Метод электрических потенциалов фильтрации в решении гидрогеологических и экологических проблем в нефтепромысловых регионах РТ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 04.00.12, кандидат геолого-минералогических наук Чернышова, Марина Геннадьевна

• Чернышова, Марина Геннадьевна
• кандидат геолого-минералогических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Чернышова, Марина Геннадьевна

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ.

1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭКОЛОГО ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКЕ НА ЮГО-ВОСТОКЕ РТ

1.1. Гидрогеологические условия региона

1.2. Качественная характеристика подземных вод

и причины засолонения

2. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЕСТЕСТВЕННОГО ПОТЕНЦИАЛА ФИЛЬТРАЦИИ ПРИ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

2.1. Традиционные методы гидрогеологических исследований

2.2. Нетрадиционные методы гидрогеологических исследований

2.3. Развитие теоретических аспектов метода естественных потенциалов применительно к гидрогеологическим и экологическим задачам

2.4. Примеры использования метода ЕП

2.5. Комплексирование эколого-геофизических исследований

3. МЕТОДИКА ПЛОЩАДНЫХ И ДЕТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕТОДОМ ЕСТЕСТВЕННОГО ПОТЕНЦИАЛА ФИЛЬТРАЦИИ (ЕПФ)

3.1 Аппаратура и оборудование

3.2. Методика й Техника работ

3.3. Подготовка к проведению площадной съемки ЕП

3 .4 . Съемка ЕП, обработка и интерпретация результатов

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ХАРАКТЕРА И ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ВОДОНОСНОГО ПЛАСТА

4.1. Естественное электрическое поле фильтрационных потенциалов водонапорного пласта

4.2. Особенности суммарного поля ЕПф при наличии нескольких водоносных горизонтов

4.3. Исследование влияния техногенных факторов

электрохимического происхождения на структуру фильтрационного поля

5. ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДОМ ЕПф ПРИ РЕШЕНИИ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ,,

5.1. Площадные исследования ЕПф при изучении

основных фильтрационных потоков

5.2. Определение динамики подземных вод, исследования воронки депрессии в процессе опытной откачки эксплуатационных скважин

5.3. Исследования по определению конкретных

источников засолонения на нефтепромыслах

5.4. Выявление прорывов трубопроводов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод электрических потенциалов фильтрации в решении гидрогеологических и экологических проблем в нефтепромысловых регионах РТ»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. Подземные воды являются ценнейшим полезным ископаемым, при этом пресные подземные воды - один из основных источников питьевого и промышленного водоснабжения. С резким ростом потребления воды, особенно в обжитых районах, поверхностные водоносные источники уже не в состоянии удовлетворить все возникающие потребности. Развитие промышленности, коммунального хозяйства, интенсификация сельскохозяйственного производства приводят к ухудшению качества речных и подземных вод. По санитарному состоянию или загрязнению вредными веществами они не всегда удовлетворяют требованиям не только хозяйственно-питьевого, но и технического водоснабжения. Возникший дефицит водоснабжения обусловил актуальность разведки эксплуатационных запасов подземных вод питьевого назначения.

В последние годы сложилась критическая ситуация с обеспечением юго-восточного региона РТ питьевой водой, особенно тех населенных пунктов, чье водоснабжение впрямую зависит от состояния качества и количества пресных подземных вод, от состояния вод родников и колодцев.

Большинство городов региона (Альметьевск, Лениногорск, Бугульма, Заинек, Джалиль и др.) получают пресную подземную воду для хозяйственно-питьевых целей из р. Кама с Белоусовского и Набережно-Челнинского водозаборов. В связи с ужесточением норм очистки воды по ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая" [38], водозаборы снижают свою производительность. Отпуск питьевой воды в нефтяных районах снизился почти вдвое. В бассейне р. Кама, выше по течению, расположен ряд предприятий химической, нефтяной, горнодобывающей, оборонной и др. отраслей промышленности, надежность очистных сооружений которых вызывает сомнение. На памяти утечка фенола на одном из предприятий Уфы (в мае 1990 г.), который впоследствии попал в р. Белая и р. Кама.

Таким образом, встал вопрос о необходимости изыскания альтернативных местных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения населенных пунктов, в первую очередь в районах с развитой промышленностью.

Положение усугубляется тем, что в результате бурного развития Аль-метьевско-Бугульминского промышленного узла на основе развития нефтедобычи десятки лет природная среда подверглась мощному отрицательному техногенному воздействию, 30-40% родников осолонились из-за утечек соленых вод на нефтепромыслах. Развитие нефтяной промышленности по Ф.В. Котлову, приводит к негативным и во многом необратимым последствиям [55]. Запасы пресных подземных вод сократились.

Другой, не менее важной проблемой на сегодняшний день стала охрана и оздоровление питьевых вод - поиск и локализация источников загрязнения. Выделение источников загрязнения, особенно подземных вод, вызывает боль-

шие трудности. Непригодность родника обнаруживается, когда значительная площадь водоносного, питающего горизонта уже загрязнена.

Сложности возникают при значительном удалении источника загрязнения от выходов водоносного горизонта в местах разгрузки. При наличии естественных путей фильтрации флюидов (тектонических трещин, литологических "окон" и т.п.) задача определения источников загрязнения становится чрезвычайно сложной.

В различных отраслях науки появляются свои "экологии". И это не могло не коснуться и геофизики, расширившей традиционный круг за счет включения в него вопросов, связанных с изучением состояния природной среды.

Учитывая, что существенная доля загрязнителей подземных вод связана с нефтедобычей, в 1990г. объединением АО "Татнефть" была принята программа "Экология" и начаты работы по оздоровлению подземных и поверхностных вод в районах деятельности НГДУ с наиболее загрязненными территориями. Именно тогда начинались первые работы по выявлению источников загрязнения водоносных горизонтов и по прогнозу распространения зоны загрязнения. При этом подавляющая часть исследований базировалась на результатах гидродинамических и гидрохимических работ в специальных экологических скважинах (пробные откачки, скважинные гидрогеологические, опытно-фильтрационные работы и т.п.)[8,18,31,34,42,50,52,58,104].

Из методов полевой геофизики наиболее широко были использованы методы сопротивлений (ВЭЗ, СЭП, ДП, ДЭЗ и др.) [14,17,44,48,59,71], а также методы нестационарного электромагнитного поля (ЗС, МПП и др.) [16,80,89,94, 101,113]. По определению аномально низких зон удельного электрического сопротивления строят карты засолоненности территории, на которых отражается изменение минерализации воды и состава вмещающих пород, при чем надежнее устанавливается граница между пресными и солеными водами [59,68,69, 74,76,84,88]. По полученным данным говорить о причине загрязнения, о конкретном источнике поступления соленых вод можно только предположительно, базируясь на визуальные поверхностные изливы сточных вод. Так же невозможно определить ликвидирован скрытый источник засолонения подземных вод, или действует и в данный момент.

Резко возросшая в последнее время стоимость буровых работ, слабая информативность скважинных методов разведки контуров очагов загрязнения и, особенно, конкретизация источников загрязнения скважинного происхождения, поставили вопрос о необходимости поиска методологии, позволяющей, с одной стороны оптимизировать схему экологического бурения, а с другой - выявлять источники поступления нефтепромысловых вод в питьевые горизонты.

Решение поставленных вопросов возможно применением достаточно распространенного в 30-40х годах, всем хорошо известного, но незаслуженно забытого электроразведочного метода измерения естественных электрических потенциалов фильтрации (ЕПф). Перспективность метода видится в том, что измеряемые на поверхности электрические поля являются прямым проявлением на поверхности электрокинетических явлений, возникающих в водоносном

пласте в процессе фильтрации [2,23,63,64,65,78,79,97]. Однако для решения площадных гидрогеологических (разведка водозаборов) а, тем более гидроэкологических задач метод до настоящего времени на территории республики Татарстан не применялся. Существующая сложность интерпретации естественного фильтрационного поля в условиях высокого уровня техногенных и естественных помех, отсутствие способов привязки к основному аномалиеобразую-щему объекту, технологическая дешевизна метода, низкие затраты разработки -все это не способствовало развитию метода.

Цель работы. Изучение возможностей и разработка методологии использования метода электрических потенциалов фильтрации с целью повышения эффективности гидрогеологических и гидроэкологических исследований.

Основные задачи исследований.

1. Изучение характера распределения ЕПф над водоносными объектами и исследование соответствия измеряемых на поверхности электрических полей внутрипластовым фильтрационным процессам.

2. Изучение динамики изменения полей ЕПф в процессе пробной эксплуатации водозаборов.

3. Изучение особенностей распределения ЕПф над очагами и источниками осолонения подземных вод нефтепромысловыми стоками.

4. Выработка предложений по комплексированию метода ЕПф с виброакустическим методом исследования скважин с целью повышения эффективности геоэкологических исследований.

Научная новизна.

1. Развиты и практически реализованы методы анализа данных ЕП на стадиях разведки, опытной откачки и промышленной эксплуатации подземных водозаборов.

2. Выявлена регрессионно-корреляционная связь ЕП фильтрации с кровлей аномалеобразующего водоносного объекта и с абсолютными отметками статического уровня водоносного горизонта.

3. Впервые на примере юго-востока РТ доказана высокая информативность метода ЕПф при выявлении и оценке источников загрязнения водоносных горизонтов.

4. Разработана методика определения заколонных перетоков и направления ("сверху", "снизу"), включающая съемку ЕПф в прискважинной зоне в комплексе с определением качества цементирования.

Достоверность результатов.

Результаты полевых геолого-геофизических исследований, проведенных на площади 2 водозаборов ( стадиях - разведки, опытной откачки и промышленной эксплуатации), на более чем 30 участках засолонения пресных подземных вод подтверждены анализом совместных данных ЕПф, ВЭЗ, родниковой гидрохимической съемки, а также виброакустической цеметометрией элементов конструкции скважины в интервале кондуктора.

Результаты интерпретации данных наземной съемки ЕПф подтверждаются опытно-фильтрационными данными и гидрохимическими лабораторными исследованиями качества подземных вод.

Основные защищаемые положения работы.

1. Планы распределения ЕПф над водоносными объектами характеризуют структуру подземных потоков и направления их фильтрации.

2. Отрицательные аномалии ЕПф над очагами осолонения подземных вод определяют зону поступления сточных вод и области интенсивной инфильтрации, к которым приурочены местоположения источников загрязнения (скважин, трубопроводов, амбаров и т.д.).

3. Аномалии ЕПф в прискважинной зоне характеризуют наличие зако-лонных перетоков, а их характер (положительная или отрицательная) определяет направление перетока («сверху», «снизу»).

Научная и практическая значимость работы.

Разработанная методика проведения и интерпретации результатов съемки ЕПф может быть использована для оперативного контроля за состоянием подземных флюидов. Поэтапное измерение потенциалов фильтрации в процессе эксплуатации водозабора позволяет оценивать с поверхности структуру подземного потока, изменения процессов фильтрации, связанные с воронкой депрессии.

Появилась возможность на поверхности определять не только очаги осолонения, но и действующие скрытые источники загрязнения подземных вод.

Результаты исследований позволяют рационально использовать средства при поисково-разведочных работах на месторождениях пресных подземных вод, при составлении экологической программы по постановке ремонтных и профилактических работ.

Реализация результатов. Проведены комплексные исследования по разведке очагов и источников засолонения подземных вод на землях НГДУ "Актюбанефть" (Зеленогорская площадь), НГДУ "Альметьнефть" (в районе с.Васильевка), НГДУ "Лениногорскнефть" (в районе н.п. Александровка), на Киенгопской площади Чутырско-Киенгопского месторождения НГДУ "Ижевскнефть". В результате выявлены конкретные зоны и объекты, являющиеся реальными или перспективными источниками загрязнения. Работы вошли в составление проекта разведки водозабора, экологической программы, включающей конкретные ремонтные работы.

Исходные материалы и личный вклад автора. В основу работы положены полевые исследования естественных электрических полей на территории действующих в настоящее время водозаборов (Лесной Зай, Арский). Исследования на территории водозаборов с целью оперативного контроля за изменением воронки депрессии в процессе эксплуатации проводились трижды: на естественном режиме, в процессе опытной эксплуатации и в процессе активной откачки. Проведены региональные и детальные съемки поля ЕПф. При изучении экологического состояния подземных вод на участках нефтепромыслов НГДУ Лениногорскнефть, Альметьевнефть, Азнакаевнефть, ОАО Удмуртнефть, детальной

съемкой ЕПф исследовано более 30 участков загрязнения подземных вод. Автор принимал участие в выполнении полевых исследований, является одним из инициаторов применения метода ЕПф в геоэкологических исследованиях в РТ. Автором выполнен основной объем работ по интерпретации полученных данных, обобщены материалы по использованию метода ЕПф при гидрогеологических и геоэкологических исследованиях, обоснованы теоретические предпосылки качественной интерпретации полевых наблюдений методом ЕПф при исследовании процессов засоления пресных подземных вод.

