитие производства, хозяйственную деятельность, улучшение жизненных условий.

Постоянно возрастающая нагрузка на подземные воды приводит к снижению их ценности как источника хозяйственно-питьевого водоснабжения. При этом меняется природный состав вод, нарушается уровенный режим, условия питания и разгрузки, другие показатели. Нередко без объективных причин для производственно-технических целей широко используются пресные воды зоны активного водообмена, что приводит к истощению водных ресурсов и ухудшению их качества.

В пределах исследуемой территории расположено 51 месторождение нефтедобывающего комплекса. В структуре современного водопотребления значительный объем приходится на техническую воду, используемую в системе поддержания пластового давления. Тенденция ежегодного увеличения добычи нефти крупнейшей в рассматриваемом районе нефтедобывающей компании ТНК-ВР неизбежно влечет к увеличению потребности в воде технического качества. Темпы же поисковых работ сдерживаются отсутствием научно-обоснованных поисковых критериев.

Основными источниками питьевых и технических вод в рассматриваемом районе являются подземные воды нижнетатарских и верхнеказанских отложений, в составе которых присутствуют гипс и ангидрит. Условия формирования подземных вод в загипсованных нижнетатарских и верхнеказанских отложениях изучены слабо
(В.С. Самарина, А.Я. Гаев и др., 1999). Это негативно отражается на процессах поисков подземных вод и их результатах, поскольку увеличивается продолжительность поисково-разведочных работ, происходит их удорожание.

Таким образом, вытекает необходимость изучения вопросов формирования подземных вод в северо-западной части Оренбургской области и выработка критериев поисков подземных вод в целях их рационального использования и защиты от истощения.

Цели и задачи работы. Целью исследований являлось выявление закономерностей формирования подземных вод в условиях загипсованности водовмещающих пород, влияние ее на химический состав вод и возможность их использования для хозяйственно-питьевого и производственно-технического водоснабжения. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить закономерности развития сульфатов (гипса и ангидрита) и сульфатсодержащих пород в нижнетатарских, верхнеказанских и других отложениях верхнего отдела пермской системы.

2. Выявить особенности изменения химического состава подземных вод в зонах активного и замедленного водообмена с учетом влияния физико-географических факторов в условиях разной степени загипсованности водовмещающих пород.

3. Разработать критерии поисков пресных и солоноватых вод и дать рекомендации по рациональному проведению поисково-разведочных работ на хозяйственно-питьевые и производственно-технические нужды.

Объект исследований – верхняя часть подземной гидросферы в Оренбургской части Бугульминского бассейна подземных вод

Предмет исследований – процессы формирования подземных вод верхней части подземной гидросферы

Фактический материал и методы исследований. Диссертация основана на анализе, систематизации, научном обобщении фактического материала, собственных исследований, опубликованной литературы и фондовых источников Оренбургского территориального фонда геологической информации, ОАО "ОренбургНИПИнефть" и др. Фактический материал собирался автором на протяжении последних 6 лет во время обучения в аспирантуре на кафедре геологии Оренбургского государственного университета и работы в ОАО "ОренбургНИПИнефть", в том числе в процессе полевых работ на ключевых объектах. Автором проработаны также керновые материалы Нежинского государственного унитарного геологического предприятия. В работе использованы данные более 1000 гидрогеологических скважин, информация по которым после тщательного анализа и отбраковки была сформирована в автоматизированный электронный банк данных. Исследования проводились с активным применением компьютерных технологий и ГИС-методик.

На защиту выносятся следующие основные положения.

1. Образование сульфатных вод и водовмещающих пород верхнепермского отдела определяется особенностями трансгрессивно-регрессивных ритмов, отражающих возрастание степени континентальности условий осадконакопления снизу вверх по разрезу. Это обусловило уменьшение сульфатности вод в том же направлении и приуроченность максимальной загипсованности пород к фациям перехода от седиментационного бассейна к инфильтрационному.

2. Определяющую роль в формировании гидрохимической зональности подземных вод зоны активного водообмена играют процессы выноса сульфатов из сульфатсодержащих пород, протекающие под воздействием экзогенных процессов и новейших тектонических движений в условиях современного рельефообразования.

3. Региональная граница глубины распространения солоноватых вод в верхней гидродинамической зоне зависит от насыщенности пород сульфатами, степени их выщелачивания и интенсивности процессов водообмена. Она является надежным критерием поисков пресных и солоноватых вод.

Научная новизна:

- выполнены комплексные региональные исследования гидродинамических и гидрохимических параметров гидрогеологических подразделений с использованием современных компьютерных технологий, позволившим провести объемное картирование верхней гидродинамической зоны;

- выявлены закономерности распространения и условия формирования подземных вод в разрезе верхнепермских отложений и связь их состава и зональности с распространением сульфатов и загипсованных пород;

- установлено влияние процессов рельефообразования на глубину распространения пресных и солоноватых вод в зоне активного водообмена;

- разработаны методические основы поисков пресных и солоноватых подземных вод, отражающие региональные и локальные условия их формирования;

- установлен и закартирован региональный уровень пресных и солоноватых подземных вод.

Практическая ценность работы. Разработанные автором поисковые критерии для решения вопросов хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения позволяют значительно снизить временные и финансовые затраты на стадии поисков источников водоснабжения и негативное воздействие на подземные воды в регионе. Рациональное проведение поисково-разведочных работ на техническую воду для нефтедобывающих предприятий дает возможность предотвратить нецелевое использование пресных подземных вод и позволяет получить максимальную производительность водозаборных скважин. Созданный обширный банк данных и ряд цифровых карт на основе ГИС-методик дает возможность оперативно использовать материалы гидрогеологических скважин для различных целей как в области водоснабжения, так и в смежных с ней областях, включая проведение мониторинга подземных вод.