Апробация результатов. Результаты исследований докладывались на Республиканской пермской конференции к 100-летию со дня рождения профессора Миропольского JI.M. , г.Казань 1996 г.; на первой Всероссийской конференции ^'Мониторинг геологической среды: активные эндогенные и экзогенные процессы", Казань 1997 г.; на научно-практическом семинаре "Питьевое водоснабжение Удмуртской республики в III тысячелетии: проблемы и перспективы", г.Ижевск 1997 г. Материалы диссертационной работы использованы в 8 производственных отчетах, переданных заказчикам. Итоги работ неоднократно обсуждались на заседаниях геолого-технического совета Татарского геологоразведочного управления.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Общий объем работы_машинописных страниц,_рисунков. В списке использованной литературы_наименований.

Автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность за научное руководство, постоянное внимание к работе и ценные советы на протяжении всей работы над диссертацией доктору г-м.н. Швыдкину Э.К.. Автор приносит свою искреннюю благодарность к.т.н. Смерковичу Е.С., к.г-м.н. Близееву А.Б. за возможность выполнения работы, за научные консультации, ценную критику и помощь, оказанную при корректировании рукописи диссертации; Меньшикову С.Ю., Козлову А.В., Давыдову P.M. за помощь в проведении полевых исследований; Пикуль М.В., Гусеву Т.В. за выполнение чертежной работы.

1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭКОЛОГО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКЕ НА ЮГО-ВОСТОКЕ РТ

1.1. Гидрогеологические условия региона

В соответствии с гидрогеологическим районированием для Государственного водного кадастра, юго-восточный регион Татарстана расположен в пределах Восточно-Русского сложного бассейна пластовых и блоково-пластовых вод и непосредственно приурочен к Волго-Сурскому и Камско-Вятскому артезианским бассейнам второго порядка, в частности, к области Высокого Заволжья [6,24,43,54]. Здесь кристаллический фундамент, сложенный метаморфическими и вулканогенными породами архея и нижнего протерозоя, залегает на глубине 1,8-4,5 км. Осадочный чехол сложен сильно литифицированными породами от верхнего протерозоя до верхней перми включительно. Глубокие абразионно-эрозионные врезы палеодолин сложены слаболитифицированными осадочными породами неогена. Перекрываются они рыхлыми отложениями четвертичной системы сравнительно небольшой мощности различного генезиса. В палеозойской части разреза, сложенной терригенными, карбонатными и сульфатными породами различной проницаемости и водоносности, выделяются два региональных водоупора [5, 6,54,73]:

"Лингуловые глины" первой пачки немдинской свиты с водоупорными глинами мощностью 6.8-20.3 м.

Тастубский горизонт сакмарского яруса, сложенный карбонатно-сульфатной толщей мощностью 10-60 м.

Основным объектом геофизического изучения является зона пресных и солоноватых вод хозяйственно-питьевого назначения, включающая водоносные комплексы казанских, татарских, неогеновых и четвертичных отложений, расположенных выше водоупора "лингуловые глины" [73]. Ниже приведены краткие сведения об этих объектах на юго-востоке Татарстана. Из рассмотрения исключены лишь пласты-коллекторы, не имеющие практического значения.

Четвертичная система /О/

Водоносный среднечетвертично-современный аллювиальный

горизонт (а 01И)/)

Четвертичные аллювиальные отложения пойм рек, первой, второй и третьей надпойменных террас развиты в долинах рек Ст.Зай, Шешмы, Кичуя, Ика и их притоков. Водовмещающими породами являются пески разнозерни-стые, галечник, гравий, супеси, суглинки. Мощность водовмещающих пород -2.5-7 м. ~

Нижним водоупором для описываемого горизонта являются глины акча-гыльского яруса или водонепроницаемые породы нижележащих отложений.

Верхний водоупор отсутствует, поэтому горизонт не защищен от загрязнения с поверхности.

Воды горизонта чаще всего безнапорные, в редких случаях имеют слабый местный напор 1-2 м.

Питание горизонта - первого от поверхности - осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и паводковых вод.

Гидрогеологические показатели горизонта изменяются в широких пределах, что связано с колебаниями мощностей и литологического состава водо-вмещающих пород: удельные дебиты колодцев, родников, скважин - 0.2-3.4 л/сек; коэффициенты фильтрации - 11.3-18 м/сут (для разнозернистых песков), 45/5-46.5 м/сут (для галечников); водопроводимость - 13.450 м2/сут [54]. Воды горизонта широко используются населением для хозяйственно-питьевых нужд.

Неогеновая система /Ш

Водоносный верхнеплиоценовый терригенный горизонт (М2)

Выполняет палеорусла древних долин рр. Ик, Шешма, Ст.Зай, Кичуй и тянутся широкими полосами (до 3-4 км) вдоль левых склонов долин этих рек.

Палеоврезы рр. Ст.Зай, Кичуй, Шешма сложены в верхней части и на склонах глинами и алевролитами с прослоями песков, в нижней части разреза -щебнем, гравием, галькой. Мощность отложений варьирует в широких пределах (10-85 м), прослои песков - 1-8 м. Переуглубленные части палеодолин р. Ик и притоков слагаются преимущественно песками с мощностью до 85 м и маломощными (1-5 м) прослоями глин. В нижней части - включения гравийно-галечного материала [5.54].

Водовмещающими породами являются алевролиты, пески и галечники, залегающие в основании плиоценовых отложений. Их мощность 0,5-37 м. Воды напорные, высота напора достигает 53 м. При отсутствии в кровле водоупорных слоев - безнапорные. Питание происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков. Разгрузка - в долины рек.

Дебиты скважин - 0.1-0.73 л/с, родников - 0.1-2.1 л/с; коэффициенты фильтрации 1.0-3.4 м/сут; водопроводимость - 20-30 м2/сут. Горизонт относится к условно защищенным, а воды его используются для хозяйственно-питьевых

нужд.

Татарские отложения

Водоносный северо-двинский карбонатно-терригенный комплекс (Р*вс1)

Отложения комплекса развиты, в основном, в долинах рек Ст.Зай, Кан-дыз, Сула, Дымка. Представлен песчаниками, известняками, мергелями, алевролитами, аргиллитами. Мощность до 60 м.

Водовмещающие породы - песчаники, трещиноватые известняки, мергели. Мощность -4-11 м.

Воды комплекса в основном безнапорные, но при залегании в кровле мощной толщи непроницаемых пород того же возраста или верхнеплиоценовых, величина напора может достигать 29.0 м. Нижним водоупором служат плотные аргиллиты того же возраста. Комплекс относится к преимущественно незащищенным; питание - за счет инфильтрации атмосферных осадков; разгрузка - в родниковую сеть и, перетоком, в нижележащие отложения. Дебиты скважин 0.05-0.6 л/с; родников - 0.1-0.8 л/с. Коэффициенты фильтрации трещиноватых известняков 3.7-4.5 м/сут; песчаников 2.1-2.3 м/сут; водопроводи-мость - 35-90 м2/сут [54]. Воды используются для хозяйственно-питьевых нужд.

Водоносный уржумский карбонатно-терригенный комплекс (Р 2иг)

Сложен известняками водорослевыми, кавернозными, мергелями, алевролитами, глинами. Распространен в пределах высоких водоразделов рек Ст.Зай, Шешма, Ик, Кичуй. Нижняя часть разреза водоносная и представлена трещиноватыми песчаниками и известняками мощностью до 25 м.

Комплекс безнапорный, не защищенный с поверхности. Питание за счет инфильтрации атмосферных осадков; разгрузка - в систему родников и в нижележащие проницаемые породы. Удельные дебиты скважин 0.02-1.0 л/с, родников 0.1-4.7 л/с. Коэффициент фильтрации 5.8 м/сут [54].

Воды используются для хозяйственно-питьевых нужд.

Казанские отложения P*-kz

Водоносный верхнеказанский карбонатно-терригенный комплекс (Р2- кг2 ;

Распространен почти повсеместно в пределах водоразделов рек Ик, Ст.Зай, Кичуй, Шешма и их склонов. На палеоврезах верхнеказанский карбонатно-терригенный комплекс размыт. Сложен мергелями, алевролитами, песчаниками, известняками, реже доломитами. Мощность 90-100 м.

Мощность водоносных отложений - до 40 м. Состоят из песчаников, алевролитов, трещиноватых известняков и мергелей. Питание - инфильтрация атмосферных осадков и перетоки из выше- и нижележащих комплексов.

Воды - безнапорные, напорные. Напор 0-24 м с увеличением к водоразделам. От долин рек к водоразделам улучшается также защищенность вод комплекса.

Удельные дебиты скважин 0.05-0.3 л/с, родников 0.3-1.0 л/с. Коэффициенты фильтрации 1-49 м/сут [54]. Воды широко используются для хозяйственно-питьевых нужд.

Водоносный немдинский карбонатно-терригенный комплекс (P*kz(nm))

Имеет повсеместное распространение. Отложения представлены известняками, доломитами, мергелями, алевролитами, глинами и песчаниками мощностью 50-70 м.

Водовмещающими породами являются прослои и линзы трещиноватых алевролитов, песчаников, известняков и мергелей мощностью 10-45 м. В кровле залегают плотные водоупорные глины и алевролиты. Комплекс относится к условно защищенным и защищенным, исключая склоны долин рек, где он залегает с поверхности. Нижний водоупор - "лингуловые глины" и глинисто-алевролитовые породы шешминского горизонта.

Питание в местах выхода на поверхность - за счет инфильтрации атмосферных осадков, в других местах - за счет перетока ее из вышележащих водоносных прослоев. Разгрузка осуществляется в долины рек.

Воды напорные (за исключением выходов на поверхность), напор до 50м. Удельные дебиты скважин 0.2-1.4 л/с, дебиты родников 0.05- 10 л/с, коэффициенты фильтрации 0.35-20.2 м/сут [54].

Комплекс эксплуатируется каптированными родниками, шахтными колодцами, скважинами.

1.2. Качественная характеристика подземных вод и причины засолонения

Пресные подземные воды на юго-востоке республики Татарстан распространены до глубин 150-200м на водоразделах и до 50-100м в долинах рек.

По химическому составу пресные воды гидро-карбонатные, кальциевые с общей минерализации 0.5 - 1.0 г/см3. Фоновое содержание хлор- и нитрат- ионов в подземных водах верхнепермских отложений составляло, а на многих участках региона составляет и ныне 0-10 мг/дм3, общая жесткость 7 ммоль/дм3. Эти показатели отвечают требованиям ГОСТа 2874-82 "Вода питьевая" [36].

Ввиду небольшой толщины коллекторов запасы пресных подземных вод ограничены. Ежегодное пополнение ресурсов пресных водоносных горизонтов происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков. Значительная расчлененность дневного рельефа способствует выходу многочисленных источников по оврагам и балкам. Дебиты некоторых из них достигают 40-50 л/с. Дебиты скважин на пресные подземные воды в среднем около 10 л/с.

За последние десятилетия в результате бурного развития сельского хозяйства, нефтяной промышленности пресные подземные воды на юго-востоке республики Татарстан претерпели значительные качественные изменения.

Основную антропогенную нагрузку воспринимает зона аэрации [11,24,32].

Так же требуется принимать во внимание факт, что зона аэрации при загрязнении подземных вод "сверху", служит фильтром для поверхностных флюидов, поступающих в более глубокие горизонты. При высокой глинистости почв и подпочвенных пород даже при наличии нефтедобывающего комплекса (Абдрахмановская площадь - НГДУ'Иркеннефть") возможна относительно небольшая загрязненность подземных вод верхних горизонтов [105].

Оценка защищенности от загрязнения первого от поверхности водоносного горизонта (грунтовых вод) подробно рассматривается в работах В.М. Гольд-берга, Б.В. Анисимова [5,33].

Запасы питьевых вод в регионе приурочены к водоносным свитам верхнепермских отложений - уржумской , верхне- и нижнеказанской. По данным ТГРУ (Синявский Е.И., Бубнов Ю.П., Медведев A.M.) получены следующие характеристики подземных вод питьевого назначения [79].