Апробация работы, публикации. Основные положения и выводы выполненных исследований докладывались на научно-практических конференциях и симпозиумах: региональной конференции молодых ученых и специалистов (Оренбург, 2004); молодежной конференции "Уральская горнопромышленная декада" (Екатеринбург, 2004); международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (Москва, 2005); межвузовской конференции "Школа экологической геологии и рационального недропользования" (Санкт-Петербург, 2005); "Гидрогеология и карстоведение" (Пермь, 2005). По теме диссертации опубликовано 7 научных статей, материалы и наработки использованы при написании 2 научно-производственных отчетов и нескольких разделов ОВОС, одним из авторов которых является диссертант. Результаты работы используются в учебном процессе на дисциплинах "Гидрогеология" и " Гидрогеология и инженерная геология", а также при производственно-техническом водоснабжении буровых ЗАО "Ойлгазтэт".

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы. Общий объем
диссертации – 201 страница, в том числе 28 рисунков, 11 таблиц, 2 приложения, библиографический список содержит 187 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю, д.г.-м.н., профессору П.В. Панкратьеву за направление исследований, помощь при работе над диссертацией. За ценные советы по направлению работы, консультации при написании работы автор искренне признателен
д.г.-м.н. В.Г. Гацкову, д.г.-м.н., профессору А.Я. Гаеву, а также сотрудникам КНИиВО "ЭколОС" ОАО "ОренбургНИПИнефть" и преподавателям кафедры геологии ГОУ ОГУ. Особую признательность автор выражает ведущим научным сотрудникам ОАО "ОренбургНИПИнефть" А.А. Донецковой и
Н.А. Донецкову за наставничество и консультации при написании работы.

Содержание работы

В первой главе охарактеризовано состояние изученности вопроса. Систематические гидрогеологические исследования, направленные в основном на поиски источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, начали проводиться как самостоятельно, так и в комплексе с геологическими в начале ХХ века (А.А. Штукенберг, Д.Н. Соколов, С.С. Неуструев,
А.В. Нечаев, А.Н. Мазарович, Я.С. Никитин).

Наиболее значимый вклад в изучение гидрогеологических условий зоны активного водообмена территории исследований внесен при проведении геологических (В.А. Ефремов, В.Б. Болдырев, А.М. Гилетин), гидрогеологических (Н.А. Донецков, А.А. Донецкова, Т.В. Ярушина) съемках, а также при поисково-разведочных работах на пресные воды
(Г.С. Кархардин, М.П. Стрелков, И.А. Хисматуллин, А.М. Медведев,
Н.Н. Ефременко) и воды технического качества (О.Ф. Колтунова). Обобщение региональных работ проводилось Г.С. Преображенской,
И.А. Ким, В.П. Ведениной, Е.И. Токмачевым, В.И. Малиновской,
В.Л. Черкасовым, И.А. Смирновой, В.С. Дубининым, Л.Ф. Шевцовой,
Л.Е. Зинченко, В.Б. Черняховым и многими другими. Однако с позиций задач, решаемых настоящей работой, гидрогеологические материалы проведенных исследований не рассматривались. Не уделялось достаточного внимания условиям формирования подземных вод.

В сопредельных с Оренбургской областью регионах вопросами, связанными с формированием химического состава подземных вод при наличии в водовмещающих породах гипсов, занимались А.Я. Гаев,
Р.Ф. Абдрахманов, В.Г. Попов, Г.И. Петрова и др.

Вторая глава посвящена характеристике геологического строения территории, выявлению условий формирования верхнепермских отложений и связанных с ними сульфатсодержащих пород.

Рассматриваемая территория находится в пределах южного склона Татарского свода и северной части Восточно-Оренбургского сводового поднятия. Региональное погружение пород отмечается в юго-западном направлении. Важным тектоническим элементом верхнепермского структурного плана, определяющим гидродинамические и гидрохимические условия подземных вод зоны активного водообмена, является нижнеказанский некомпенсированный прогиб. В неотектоническом отношении описываемая территория испытывает общее воздымание.

В геологическом строении территории участвуют породы верхнего протерозоя, девонской, каменноугольной, пермской, неогеновой, четвертичной систем. Подстилают их метаморфические образования кристаллического фундамента. Верхний отдел пермской системы – это мощный комплекс разнообразных по генезису осадочных образований. В составе отдела выделяются уфимский, казанский и татарский ярусы.

Анализ строения верхнепермских отложений показал, что в гидрохимической свите сульфатные породы встречены в виде относительно мощных пластов ангидрита, в сосновской свите происходит уменьшение роли сульфатов: они встречаются в виде прослоев и слоев меньшей мощности. В отложениях сокской свиты сульфаты развиты в форме небольших прослоев, включений и полностью они исчезают в нижнетатарских отложениях.

Начало казанского века знаменуется активизацией тектонических движений на больших территориях. В горном Урале происходят поднятия, а на востоке Русской платформы развивается постепенное погружение, которое и приводит с севера в рассматриваемый район морские воды. С этого момента и до середины сосновской свиты существовал морской бассейн. Палеогидрогеологическая обстановка в этот период была неодинакова. В начале накапливались терригенно-карбонатные отложения калиновской свиты, а потом обособилась огромная лагунная область южнее Большекинельского вала. В ней начали отлагаться сульфатные (ангидриты и гипсы), а затем и галогенные осадки гидрохимической свиты. На северо-востоке и востоке, где сильнее ощущался приток речных вод – карбонатно-терригенные отложения.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»