Уржумская водоносная карбонатно-терригенная свита.

Воды гидрокарбонатно-натриевые и сульфатно-натриевые. Минерализация 261-2701 мг/дм3. Фоновое содержание хлора в водах (0-10%) - 52%, такое же содержание нитратов. Преобладают хлоридно-карбонатные и карбонатно-хлоридные магниево-кальциевые воды. Средний химических состав подземных вод уржумских отложений HC03ClNaCa (хлор-кальциевый тип). Количество пунктов наблюдений со значениями, превышающими предельно допустимые концентрации (ПДК) [36] хотя бы по одному компоненту качества вод составляют 70% [79].

Верхиеказанская водоносная карбонатно-терригенная свита.

Минерализация вод изменяется от 282 до 4254 мг/дм3. Преобладают гидрокарбонатные магниево-кальциевые воды. Средний химический состав подземных вод верхнеказанских отложений ClHC03MgNaCa (хлор-магниевый тип). Пункты наблюдения с запредельными (выше ПДК) значениями хотя бы по одному компоненту качества воды составляют в среднем 63%, [36] т.е. больше, чем в половине всех опробованных пунктов подземные воды не соответствуют стандарту. Количество проб с фоновым значением нитратов не меняется.

Нижнеказанская водоносная карбонатно-терригенная свита.

Средняя минерализация подземных вод изменяется от 284 до 4846 мг/дм3. Распространены гидрокарбонатные магниево-кальциевые воды, появляются и хлоридно-гидрокарбонатные, и хлоридные воды различного катионового состава. Преобладает чаще хлор-кальциевый и хлор-магниевый тип вод, характерный в основном для глубинных вод. Средний химический состав подземных вод нижнеказанских отложений HC03ClMgNaCa (хлор-магниевый тип). Загрязнение вод хлоридами составляет 78% от общего числа пунктов наблюдений.

Можно говорить о катастрофическом исчезновении участков с допустимым значением хлоридов в подземных водах.

Таким образом, на территории размещения пунктов специальной сети наиболее глубоким изменениям подверглись подземные воды уржумских и нижнеказанских отложений. Состояние вод верхнеказанских отложений оказалось несколько лучшим благодаря их срединному расположению в разрезе. Они

местами перекрыты сверху уржумскими отложениями и везде подстилаются нижнеказанскими. Уржумские воды "перехватывают" часть загрязненных вод, поступающих сверху, а нижнеказанские - снизу.

Рассмотрение работ [6,8,15,23,33] показывает, что главными поставщиками загрязнителей в подземные воды, причем в сопоставимых долях, являются нефтедобывающий и агропромышленный комплексы. Определены виды загрязнения подземных вод [33,34,35] (химическое, включая нефтяное, хлорид-ное, нитратное, загрязнение тяжелыми металлами, бактериальное, тепловое, радиоактивное), которые относятся к геологической среде [5,6,32,33,53,83]. Исходя из задач настоящей работы, ниже будут рассматриваться только источники загрязнения нефтепромыслового происхождения. Здесь основным загрязняющим фактором являются технологические высокоминерализованные воды, добываемые вместе с нефтью (средняя обводненность 80-85%) и, после отделения от нее, используемые для поддержания пластового давления (ППД), т.е. закачиваемые под высоким давлением обратно в продуктивный пласт. Типовой химический состав технологической жидкости для ППД представлен в таблице.

Химический состав воды, поступающей в систему ППД (НГДУ "Актюбанефть")

N пп Компоненты Содержание, г/дм3

1 Са 12.600

2 МЙ 3.550

3 НС03 0.183

4 сг 99.185

5 802" 0.070

6 Ыа+К 43.608

7 Минерализация 159.830

Из таблицы видно, что оборот технологической жидкости (много более 100 млн.тонн/год), попадание в подземные воды даже незначительного ее количества определит хлоридное загрязнение в регионе нефтедобычи.

Различают два пути поступления нефтепромысловых вод в водоносные горизонты: "сверху" и "снизу".

Под загрязнением "сверху" применительно к нефтедобыче понимается инфильтрация вод из прорывов нагнетательных водоводов, при аварийных разливах на различных насосных сооружениях, при капитальном ремонте скважин, из временных земляных амбаров, используемых в технологиях бурения, изливы воды при разгерметизации нагнетательных скважин и т.д. В настоящее время считается, что прорывы напорных трубопроводов являются едва ли не основным фактором засолонения подземных вод. Аргументируется этот вывод высокой прерывностью трубопроводов, запредельными давлениями эксплуатации, высокой коррозионной активностью перекачиваемой жидкости.

Под загрязнением "снизу" в настоящее время понимается либо поступление нестандартных вод по зонам раздробленных (трещиноватых) пород из нижележащих отложений, либо фильтрация вод ППД по дефектам цементажа элементов конструкции скважин из нефтеносных объектов в случаях, когда пластовое давление превышает гидростатическое. Согласно работе [132], доля заколонных перетоков в общей картине осолонения составляет до 23%. Однако, учитывая техническое состояние эксплуатационных колонн и кондукторов скважин, а также качество их цементажа, возможно "прямое" нагнетание сточных вод в питьевые горизонты через сквозные дефекты, например, в интервале кондуктора. Причины коррозионного разрушения стенок обсадных колонн -низкосортная сталь, коррозионно-активная среда снаружи и внутри труб, предельно допустимые давления эксплуатации.

Таким образом, помимо естественных путей загрязнителей "снизу" следует учитывать и возможность прямого попадания в водоносные пласты высоко минерализованных вод, используемых в системе ППД из нагнетательных скважин. Загрязнение подземных вод "снизу" - процесс многофакторный, а определение источников вызывает большие сложности, т.к. здесь поставщиком загрязнения является нефтяная скважина, оценка качества цементирования и технического состояния которой требует привлечения бригад и спецтехники и геофизики.

Проведенный анализ гидрохимической обстановки РТ указывает на представительную роль нефтяной отрасли в осолонении подземных вод питьевого назначения. В связи с бурением различного рода скважин и вводом в разработку новых месторождений возрастает техногенная нагрузка на земные недра, а это требует совершенствования комплекса мероприятий по охране недр и окружающей среды [16,107]. Проблема нормализации питьевого водоснабжения в настоящее время решается по двум направлениям: поиск и разведка "чистых" водозаборов из подземных вод; разведка очагов загрязнения (осолонения) и ликвидация источников загрязнения. Оба разведочных процесса связаны с буровыми работами, для минимизации которых (обусловлено как экономическими, так и экологическими факторами) необходима геофизическая методика, позволяющая характеризовать подземные потоки с точки зрения их структуры и преимущественных направлений фильтрации.

Проблема разливов технологических жидкостей в нефтедобывающих районах РТ решается сплошной заменой промысловых трубопроводов на новые, футерованные полиэтиленом. Запрещено также использование буровых амбаров без гидроизоляции. Ликвидация же источников скважинного происхождения (загрязнение "снизу") сдерживается отсутствием методов их обнаружения.

2.ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЕСТЕСТВЕННОГО ПОТЕНЦИАЛА ФИЛЬТРАЦИИ ПРИ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЯХ

Вопрос о выборе методов, объемах работ при разведке месторождений подземных вод, очагов загрязнения питьевых водоносных горизонтов должен решаться в зависимости от условий в каждом конкретном случае отдельно. Общих рекомендаций на этот счет не существует.

Работы могут включать в себя практически все существующие виды гидрогеологических исследований (крупномасштабная гидрохимическая съемка, опытно-фильтрационные и опытно-миграционные работы, режимные гидрогеологические и гидрологические наблюдения, разнообразные лабораторные исследования и т.д.) [4, 25, 32, 127]. Однако ограничение финансирования и сроков выполнения работ диктует необходимость более или менее жесткой расстановки первоочередных работ в решении конкретных задач.

Традиционные методы гидрогеологических исследований и в будущем останутся основными при гидрогеологических и экологических изысканиях, но сегодня повышаются требования к информативности полевых работ, которую не всегда можно обеспечить традиционными методами ведения гидрогеологических разведок. Привлекаются дополнительные методы исследования: геофизические, ядерно-физические, индикаторные и другие сравнительно новые или редко применяемые в гидрогеологии, что приводит к повышению информативности, сокращает время исследований и удешевляет их [8,12,14, 21,26,27,35,39,44,50,51,52,73,82,84,89,101].

Для рационального выявления ресурсов запасов пресных подземных вод, а также во избежание неоправданных затрат на проведение поисково-разведочных или экологических исследований, все геологоразведочные работы на пресные подземные воды проводятся поэтапно [68].

2.1. Традиционные методы гидрогеологических исследований

Гидрогеологические изыскания начинают обычно с подготовки карты фактического материала по участку ведения работ, на которой наносятся: речная сеть, родники с гипсометрической привязкой, колодцы, все существующие скважины, объекты, связанные с нефтедобычей, хранением и транспортировкой нефти и прочие наземные сооружения [68, 84].

Необходимо собрать все имеющиеся данные по геологии, стратиграфии, тектонике, геофизических исследований по всем видам бурения в районе участка работ, и выделить по имеющимся данным водоносные и относительно водоупорные прослои.

При постановке задачи - разведка очагов загрязнения подземных вод в нефтяных районах, необходимо собрать сведения о техническом состоянии добывающих и нагнетательных скважин на участке работ, сведения о техниче-

ском состоянии и аварийных ситуациях на трубопроводах, карты забойных давлений по эксплуатируемым нефтяным горизонтам за предыдущий пятилетний период. Собрать и проанализировать данные химических анализов по водоисточникам на участке работ за весь срок наблюдений. Выполнить обследование родниковых выходов [8,11,24,25,30,31,42,98].

Основная часть разгрузки верхних водоносных горизонтов осуществляется через родники и легко поддается учету. Это позволяет использовать данные наблюдений на родниках и малых реках для решения сразу нескольких очень важных задач. Во-первых, результаты гидрологических наблюдений на родниках и малых реках позволяют определить среднюю величину инфильтрацион-ного питания и расход подземного потока.

Во-вторых, такие наблюдения могут быть проведены для оперативной оценки состояния пресных подземных вод, а в случае техногенного загрязнения для определения уровня существующего загрязнения подземных вод вблизи зон их разгрузки, а также для определения возможной интенсивности поступления загрязняющих компонентов в водоносные пласты. Это предусматривает определение содержания только основных загрязняющих компонентов в родниковой воде (например, хлор-иона), для чего может быть использована полевая гидрохимическая лаборатория. Одновременно с гидрохимическим опробованием проводится приближенное определение дебита родника любым из известных способов [1,4,25,33,93].

Единственное требование при выполнении работ на данной стадии сводится к тому, что опробованию должны быть подвергнуты все без исключения родники, попадающие в намеченную для разведки площадь, а также, по возможности, все существующие там водозаборные скважины и колодцы. Иногда режимные гидрохимические и гидрологические наблюдения имеет смысл проводить также и на малых реках, являющихся базисом дренирования подземных вод на разведываемой территории. Необходимость в этом может возникнуть при существовании значительной субаквальной разгрузки подземных вод непосредственно в ложе рек.

Традиционные методы включают в себя буровые и опытно-фильтрационные работы, наблюдения за режимом подземных вод, изучение состава и качества подземных вод. Изучается собственно геология месторождения подземных вод, его литолого-фациальные и структурные особенности [38,45,53,56,63,105,108,117]. Но так как бурение скважин - самый дорогой метод, буровым работам должны предшествовать адаптированные к гидрогеологии наземные, площадные методы, исследования по имеющимся скважинам.

2.2. Нетрадиционные методы гидрогеологических исследований

2.2.1. Ядерно-изотопный метод

Для решения различных гидрогеологических задач применяют ядерно-изотопный метод с использованием стабильных изотопов. Метод основан на изучении периода полураспада таких радиоактивных изотопов, как тритий, углерод-14, радий и радон, что позволяет определять «возраст» воды (продолжительность пребывания воды в породе) и период водообмена [68].

2.2.2. Индикаторные исследования

Индикаторные исследования широко используются в практике для изучения гидродинамических характеристик подземных вод (определение скорости фильтрации и направление движения), оценки эффективной пористости пород. Метод эффективно используется при изучении процессов фильтрации в слоистых толщах, в слабопроницаемых породах. В зависимости от поставленных задач и конкретных гидрогеологических условий определяется тип индикатора и выбор схемы исследований.

Индикаторные исследования, как правило, применяются при локальных исследованиях на стадиях разведки и эксплуатации подземных вод. Недостаток - необходимость достаточно широкой сети наблюдательных скважин [68].

2.2.3. Водно-гелиевое опробование

Из мантии в верхние горизонты земной коры диффундирует поток гелиевого флюида. Водно-гелиевое опробование основано на изучении концентрации гелия как в породе, так и в подземных водах. Там, где водоносные горизонты надежно изолированы от поверхности земли, а разделяющие слои характеризуются повышенной проницаемостью, концентрация гелия в подземных водах выше. Если водоносные горизонты получают питание за счет инфильтрации атмосферных осадков, характеризующихся фоновыми значениями гелия, или перетеканием вниз грунтовых вод, то содержание гелия в подземных водах понижено. Таким образом, по результатам водно-гелиевого опробования возможно определение ослабленных зон, разрывные нарушения [68].

2.2.4. Полевые геофизические методы

Геофизические методы применяются для решения практически всех основных гидрогеологических задач и на всех стадиях изысканий: при поисках и разведке источников водоснабжения, обоснований заложения водозаборов, изучении динамики подземных вод, разведке артезианских бассейнов, изучении гидрогеологического режима действующих водозаборов и т.п.

На стадии предварительной разведки с помощью геофизических методов изучают литологический разрез, состав покровных и коренных пород, выявляют границы различных геологических комплексов, водоносные и водоупорные

горизонты, отдельные зоны, структуры, благоприятные для накопления грунтовых, пластовых и артезианских вод [2].

При разведке источников загрязнения подземных вод, геофизические методы являются, в основном, опережающими по отношению к буровым и опытно-фильтрационным работам, либо проводятся одновременно с ними в случаях уточнения некоторых параметров или необходимой детализации. Загрязненные воды, будучи минерализованными, представляют собой электролит. Исходя из этого широкое применение получила электроразведка.

Достаточно адаптированными к гидроэкологическим проблемам являются методы полевой электроразведки - естественного потенциала (ЕП) и вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). Площадной съемкой ЕП определяются преимущественные направления потоков подземных вод, а ВЭЗ выявляют участки засолонения поверхностного происхождения.

На основании сопоставления собранных данных с результатами родниковой съемки определяются:

- наиболее благоприятные условия, обеспечивающие перехват подземного потока при заложении водозаборных скважин;

- вероятное местоположение основных источников загрязнения подземных вод и планируется размещение разведочных скважин первой очереди.

Границы объекта изучения и глубина обследования намечаются с таким расчетом, чтобы разведкой оказалась охвачена вся зона предполагаемого формирования ресурсов подземных вод участка либо участок, на который попал очаг загрязнения. В плане эта зона будет представлять собой ленту тока, протягивающуюся от водораздела до контура родниковой или субаквальной разгрузки подземных вод, на котором влияние очага загрязнения уже проявилось либо проявится в ближайшее время.

Вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ).

ВЭЗ - широко распространенный, отработанный методически и аппара-турно метод, используемый для определения изменения кажущихся сопротивлений (рк) земных слоев по вертикали и последовательности их залегания в виде кривых зондирования - зависимостей рк от так называемого действующего расстояния, пропорционального разносу между питающими (АВ) и приемными (МЫ) линиями [50,57,64,65,66,95,104,115,116].

Метод позволяет расчленить геологический разрез по вертикали по лито-логическому составу, увлажненности, температуре, фильтрационным свойствам, минерализации пород.

При проведении разведки очагов загрязнения выделяемые по ВЭЗ низко-омные аномалии характеризуются как участки осолонения.

Обработка результатов измерения ВЭЗ до последнего времени производилась по стандартной методике [4]. Однако опыт его использования в экологических целях показал неэффективность стандартных палеточных методик обработки. Здесь затруднения при интерпретации возникают по следующим причинам. Во-первых, в различные сезоны изменяется уровень грунтовых вод и водонасыщенность, изменяется минерализация подземных вод на всех уровнях

в связи с фильтрацией вод (пресных и минерализованных) как с поверхности, так и по латерали. Кроме того, параметризация геологических объектов по ВЭЗ существенно зависит от минерализации вод, насыщающих породы. Уже при минерализации 50 -100мг/л удельное электрическое сопротивление (УЭС) тер-ригенных пород не зависит от литологического состава, а определяются только пористостью. При большей минерализации (500 - 1000 мг/л) трещиноватые карбонатные породы не отличаются по УЭС от терригенных. Следовательно, при такой минерализации геоэлектрические границы не согласуются с границами литологическими и стратиграфическими. Латеральная же изменчивость карбонатных пород делает горизонтально слоистые геоэлектрические модели неадекватными реальности.

Перечисленные сложности интерпретации результатов ВЭЗ решаются в КГУ методами качественного анализа и многомерного статистического анализа [16].

Электромагнитные профилирования.

Большую группу методов электроразведки объединяет электромагнитное профилирование. Результатом наблюдений является информация об электромагнитных свойствах среды с определенной глубины. Изучается электрическое поле постоянного тока (или тока низкой частоты), на поверхности земли измеряют разность потенциалов Д11 и силу тока I в питающей цепи, рассчитывается кажущееся сопротивление по формуле рж=(КДи)/1. Используют при инженерно-геологических, гидрогеологических и почвенно-мелиоративных исследованиях с целью выявления неоднородностей разреза по литологии и глинистости, увлажненности и обводненности, степени минерализации подземных вод [65,67,68].

Аналогичные результаты может дать метод вызванной поляризации (ВП), результаты которого зависят не только от минерализации вод и коллек-торских свойств пород, но и от их литологического состава, в частности от глинистости [27,51,52], что позволяет разделять породы по их составу. Породы достаточно легко разделяются на литологические типы по величине относительного комплексного параметра поляризуемости: А=(г|1-г|2)/р к, где т|1, т]г - поляризуемость на временах й, Ъ. и р к - кажущееся сопротивление (КС). Наиболее надежно методом ВП могут быть определены глинистые водоупоры. Перечисленные методы, несмотря на широкое их применение, не всегда удовлетворяют требованиям практики, имеют неоднозначные результаты интерпретации, требуют больших материальных затрат.

С целью повышения эффективности гидрогеологических и экологических исследований было бы полезно использовать фильтрационный метод естественного электрического поля.

Метод естественного электрического поля (ЕП). Метод заключается в исследовании электрических полей, самопроизвольно возникающих в горных породах. Эти поля порождаются окислительно-восстановительными реакциями, фильтрацией поверхностных и глубинных вод, диффузией и адсорбцией солей,

растворенных в водах, насыщающих горные породы. Необходимым условием образования естественных полей является наличие контакта твердой части горной породы с жидкой средой - подземными водами. Измеряется значение разности электрических потенциалов. Впервые метод естественного поля применялся как поисковый метод сульфидных месторождений. Дальнейшее развитие понятия естественного электрического потенциала и возможностей применение метода были использованы для изучения фильтрации подземных вод [67,68, 75,76,89].

Использование наземного метода ЕП фильтрации дало положительные результаты при поисково-разведочных гидрогеологических работах: выявление зоны питания подземных вод, направления фильтрации, уточнение структурного характера, оценки продуктивности водоносных горизонтов, выделение зон повышенной водообильности. Кроме того метод успешно зарекомендовал себя при разведке источников загрязнения на юго-востоке РТ.

2.3. Развитие теоретических аспектов метода естественных потенциалов применительно к гидрогеологическим и экологическим задачам

Естественное электрическое поле в осадочной толще земли является суммарным полем, которое формируется за счет взаимодействия полей от различных гидрогеологических, электрокинетических и электрически активных объектов.

2.3.1. Диффузионно-адсорбционные потенциалы

На поверхности соприкосновения различных горных пород, растворов разной концентрации или пород и растворов возникает диффузионно-адсорбционная разность потенциалов. Горные породы - сложные гетерогенные системы с неоднородным химическим составом поровой поверхности, что обусловлено как многообразием породообразующих минералов, так и наличием в них разных примесей [3,22,67,110].

На границе двух электролитов разной концентрации, вследствие различной электролитической подвижности ионов, возникают диффузионно-адсорбционные потенциалы (разность потенциалов). В диффузионной части образовавшегося двойного электрического слоя происходит перераспределение потока ионов, движущихся из раствора солей с большей концентрации в ра-твор, с меньшей концентрацией ионов. Образуется электрическое поле, направленное перпендикулярно к границе раздела, противодействующее процессу диффузии ионов.

Если отрицательные и положительные ионы имеют одинаковую скорость, движутся в одном направлении, то в этом случае электрическое поле не образуется. Однако, в большинстве случаев отрицательные ионы более подвижны, чем положительные. В результате чего в среде концентрированного раствора

сосредоточен избыток положительных ионов, а в среде менее концентрированного раствора накапливается избыток отрицательных ионов. Создается электрическое поле, противодействующее дальнейшему процессу диффузии и разделению зарядов. В этом случае скачок потенциала может быть выражен формулой:

и+ - и- ЮТ 1п у2 Ш2 АЕд = и+ + и- п Е у1 т1 , где

И,Т,Е - универсальная газовая постоянная, абсолютная температура и постоянная Фарадея; пи, Ш2 - концентрация ионов, ш,ш , п - подвижности и валентность ионов; у1//2 - коэффициент активности ионов [89].

Для наиболее распространенного в природных условиях раствора соли ИаС1, рассчитав коэффициент диффузионного ЭДС можно вычислить величину электродвижущей силы по формуле с десятичным логарифмом: АЕд = -11,6 ^ р1/р2, поскольку отношение активностей ионов (у1 пи, у2 тг) равно обратному отношению значений удельного сопротивления растворов (р1, рг).

В лабораторных условиях установлено, что небольшая разница концентраций вызывает скачок потенциала непревышающий единиц милливольт, а при различии концентрации в 100 - 1000 раз - 23 - 30 мВ. Диффузионные потенциалы оказываются сравнительно небольшими даже при значительных различиях в концентрации соприкасающихся растворов [98].

Условно предполагается, что горная порода является системой состоящей из минерального скелета и водного раствора, в той или иной степени, заполняющий поры и трещины. В природных условиях химический состав и минерализация подземных вод часто меняются. Поэтому процессы диффузии на контакте пород или в среде резкого изменения состава и минерализации вод в одних и тех же породах - это явление распространенное, хорошо изучено в электрохимии.

В пористой насыщенной раствором среде происходят не только диффузионные, но и адсорбционные явления. Электрическое состояние породы определяется двойным электрическим слоем, состоящим из непосредственно прилегающих к породе ионов и молекул прочно связанной воды и , так называемых, противоионов. В результате нарушается ионный состав раствора, как правило стенками пор адсорбируются отрицательные ионы, что приводит к смене ионного состава раствора. Наиболее сильное влияние на состав раствора проявляется в тонкопористой среде и малой влагонасыщенности данной среды. Чем больше глинистость и дисперсность породы, чем меньше концентрирован насыщающий ее раствор, чем плотнее укладка зерен породы и чем меньше насыщенность ее раствором, тем больше диффузионно-адсорбционная активность горной породы [67,88,104,97] .

Диффузионно-адсорбционные потенциалы и связанные с ними поля проявляются в скважинах. На использовании наблюдений диффузионно-адсорбционных потенциалов в скважинах основана метод выделения в разрезе

глинистых и пористых пластов, определение коллекторских свойств пород [ 39,40,51,61,62].

На дневной поверхности они наблюдаются при пересечении контактов пород или в районах резкого изменения минерализации подземных (или наземных с подземными) вод. Скорее с диффузионно-адсорбционным полем связана постоянная составляющая аномалии при съемке естественного электрического поля .

2.3.2. Электрохимические потенциалы

Электрохимические или окислительно-восстановительные поля возникают на контакте природных электронных проводников, с ионной средой. Механизм возникновения электрохимических естественных полей подробно изучен на рудных месторождениях, содержащих сульфидные минералы [ 89 ].

Как известно, на контакте рудного тела с ионопроводящей средой, существуют условия, при которых возникают окислительно-восстановительные химические реакции, при переходе катионов металла в раствор, создается разность потенциалов.

За счет избыточных электронов верхняя часть рудного тела заряжается отрицательно, а катионы, переходящие в раствор, заряжают его положительно. Находясь под действием вод, богатых кислородом, происходит интенсивный процесс окисления. Физико-химические, литологические особенности окружающей среды, концентрация сульфидных ионов и ионов железа, состав вмещающих пород, минерализация подземных вод, величина рН, подвижность подземных вод - все это влияет на интенсивность создаваемого электрического поля. Продуктом первой стадии окисления являются сульфаты закиси железа РеБСХ которые, впоследствии, под действием кислорода переходят в сульфаты окиси Ре2(804)з [89].

С увеличением глубины, с уменьшением свободного кислорода и накоплением сероводорода, в щелочной среде преобладают восстановительные реакции, сопровождающиеся присоединением электронов и уменьшением валентности рудных минералов. Таким образом, нижняя часть рудного тела приобретает отрицательный потенциал.

В результате перераспределения зарядов устанавливается ЭДС, под действием которой, внутри рудного тела и в ионопроводящей среде будет протекать электрический ток. «Носителями зарядов в окружающей среде будут ионы, а внутри тела - электроны»1.

Верхняя часть рудного тела становится катодом, а нижняя - анодом. На

1.Матвеев Б.К. Электроразведка при поисках месторождений полезных ископаемых. М., 1982. С.42.

г\

поверхности залежи образуются ионы 8 Ш", которые способствуют осаждению тяжелых металлов в виде вторичных сульфидов. «Расчет ЭДС рудной залежи можно сделать исходя из определения потенциала верхней и нижней ее частей по формуле Нернста, зная соотношение окисного (Ре3+) и закисно-го (Ре2+) железа в подземных водах: и1=и0+(Ю7пР) * 1п (тРе3+/тРе2+), 110 -стандартный окислительно-восстановительный потенциал данной системы при Ре3+/Ре2+ = 1; И, Р - физические постоянные; Т - абсолютная температура; ш -концентрация ионов; п - разность валентностей окислительно-восстановительных компонентов. ЭДС нижней части залежи можно вычислить по эмперической формуле И. Такубо: и2=+0,31713-0,057 [рН]. Общая ЭДС определяется как разность Е= - и2.» [83. С.42] Окислительно-восстановительные потенциалы, полученные на некоторых типах сульфидных месторождений, показывают значительные (0,2-1,2 В) колебания [83].

Интенсивность естественного поля электрохимического происхождения зависит от минералогического состава природных электронных проводников и химического состава окислительно-восстановительных компонентов в подземных водах [ 67, 83].

2.3.3. Фильтрационные потенциалы

Фильтрационные естественные электрические поля связаны с движением подземных вод в пористых горных породах. Специфические эффекты, возникающие в процессе фильтрации пластовых жидкостей в коллекторе, относятся к так называемым электрокинетическим явлениям. Электрокинетические явления, наблюдаемые в дисперсных системах, представляют собой либо относительное смещение фаз под воздействием внешнего электрического поля (электроосмос, электрофорез), либо возникновение разности потенциалов в направлении относительного движения фаз (твердой -неподвижной и жидкой, связанной с движением подземных вод) вызываемого гидродинамическими силами (потенциал течения, потенциал седиментации) [3,20,22,41,89]. Возникновение разности потенциалов при движении жидкой и газообразной сред относительно скелета породы-коллектора связывают с образованием на ее поверхности двойного электрического слоя [60, 61,90,91 ].

По современным представлениям двойной слой состоит из прочно связанного с твердой поверхностью адсорбционного и подвижного диффузионного слоев. Последний протекает в жидкости и увлекается вместе с ней при ее относительном перемещении. В результате создается некомпенсированность зарядов на границе раздела фаз и появляется разность потенциалов [87, 90, 91, 104].

Предположение о существовании двойного электрического слоя впервые высказанное в 1859 г. Г. Квинке, впоследствии развили Г. Гельмгольц (1879 г.), Г . Гук (1910 г.), Д.Чепмен (1913 г.), О. Штерн (1924 г.), И.Бикерман (1932 г.) и др., которые рассматривали распределение ионов в достаточно крупных капиллярах, радиус которых намного превышает толщину двойного ионного слоя.

Позднее распределение ионов в двойном слое исследовали многие ученые в связи с изучением адсорбции и электрокинетических явлений в капиллярных

системах. Следует отметить, в частности, экспериментальные работы PI.И. Жукова, О.Н., Д.А. Фридрихсберга, и др. [61,111] и теоретические работы С.Р. де Гроота, П.М. Мазура, С.С. Духина, A.J1. Муллера, В.Н., Дахнова В.Н.. Физика явления, с которым связано образование фильтрационных полей рассматривалась в работах Бродского А. И., Григорова О. Н., Самарцева А. Г. и Остроумова В.В. Изучением самих естественных фильтрационных полей занимались А.К. Краев, JIM. Альпин, А.Г. Тархов и др. [38,40,60,90,91,110,114]. Найденные ими зависимости пригодны для весьма разбавленных растворов электролита при концентрациях ниже 0.01 Н, когда электрокинетические эффекты выражены наиболее интенсивно (1н = 1 г экв/л).

Математическое выражение потенциала для капилляра впервые дано Г. Гельмгольцем:

е * рж * 2, *дР

Еф = ----------------- (3.1),

4*яц

где Еф - потенциал фильтрации, мВ; е - диэлектрическая проницаемость жидкости; рж - удельное сопротивление фильтрующейся жидкости; с, - электрокинетический потенциал (дзетта-потенциал), и. - вязкость жидкости; дР - перепад давления, при котором происходит фильтрация.

Условия, которым удовлетворяет формула:

- достаточно медленное (ламинарное) течение жидкости;

- фильтрация должна происходить в пластах средней и высокой пористости и размеры пор должны быть существенно больше толщины двойных слоев;

- поверхностная электрическая проводимость должна отсутствовать. Величина фильтрационного потенциала для проницаемых горных пород:

Еф = А * рж *ДР (3.2), где А - коэффициент фильтрационной электрической активности, мВ, численно равный фильтрационной ЭДС, измеряемой на образце породы при фильтрации через него раствора с рж = 1 Омм под действием дР = 0,1 мПа [96]. Сравнивая формулы (3.1) и (3.2) получим:

8 и Н,

А= -------------- (3.3).

4*71*11

Д.А.Шапиро рассмотрел количественную теорию электрохимических явлений - диффузионно-адсорбционных (мембранных), фильтрационных потенциалов , диффузии ионов в горных породах. Полученные теоретические результаты используются для построения закономерностей (каротажных диаграмм), определяющих метод собственных потенциалов в буровых скважинах, влияние адсорбционных эффектов на удельное электрическое сопротивление пластов, показания нейтронных методов и гамма-каротажа [111,112].

Анализ теоретических аспектов применительно к инженерной геологии и гидрогеологии провел A.A. Огильви [76,77]. Однако зависимость фильтрацион-

ного потенциала от химического состава, коллекторских свойств пород до сих пор хорошо не изучена.

Из всех параметров, входящих в формулы (3.1 и 3.2) ц, е, рж, всегда положительны и представляют свойства среды. Значит, знак потенциала Еф зависит от знака электрокинетического потенциала, который в свою очередь зависит от природы адсорбированных ионов. Большая часть осадочных пород (кварцевые пески, песчаники, глины, многие виды известняков и доломитов) накапливает отрицательный заряд на поверхности и диффузионный слой, состоящий из катионов. Величина дзетта-потенциала обычно определяется по данным электроосмоса. Для водных растворов солей она колеблется от 40 до 70 мВ [93] редко достигая 100 мВ.

Коэффициент фильтрационной ЭДС для терригенных пород не является постоянной величиной, а изменяется в зависимости как от параметров фильтрующейся жидкости (р,, е, рж), так и от минерального состава и петрофизиче-ских характеристик породы.

Удельное электрическое сопротивление жидкости находится в зависимости от количества и состава растворенных в ней солей. Удельное сопротивление уменьшается по линейному закону по мере возрастания степени минерализации воды при любом солевом составе (рис. 1а) [3,39, 89]. Интенсивные поля будут наблюдаться только при фильтрации сравнительно пресных или мало минерализованных вод высокого сопротивления. В этом случае интенсивность фильтрационного поля может меняться на 2-3 порядка.

С точки зрения решаемых задач интерес представляют результаты исследований, представленные в работе [65,73]. Здесь рассмотрены зависимости потенциала фильтрации от перепада давления, проницаемости образцов при различных концентрациях ЫаС1 в фильтрующейся жидкости. По условию эксперимента значения ^-потенциала отрицательные. Из рис. 16 следует, что абсолютные значения Еф прямо пропорциональны перепаду давления, причем с увеличением концентрации соли величина Еф уменьшается. Следует отметить, что концентрация 0,01Н приблизительно соответствует предельно допустимому содержанию хлоридов в питьевой воде, а 0,05Н - среднему уровню осолонения родников на очагах загрязнения подземных вод. Характер зависимости отношения Еф/дР от концентрации представлен на рис.2а и показывает, что с ростом концентрации абсолютная величина отношения достаточно резко снижается, ход кривых определяет влияние - потенциала на формирование потенциала фильтрации. Перестроением экспериментальных данных работы [65], можно также оценить прямую зависимость потенциала фильтрации от проницаемости образцов. Как видно на рис.2б, зависимость эта - нелинейная и характеризуется резким ростом Еф в диапазоне слабых проницаемостей. При значениях К, соответствующих высоким коллекторским свойствам водоносных пластов, наблюдается выполаживание кривой, т.е. влияние К на Еф незначительно.

Кроме перечисленных естественных параметров пород и флюидов на величину потенциалов фильтрации могут оказывать влияния различные техногенные факторы и химические реагенты.

потенциал фильтрации при различных концентрациях раствора. 1.а. Зависимость удельного сопротивления жидкости от концентрации и состава растворенных солей [39], 1.6. Зависимость потенциалов фильтрации от перепадов давления при различных концентрациях раствора ЫаС1 (по Н.Н.Ляшко)

Рис. 2. Кривые зависимостей.

2а - отношения потенциала фильтрации к давлению (Еф/Р) от концентрации (С) раствора NaCl.

26 - потенциала фильтрации (Еф) от проницаемости (К) Р=0,2 Мпа, СИ). О1 Н

Основными техногенными факторами представляются температура и различные физические поля, а основными химическими реагентами - поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Результаты экспериментальных исследований, проведенные для определения влияния ПАВ на потенциалы фильтрации, показывают, что Еф в зависимости от типа ПАВ и его концентрации может изменяться в несколько раз. Общей закономерностью (по Уголевой A.B.) для всех типов исследуемых реагентов является существование критической температуры ПАВ, при которой электрокинетический потенциал достигает максимальных значений (рис.За). В работе [10£|] отмечается, что ни одно из исследуемых веществ не меняет знака дзета-потенциала. Направление электроосмоса ПАВ совпадает с направлением электроосмоса для воды. Характер влияния температуры на величину дзета-потенциала для раствора ПАВ и воды показан на рис 36.

Результаты лабораторных исследований фильтрации воды, водных растворов ПАВ и соляной кислоты в магнитном поле напряженностью от 0 до 100 эрстед [10^], свидетельствуют, что дзета-потенциал водных систем после обработки флюида магнитным полем уменьшается. При этом знак дзета-потенциала и направление электроосмоса раствора ПАВ после магнитной обработки остается неизменным. В различных условиях локальные магнитные поля значительной интенсивности могут наблюдаться в непосредственной близости от металлических проводников.

При измерениях естественного электрического потенциала на поверхности с постоянным шагом в условиях однородного геологического разреза значение естественного электрического потенциала (Еэ), как известно, определяется суммарным значением Еэ = Еф + Ед-а + Ео-в. Если, Ео-вЮ (в случае отсутствия электронных проводников, находящихся в ионной среде), а Ед-а= const, то АЕэ » АЕф который определяется непосредственно процессом фильтрации, а именно перепадом давления, за счет которого происходит фильтрация жидкости. Некоторые суждения о влиянии факторов на значение ЕПф можно сделать на основании расчетов JI.M. Альпина, выполненных для случая горизонтально-слоистой структуры с фильтрующим пластом, залегающим между проводящими непроницаемыми пластами. При этом принималось, что пласты имеют безграничную горизонтальную протяженность, а нижний проводящий пласт залегает на непроводящем основании [3,89]. Интенсивность поля при прочих равных условиях будет тем больше, чем больше будет средняя скорость движения воды в пористой среде. При этом следует иметь в виду, что если увеличение скорости движения воды будет обусловлено не повышением градиента давления, а увеличением размеров пор, то интенсивность поля при этом повышаться не будет:

Еф = Сер^о (3.4),

где С - некоторый коэффициент среды; и - среднее значение скорости жидкости в порах [89].

0.7 0.6 0,5

о,«

0.3

о.г

o,<L _______,___

о ео ад 60 во wo во Т, °С

б.

Рис.3. Изменение величины дзета-потенциала при электроосмотическом переносе через пористую среду растворов: З.а. от концентрации 1 - водного раствора МЛ-80; 2 - КМП З.б. от температуры 1 - водного раствора ПАВ КМП; 2 - воды

(по У голевой A.B.)

Исходя из тенденций взаимосвязи показателей, формирующих естественный потенциал фильтрации, можно схематично определиться с возможными изменениями Еф над источниками поступления промысловых вод в водоносные горизонты. На рис. 4 сплошными линиями показано изменение давления (напора) дР и К (концентрации солей флюида) вдоль элементарной линии тока подземных вод, а пунктирной линией показан график изменения Еф. В случае источника загрязнения скважинного происхождения (1), имеет место резкое "точечное" повышение концентрации солей, на кривой изменения давления, со-

СС им

гласно законам гидродинамики, отразится локальный точечный скачек перепада давления и, как следствие, соответствующий скачок абсолютной величины Еф. По мере удаление от источника за счет разбавления соленой воды (уменьшения концентрации) и выравнивания перепада давления до нормального абсолютная величина Еф будет вновь увеличиваться. В случае инфильтрации соленых вод от поверхностных: разливов (2) их концентрация при поступлении в водоносный пласт будет существенно ниже, чем в "скважинном" случае. За счет увеличения плотности соленой воды незначительно локально увеличится и напор фильтрующейся жидкости, а на поверхности соответственно ниже будут фиксироваться аномалии Еф.

Рассмотренные зависимости, естественно, не могут быть прямо перенесены на реальные пластовые условия. Однако, они характеризуют природу формирования электрических потенциалов фильтрации.

Таким образом, при измерении естественного электрического потенциала (Еэ) с поверхности с постоянным шагом его значение определяется суммарным полем диффузионно-адсорбционного, окислительно-восстановительного и фильтрационного потенциалов. Поэтому на начальном этапе интерпретации необходимо определить объекты, формирующие суммарное электрическое поле, чтобы учесть характер и степень влияния каждого из них, привлекая все имеющиеся к моменту съемки геологические и гидрогеологические данные (разрезы, статические уровни по скважинам, сведения о пористости и проницаемости и т.п.). При условии, что Еф » Ео-в+Ед-а, что может быть вполне реальным для юго-восточного региона РТ, проводится интерпретация фильтрационных изопотенциалов с учетом гидрогеологических особенностей данного региона.

2.4. Примеры использования метода ЕП

Основное развитие метода ЕП связано с изучением рудных полей при решении главных задач метода - поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, обладающих высокой электронной проводимостью и картированию электроннопроводящих пород. По мере накопления опыта полевых исследований и изучения электрических и электрохимических свойств минералов, горных пород и руд область применения метода распространилась и на другие природные электронные проводники - месторождения графита, антрацитовых углей, магнетитовых руд.

Рис.4. Характер изменения Еф при поступлении соленых вод в водоносный пласт.

I - скважииный источник загрязнения; П - поверхностный источник загрязнения.

Наряду с полями природных электронных проводников методом естественного поля фиксируются поля, имеющие фильтрационные, диффузионно-адсорбционные, меняющиеся во времени и поля теллурических токов и токов гальванокоррозии. При поисковых работах была установлена широкая распространенность электрических полей, связанных с фильтрацией подземных вод [89], что послужило основанием для применения метода естественного поля при решении некоторых гидрогеологических и инженерно-геологических задач [2,3,7*,76].

Наиболее интенсивные фильтрационные поля проявляются на склонах в горных районах. Градиент потенциала фильтрационного поля достигает нескольких сотен милливольт на километр.

Фильтрационные поля наблюдались при работах в карстовых районах, где отрицательными аномалиями фиксировались места фильтрации вод в карстовые воронки и трещины. Иногда методом естественного поля отмечались места поступления карстовых вод из коренных пород в наносы [76].

Естественные электрические поля широко используются при каротаже скважин.

Фильтрационные электрические поля могут быть использованы при гидрогеологических исследованиях. Равномерное распределение электрофильтрационных потенциалов характеризуют однородные проницаемые грунты, а интенсивные повышения значений ЕПф отражают сосредоточенные потоки подземных вод - это является основанием для использования метода ЕПф как средство поиска подземных вод. Связь направления фильтрационных полей с направлением движения потока служит основанием для определения направления движения подземных вод. Метод может быть использован для грубых оценок скорости движения подземных вод.

Достаточно интенсивные фильтрационные поля наблюдаются и в речных долинах, сложенных водопроницаемыми отложениями. В этом случае величина градиента потенциала достигает десятков, а иногда и сотен милливольт на километр.

Измерение электрического поля естественного происхождения в пределах морских и пресноводных акваторий используют «для расчленения как водной толщи, так и донных отложений, а также для анализа процессов и явлений, протекающих в приконтактной зоне между жидкой и минеральной средами» [76, С. 161]. Изучение распределения электрических потенциалов в вертикальном направлении совместно с измерением сопротивлений и температур, позволяет детально стратифицировать толщу, выделять характерные горизонты и прослеживать их поведение по латерали. По Огильви А.А «аномально высокими значениями потенциалов отмечаются слои наиболее активной жизнедеятельности микроорганизмов» [76, С. 162]. На акваториях аномальные изменения значений электрических потенциалов позволяют оценить коррозионную агрессивность воды по отношению к различным конструктивным элементам сооружений. Интенсивное значение аномалии электрических потенциалов в водной

среде имеет при определении мест повышенной фильтрации воды через дно акваторий.

Интенсивное антропогенное воздействие на окружающую среду определили развитие метода естественного электрического потенциала в экологической области исследований.

В 1995 году московскими исследователями Кузнецовым О.Л., Богословским В.А., Кузьминой Э.Н. метод применялся в эколого-геофизических исследованиях Московского региона [12,57 ]. Проводились попытки аквальных геофизических исследований, включающие метод естественного электрического поля. Съемка проводилась по дну озера, вдоль береговой линии. Результатом съемки стало выявление зон разгрузки минерализованных грунтовых вод в озеро. Кроме того, аквальные исследования проводились непосредственно в бассейнах отстойников очистных сооружений и в русле р. Москвы [12,47,57,77].

Выполненные исследования проводились 10 метровым шагом наблюдения с детализацией на отдельных отрезках через 5 метров. Опыт детального эколого-геофизического дешевого, малоглубинного наземного и аквального метода может успешно использоваться для изучения экологического состояния городских территорий, а также для обследования очистных сооружений, городских свалок, промышленных предприятий.

Интересными результатами оказались исследования фильтрационных полей при откачке воды из скважин. Форма изолиний потенциалов может быть использована для выяснения преимущественного притока вод в скважину ( по градиенту потенциала). Аномалии над скважиной вытягиваются вдоль направления максимальной проницаемости грунтов.

2.5. Комплексирование эколого-геофизических исследований

Сложность решаемых задач и неоднозначность геологической интерпретации геофизических данных приводят к необходимости комплексирования оптимального сочетания ряда геофизических и буровых работ.

Задачей геофизических исследований гидрогеологического и экологического назначения является выяснение пространственного размещения, оценка качества, защищенность подземных вод.

Основными методами поисков и предварительной разведки месторождений пресных, пластовых и грунтовых вод являются: метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ), вызванной поляризации (ВП), метод магнито-вариационного профилирования (МВП), метод ЕП, а при изучении глубоких артезианских бассейнов - дипольное электрическое зондирование (ДЗ), зондо-рование в ближней зоне (ЗСБ) или точечное, метод отраженных волн (MOB).

Трещиноватые обводненные зоны выделяются электромагнитными профилированиями (ЭП, ЕП, методом индукционного профилирования - полем, создаваемым с помощью заземленного на концах длинного кабеля (ДК)).

Сквозные зоны трещиноватости («ослабленные зоны») достаточно успешно могут быть выявлены с помощью площадных магнитных и гравиметри-

ческих съемок, а также сейсморазведочными методами. Как правило, это высо-коомиые толщи карбонатов, трещинные и закарстованные участки, которые отмечаются резким понижением удельного электрического сопротивления и скоростей распространения упругих колебаний. Сопоставление геофизических данных ( ЕП, ЭП) с гидрогеологическими прогнозами зон питания и разгрузки пресных и глубинных минерализованных вод, позволяет выявлять участки для постановки детальных работ.

С целью выявления возможного подземного характера загрязнения в при-скважинной зоне предлагается проведение съемки естественного поля в комплексе с виброакустической цементометрией элементов конструкции скважин в интервале кондуктора. Совместный анализ фактического материала, данных ВЭЗ, ЕП, родниковой съемки и результатов бурения позволяет выделить наиболее вероятные источники загрязнения - трубопроводы, наземные объекты, нагнетательные скважины.

Прогноз процессов засолонения связан с оценкой защищенности подземных водоносных горизонтов сверху. Определять литологическое расчленение пород, проницаемость пород, глинистость перекрывающих пресные водоносные горизонты с поверхности, прослеживать сплошность карбонатных покрышек возможно методами ВЭЗ, ВП. В ряду глины-аргиллиты-песчаники-известняки кажущееся удельное сопротивление увеличивается от 5 до 300 Ом*м, а поляризуемость уменьшается от 40 до 0,2*10"4 1/(Ом*м).

Сейсморазведочные методы основаны на изучении изменения скоростей упругих колебаний при насыщении пористых пород водой. Известняки карбона имеют скорость продольных вод 4800 м/с, известняки нижней перми - около 4500 м/с. Терригенные отложения и выветрелые карбонатные породы верхней перми имеют скорости 2000-2500 м/с, а татарского яруса и неогена отличаются скоростями продольных колебаний от 1500 до 1800 м/с. По данным MOB и МПВ в верхней части разреза выделяются преломляющиеся границы, связанные с уровнем грунтовых вод ( скорость от 1400 до 2300 м/с)

Необходимо привлечение массового геофизического материала, хранящегося в фондах и получаемого при разведке полезных ископаемых, имеющихся геофизических данных и разработка новых технологий экогеофизических работ.

Геолого-геофизическая интерпретация геофизических данных должна осуществляться на основе вероятностно-статистических подходов, установлением корреляционных связей между геофизическими параметрами и геофильтрационными свойствами горных пород, полученных по данным опытно-фильтрационных работ и ГИС [16 ]. Комплексирование геофизических методов повышает объем и достоверность гидрогеологической информации.

3. МЕТОДИКА ПЛОЩАДНЫХ И ДЕТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕТОДОМ ЕСТЕСТВЕННОГО ПОТЕНЦИАЛА ФИЛЬТРАЦИИИ (ЕПФ)

3.1. Аппаратура и оборудование

Непосредственной задачей наблюдений в методе естественного электрического поля является измерение разности потенциалов между двумя точками Земли. Для этих целей используется измерительная установка, состоящая из измерительного прибора, заземлителей-электродов и проводов, соединяющих заземлители с прибором.

Для проведения работ необходимы:

1 .Электроизмерительная аппаратура типа ЭРА-81.

2.Неполяризующиеся электроды системы ВИРГа.

3.Ручной портативный навигационный приемник GPS - оборудования серии "SCOUT".

4.Две портативные радиостанции с дальностью связи на открытой местности не менее 2 км.

5.Измерительный провод типа ПТШ-03 (500-800 м) на портативных катушках.

6.Вода дистиллированная.

7.Медный купорос марки "Ч" или "ХЧ".

Аппаратура пп 3, 4 не является обязательной, но ее применение повышает точность привязки маршрутов, точность измерений и удобство в производстве работ [ 133 ].

3.2. Методика и техника работ

Электроразведочные работы методом ЕП в общем случае предполагают проведение площадной и детальной съемок.

Площадная съемка ЕП производится преимущественно способом "градиента", при котором измеряется разность потенциала между двумя точками наблюдений, расстояние между которыми постоянно и равно длине измерительной установки. При этом измерительные электроды последовательно перемещаются по профилю наблюдений совместно, измеряя каждый раз "градиент потенциала", т.е. его приращение по профилю, на участках, равных длине измерительной установки (рис. 5).

Детальная съемка ЕП производится по способу "потенциала" при одном неподвижном и втором подвижном электродах по схеме, представленной на рис. 6. Здесь неподвижный электрод устанавливается в нулевой точке профиля и соединяется с клеммой прибора "N", а подвижный присоединяется к внешнему концу провода катушки. Внутренний конец провода соединяется с клеммой прибора "М". При измерениях подвижный электрод последовательно перемещается по профилю на расстояние, равное плановому шагу наблюдений, с регистрацией замеряемой разности потенциалов в каждой точке [67].

а

п

г^Ч к

ж

5

тттдттттттхтт'тттттхтттттттхтттттттт^т'

-2 -{ 1 1 ( о { г з 4 к 1 1 1 1

Заключение диссертации по теме «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых», Чернышова, Марина Геннадьевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам выполненных исследований можно сделать следующие основные выводы, которые определяют теоретическую и практическую значимость диссертационной работы.

1. Применение метода ЕПф позволяет целенаправленно изучать естественные гидрогеологические условия в районе проектируемых подземных водозаборов, на основе чего устанавливается наиболее благоприятное их расположение.

2. Съемка фильтрационных потенциалов на разведочном этапе позволяет оценить динамику пластовых вод при естественном режиме фильтрации.

3. Пуск в действие первых водозаборных скважин изменяет естественный режим фильтрации эксплуатационного пласта. Повторная съемка естественного потенциала фильтрации позволяет оценить изменения режима водоносного горизонта. А действие этих скважин на пласт может быть оценено по результатам детальной съемки ЕПф.

4. Наконец, после включения всего водозабора в действие в процесс активной откачки, по результатам очередной съемки определяются: зона влияния скважин водозабора на пласт, основные направления и интенсивность движения пластовых вод. Таким образом, устанавливается контроль за изменением состояния подземной гидросферы в районе действующих водозаборов.

5. Исследования естественных электрических полей, проведенных на "Северном" участке водозабора Лесного Зая, раскрывают закономерную картину динамики фильтрационных потоков в соответствии с гидрогеологической обстановкой.

6. Карты равных значений потенциалов, построенные по результатам съемок на разных этапах действия водозабора, характеризуют пространственную форму фильтрационного потока, направления движения.

7. В районе действующего водозабора, данный метод позволяет определять конфигурацию депрессионной воронки, и что более сложно, позволяет контролировать изменения естественных полей в зоне депрессии во времени.

8. В диссертации проведены вероятностно-статистические исследования, определены оптимальные шаги съемки ЕПф для интерпретации региональных планов (100м) и при детализации (25м).

9. Установлено, что сравнением планов распределения ЕПф при разных шагах съемки возможно выделение аномалий, характеризующих перетоки и фильтрацию верхних водоносных горизонтов.

10. В работе отработана методика съемки при гидрогеологических и гидроэкологических исследованиях, сформулированы принципы качественной интерпретации и приведены примеры полученных результатов.

11. Использование метода ЕПф при разведке очагов загрязнения вод питьевых горизонтов позволяет выявлять с поверхности земли зоны поступления сточных вод, выделять конкретные источники загрязнения.

12. Комплексирование съемки ЕПф с определением качества цемента скважин (кондукторов) виброакустическим методом позволяет выделять интервалы фильтрации флюида.

13. Детальная съемка ЕПф в прискважинной зоне позволяет оценить направления поступления соленых вод в питьевые горизонты.

14. Детальная съемка ЕПф выделяет прорывы трубопроводов.

15. Результаты исследований по выявлению конкретных источников загрязнения позволяют рационально использовать средства при составлении экологической программы по разработке, включающие конкретные ремонтные и необходимые профилактические работы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Чернышова, Марина Геннадьевна, 1999 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Опубликованная литература

1. Агаджанов А.М. Гидрогеология и гидравлика подземных вод и нефти. -М.: ГОС ТОПТЕХИЗДАТ, 1954.-260 с.

2. Альпин JI.M. Теория поля. - М.: Недра, 1966. - 245 с.

3. Альпин Л.М., Даев Д.А., Каринский А.Д. Теория полей, применяемых в разведочной геофизике. - М.: Недра, 1985. - 407 с.

4. Альтовский М.Е. Справочник гидрогеолога. - М.: ГОСТОПТЕХИЗДАТ, 1962.-614 с.

5. Анисимов Б.В. О сохранности нижнепермской нефтеводоупорной толщи Татарского свода/ Поиск и разведка нефтяных месторождений ТАССР.-Бугульма: ТатНИПИнефть. - Вып.48. - 1981. - С.42-46

6. Анисимов Б.В., Пухов А.Г. О необходимости создания сети наблюдательных скважин на пресные водоносные горизонты нефтяных месторождений. Бугульма: ТатНИПИнефть. - Вып.58. - 1985.- С.131-136

7. Арабаджи М.С. Применение математических методов при структурных, литолого-фациальных и прогнозных построениях в нефтяной геологии. -М.: Недра, 1978.- 176 с.

8. Барон В.А., Голицин P.C., Корнева Р.Г. Региональные геоэкологические исследования. - М.: Недра, 1993. - 48 с.

9. Белонин М.Д., Голубева В.А., Скублов Г.Т. Факторный анализ в геологии. -М.: Недра, 1982.-230 с.

10. Бобровников Л.З., Орлов Л.И., Попов В.А. Полевая электроразведочная аппаратура. - М.: Недра, 1986. - 223 с.

11. Богомолов Г.В. Основы гидрогеологии. - М.: ГОСГЕОЛИЗДАТ, 1951. -134 с.

12. Богословский В.А. Комплексные геофизические исследования очистных сооружений в связи с загрязнением подземных вод// Инженерная геология. -1991. - N4. - С.69-73

13. Боровко H.H. Статистический анализ постранственных геологических закономерностей. Л.: Недра, 1971. - 173 с.

14. Боровский М.Я. Нефтепромысловые геофизические исследования при изучении охраны окружающей среды/ Вопросы экологии в нефтепромысловом производстве. - М.: ГАНГ, 1991. - С.21-23

15. Боровский М.Я. О возможности разработки методики геофизических исследований в целях охраны окружающей среды. - Казань: КГУ, 1991. -С.3-9

16. Боровский М.Я., Газеев Н.Х., Нургалиев Д.К. Геоэкология недр республики Татарстан: геофизические аспекты. - Казань: Экоцентр, 1996. -316 с.

17. Боровский М.Я., Успенский Б.В. Возможности геофизических методов при изучении охраны земных недр/ Основные итоги геологоразведочных

работ на территории Татарии в XII пятилетке, направления

эффективности ГРР на 1991 - 1995 гг: Тез. докл. - Альметьевск, 1991. - С.39-

40

18. Боровский М.Я., Успенский Б.В. Оценка природной защищенности пресных подземных вод по геофизическим данным: Тез. докл. Всесоюзн. конф. по проблемам комплексного освоения природных битумов и высоковязких нефтей. - Казань, 1991 - С.95-96

19. Буревич Л.Д. Региональная оценка техногенного воздействия на подземные воды. Геологические проблемы Московской агломерации. - М.: МГУ, 1991. - С.19-34

20. Бурсиан В.Р. Теория электромагнитных полей, применяемых в электроразведке. Л.: Недра, 1972. -256 с.

21.Ваньян Л.Л. Основы электромагнитных зондирований. - М.: Недра, 1965.- 109 с.

22. Венделыптейн Б.Ю. Исследование разрезов нефтяных и газовых скважин методом собственных потенциалов. - М.: Недра, 1966. - 205 с.

23. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды,- М.: Экономика, 1986. - 324 с.

24. Галеев Р.Г., Муслимов Р.Х., Васясин Г.И. Техногенез и экологический мониторинг юго-востока РТ. - Казань: КГУ, 1995. -244 с.

25. Гаттенберг Ю.П. Гидрогеология и динамика подземных вод с основами гидравлики. - М.: Недра, 1990. - 171 с.

26. Гензель Г.Н., Караченцев Н.Ф., Коносавский П.К. Решение задач охраны подземных вод на численных моделях. - М.: Недра, 1992. - 240 с.

27. Геннадиник Б.И. Теория явления вызванной поляризации. Новосибирск: Наука, 1985. - 278 с.

28. Геологические проблемы в условиях развития опасных геоэкологических процессов в Башкирии: Тез. докл. науч.- практ. конф. - Уфа, 1992. - С.51-52

29. Геология и полезные ископаемые/ Ред. М.Н. Соколов. - Казань: КГУ, 1977.-356 с.

30. Геоэкология нефтяного Урало-Поволжья/ Материалы регионального совещания. - Октябрьский, 1992. - 107 с.

31. Гидрогеологические основы охраны подземных вод / Гл. Ред. Е.А.Козловский. - М.: Центр межд. проектов ГКНТ, 1984. - 411 с.

32. Гидрогеология, инженерная геология месторождений полезных ископаемых/ Информативные материалы. - Екатеринбург: ЦГГГА, 1994. -145 с.

33. Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 248 с.

34. Гольдберг В.М. Гидрогеологические основы охраны подземных вод. -М.: Недра, 1984.-261 с.

35. Гольдберг В.М. Методические рекомендации по выявлению и оценке загрязнения подземных вод. - М.: ВСЕГИ ГЕО, 1988. - 76 с.

36. ГОСТ 2874-82. - Вода питьевая. 01.01.86. - М.Д984. - 75 с.

37. Григоров О.Н., Кузьмина З.П., Маркович A.B. и др. Электрокинетические свойства капилярных систем. - М,- JL: АН СССР, 1956.-352 с.

38. Губатенко В.П., Тикшаев В.В. Об изменении знака электродвижущей силы индукции в методе становления электромагнитного поля/Изв.АН СССР, Физика Земли. - N3. - 1979. - С.95-99

39. Дахнов В.Н. Интерпретация результатов геофизических исследований разрезов скважин. - М.: Недра, 1982. - 447 с.

40. Дахнов В.Н. Электрические и магнитные методы исследования скважин. -М.: Недра, 1967.-390 с.

41. Добрынин В.М., Венделыитейн Б.Ю., Кожевников Д.А. Петрофизика. -М.: Недра, 1991.-368 с.

42. Ибрагимов P.JL, Доронкин K.J1. Влияние антропогенного фактора на изменение гидродинамической обстановки в пределах Ново-Елховского и Ромашкинского нефтяных месторождений/ ТатНИПИнефть, Бугульма. -Вып.-56.- 1985.-С. 136-140

43. Игнатьев В.И. Формирование Волго-Уральской антеклизы в пермский период. - Казань: КГУ, 1976. - 256 с.

44. Интерпретация точечных зондирований становлением (ЗТС) над горизонтально слоистыми разрезами/В .А. Сидоров, Г.А. Ведринцев, П.П., Фролов и др. - Саратов: ВНИИГ, 1972. - 75 с.

45. Итенберг С.С. Интерпретация результатов геофизических исследований скважин. - М.: Недра, 1987. - 375 с.

46. Каждан А.Б., Гуськов О.И. Математические методы в геологии. - М.: Недра, 1990.-251 с.

47. Калинин A.B. Методика, техника и результаты комплексных геофизических исследований на акватории р. Москвы. Геологические проблемы Московской агломерации. - М.: МГУ, 1991. - С.80-138

48. Каменецкий Ф.М., Тимофеев В.М., Сидоров В.А., Яхин А.М. Индукционные электромагнитные переходные процессы в проводящей поляризующей среде: Электромагнитная индукция в верхней части земной коры. - М.: Наука, 1990. - С.-14-40

49. Киссин И.Г. Гидрогеологический мониторинг земной коры/ Известия РАН, Физика Земли. -N8. - 1993. -С.58-69

50. Колесников В.П. Обработка и интерпретация результатов ВЭЗ с помощью ЭВМ. - М.: Недра, 1981. - 142 с.

51. Комаров В.А. Электроразведка методом вызванной поляризации. - Л.: Недра, 1980.-391 с.

52. Кормильцев В.В. Переходные процессы при вызванной поляризации. -М.: Недра, 1980.- 112 с.

53. Корниенко В.П. Руководство к практическим занятиям по электроразведке. М.: Недра, 1980. - 230 с.

54. Королев М.Е. Подземные воды Татарии. - Казань: КГУ, 1987.- 189 с.

55. Котлов Ф.В. Изменение геологической среды под влиянием деятельности человека. - М.: Недра, 1978. - 263 с.

56. Краев А.П. Основы геоэлектрики. - Л.: Недра, 1965. - 587 с.

57. Кузнецов О.Л. Геофизика необратимых процессов в геологической среде урбанизированных территорий.//Геофизические и геохимические методы при решении экологических и техногенных проблем на урбанизированных территориях. - М.: ВНИИ ЯГ, 1985. - С .3-9

58. Кузнецов О.Л., Богословский В.А., Кузьмина Э.Н. Эколого-геофизические исследования Московского региона. - М.: ВНИИгеосистем, МГУ, 1995. - 92 с.

59. Куликов Г.В., Грибанов Б.И. Применение геофизических методов при гидрогеологических исследованиях на закрытых территориях// Разведка и охрана недр. - 1970. - N8. - С.53-73

60. Куфуд О. Зондирование методом сопротивлений . - М.: Недра, 1984. -270 с.

61.Лейбензон Л.С. Движение природных жидкостей и газов в пористой среде. - М., Л.: ОГИЗ ГОСТЕХИЗДАТ, 1947. - 240 с.

62. Лепешинский И.Ю. Исследование зависимости между естественными потенциалами , пористостью и проницаемостью песчано-алевролитовых пород. // Аппаратура, методика и интерпретация геофизических наблюдений. - Казань: КГУ, 1965. - С. 114-126.

63. Лепешинский И.Ю. Исследование связей между удельным сопротивлением, естественными потенциалами и коллекторскими свойствами песчано-алевритовых пород: Автореферат диссертации, М., 1964.-21 с.

64. Ляховицкий Ф.М., Хмелевской В.К., Ященко З.Г. Инженерная геофизика. - М.: Недра, 1989. -252 с.

65. Ляшко Н.Н. Лабораторные исследования потенциалов фильтрации песчано-алевролитовых пород при наличии глинистой корки. //Аппаратура, методика, интерпретация геофизических наблюдений. -1971. - Вып. 5. - С.117 -125

66. Матвеев Б.К. Электроразведка при поисках месторождений полезных ископаемых. - М.: Недра, 1982. -375 с.

67. Матвеев Б.К. Интерпретация электромагнитных зондирований. - М.: Недра, 1974.-232 с.

68. Матвеев Б.К. Геофизические методы изучения движения подземных вод. - М.: Госгеолтехиздат, 1963. - 268 с.

69. Мелькановицкий И.М., Ряполова В.А., Хордикайнен М.А. Методика геофизических исследований при поисках и разведке месторождений пресных вод. - М.: Недра, 1982. - 240 с.

70. Методы геофизики в гидрогеологии и инженерной геологии/ Сост. H.H. Горяинов, H.H. Шарапанов. - М.: Недра, 1985. - 183 с.

71. Мониторинг геологической среды: активные эндогенные и экзогенные процессы: Тез. докл. Всероссийск. конф. - Казань: КГУ, 1997. - 98 с.

72. Мухамаева Р.Н., Нургалиев Д.К., Ясонов П.Г. Статистические методы анализа данных ВЭЗ /Вопросы методики и интерпретации геофизических исследований. - Казань: КГУ, 1990. - С.77-82

73. Научная аспирантская конференция по геолого-минералогическим, географическим и биолого-почвенным наукам./ Отв. Ред. В.М. Кусургашев. - Казань: КГУ, 1965. - 176 с.

74. Никитин A.A. Теоретические основы обработки геофизической информации. - М.: Недра. 1986. - 342 с.

75. Новицкий Г. П. Комплексирование геофизических методов разведки. М.: Недра, 1974.-256 с.

76. Огильви A.A. Основы инженерной геофизики. - М.: Недра, 1990. - 502 с.

77. Огильви A.A. Геофизические методы исследований. - М.: МГУ, 1962. -420 с.

78. Орлов М.С. Методика регионального гидрогеологического прогноза Московской области в связи с комплексным техногенным воздействием/ Геологические проблемы Московской агломерации - М .: МГУ, 1991. С.34-56

79. Островский JI.A., Антыпко Б.Е., Конюхова Т.А. Перечень бассейнов подземных вод на территории СССР для ведения ГВК. - М.: ВСЕГИНГЕО, 1988. - 146 с.

80. Пермские отложения Республики Татарстан: Тез. докл. Республиканской пермской геологической конф. - Казань: Экоцентр, 1996. - 275 с.

81. Петров A.A., Федоров А.И. Решение обратной задачи электроразведки методами постоянного тока и ВП// Известия АН СССР. Физика Земли.-1988.-N11.-C.60-65

82. Питьевое водоснабжение Удмуртской республики в III тысячелетии: проблемы и перспективы: Тез. докл. Науч практ. семинара. - Ижевск: Госкомстат УР, 1998. - 63 с.

83. Поздняков М.В., Сомов В.Ф. Оценка проницаемости пород водоносного горизонта ВП// Разведочная геофизика. - 1986.- N103. - С.80-84

84. Проблемы гидрогеологии Башкирии: Тез. докл. науч. конф. - Уфа, 1992. -97 с.

85. Рациональный комплекс полевых геофизических методов исследований при гидрогеологических и инженерно-геологических съемках масштаба 1:50000 для целей мелиорации (орошения) земель/ Отв. ред. H.H.Шарапанов,(временное руководство). - М.: ВСЕГИНГЕО, 1974. -

145 с.

86. Рекомендации по геофизическим работам при инженерных изысканиях для строительства (электроразведка). - М.: Стройиздат, 1984. 104 с.

87. Родионов Д.А. Статистические решения в геологии. М.: Недра, 1980. -230 с.

88. Румянцева H.H. Экспериментальные исследования потенциалов фильтрации// Труды ВНИИ. - М.: Недра, 1964. - Вып.43. - С. 193-204

89. Семенов A.C. Электроразведка методом естественного электрического поля. JL: Недра, 1980. - 446 с.

90. Сидоров В.А. Импульсная индуктивная электроразведка. М.: Недра, 1980.- 192 с.

91. Сидоров В.А. Об электрической поляризуемости неоднородных пород//Физика Земли. - 1987. - N10. - С.58-64

92. Сидоров В.А., Яхин А.Н. О вызванной поляризации горных пород при индуктивном возбуждении/ Изв. АН СССР. - Физика Земли. - N11. - 1979. С.46-50

93. Симкин Э.М. Роль электрокинетических явлений в процессе фильтрации// Нефтяное хозяйство. - 1979. - N3. - С. 11-12

94. Скабаллович И.А., Осауленко В.Т. Инженерная геология, гидрогеология и осушение месторождений. - М.: Недра, 1989. - 214 с.

95. Смирнов A.A., Закутский С.Н., Притыка И.В. Руководство по обработке и интерпретации результатов наземной электроразведки. - Воронеж: Воронеж, ун-т, 1984. - 232 с.

96. Справочник геофизика// Комплексирование методов разведочной геофизики. - М.: Недра, 1984. - 385 с.

97. Справочник геофизика// Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (петрофизика). - М.: Недра, 1984. - 455 с.

98. Справочник геофизика// Электроразведка. - М.: Недра, 1980. - 518 с.

99. Сухарев Г.М. Гидрогеология и воды нефтяных и газовых месторождений. - Л.: Гостоптехтехиздат, 1956. - 342 с.

100. Технология геологических исследований в районах длительной нефтедобычи : Тез. докл. Межд. геофиз. конф. - М.: 1992. - 498 с.

101. Титов К.В., Харьковский К.С., Учаев В.К. Методы электроразведки при картировании промышленного загрязнения на нефтяных полях юго-восточного Татарстана.//Электромагнитные исследования с контролируемыми источниками: Тез. докл. Межд. геофиз. конф. - С.-П., 1996. - С.107-108

102. Ткаченко А.К., Ключников В.А., Сидоров В.А., Яхин A.M. Аппаратура для импульсной наземной и скважинной электроразведки «Каскад» и совершенствование методов ЗСБ (МПП) с ее использованием/ ВИНИТИ N 7284-В.88.-15 с.

103. Тухватуллин Р.К. Вопросы геологии, разведки и разработки нефтяных и битумных месторождений. - Казань: КГУ, 1997. - 171 с.

104. Уголева A.B. Влияние поверхностно-активных веществ на потенциал протекания при фильтрации через природные экраны// ВНИИ. Эксплуатации скважин и методы повышения их продуктивности. - 1986. -N97.-С.18-19

105. Файзуллин В.А., Илатовский В.В., Швыдкин Э.К. Комплексная программа системного изучения и оценки очагов загрязнения по территориям нефтепромысловых объектов Татарстана// Мониторинг. -1997.-N1.-C.37-42

106. Фролов Н.М. Гидрогеотермия; - М.: Недра, 1976. - 280 с.

107. Хмелевской В.К. Основной курс Электроразведки. Часть 1. Электроразведка постоянным током. - М.: МГУ, 1970. - 245 с.

108. Хмелевской В.К. Основной курс электроразведки. Часть III. - М.: МГУ, 1975.-225 с.

109. Хмелевской В.К. Геофизические методы исследования. - М.: Недра, 1988.-396 с.

110. Хордикалайнен М.А., Мелькановицкий И.М., Мелькановицкая С.Г. Геофизические методы в комплексных исследованиях по охране подземных вод// Прикладная геофизика. - М.: Недра, 1989. - Вып. 120. -С.110-120

111. Черняк Г.Я. Электромагнитные методы в гидрогеологии и инженерной геологии. М.: Недра, 1987. -215 с.

112. Шапиро Д.А. О зависимости фильтрационных потенциалов в тонкозернистых горных породах от размера пор// Физика Земли. - 1966. -N12.-С.71-76

113. Шапиро Д.А. Физико-химические явления в горных породах и их использование в нефтепромысловой геофизике. - М.: Недра, 1977. - 190 с.

114. Шарапанов H.H., Черняк Г.Я., Барон В.А. Методики геофизических исследований при гидрогеологических съемках с целью мелиорации земель. - М.: Недра, 1974. - 170 с.

115.Шейнманн С.М. Современные геофизические основы теории электроразведки. - Д.: Недра, 1969. - 222 с.

116. Электроразведка/ Справочник геофизика. - М.: Недра, 1989. - Т.1-С.438.

117. Электроразведка/ Справочник геофизика. - М.: Недра, 1989. - Т.2-С.378.

118. Якубовский Ю.В., Ляхов Л.Л. Электроразведка. - М.: Недра, 1988. - 395 с.

Фондовая литература

119. Геофизический мониторинг экологического состояния недр территории РТ в связи с разработкой месторождений полезных ископаемых/ Отв. исп. A.C. Борисов. - Казань, КГУД994.

120. Гидрогеологическое обследование и анализ поисковых работ с целью выявления пресЦых подземных вод для водоснабжения г.Альметьевска (Заинский и Альмбтьевский районы РТ)/Отв. исп. Н.П. Медведева. - Казань, ГРЭ ТГРУ, 1993.

121. Исследование причин оеолонения родников, колодцев и артезианских скважин на примере ряда нефтепромыслов объединения «Татнефть»/ Отв. исп. Б.В. Анисимов. - Бугульма, ТатНИПИнефть, 1991.

122. Наблюдение за динамикой загрязнения пресных подземных и поверхностных вод юго-востока Татарстана/ Науч.рук. Н.Ф. Шафиков. -Казань, ТГРУД992.

123. Наблюдение за динамикой загрязнения пресных подземных и поверхностных вод юго-востока Татарстана. НПП «Мониторинг»/Отв исп. Ю.П.Бубнов. - Казань, 1990.

124. Определение источника засолонения подземных вод в районе скважины 403 Киенгопской площади Чутырско-Киенгопского месторождения НГДУ "Ижевскнефть'УОтв. исп. Б.Я. Маргулис. - Казань, Интер-консалтинг, 1996.

125. Определение методических и геолого-геофизических показателей метода измерений естественных потенциалов фильтрации при

экологогидрогеологических исследованиях/Отв. исп. Э.К. Швыдкин. -Казань, НПП "Зонд", 1996.

126. Основные принципы типизации геологической среды нефтедобывающих районов в природных целях/ Отв. исп. Б.В. Анисимов. -Бугульма, ТатНИПИнефть, 1987.

127. О необходимости создания сети наблюдательных скважин на пресные водоносные горизонты нефтяных месторождений/ Отв. исп. Б.В. Анисимов. - Бугульма, ТатНИПИнефть, 1985.

128. Поиски источников засолонения подземных вод и разведка очагов загрязнения в районе с.Васильевка ( Альметьевский район РТ)/Отв. исп. А.Г. Минуллин. - Казань, ТГРУ, 1996.

129. Поисково-разведочные работы на пресные подземные воды для водоснабжения г.Альметьевска (Лесной участок)/ Отв. исп. Боревский. -Казань-Москва, 1996.

130. Проведение электроразведочных работ методом естественного электрического поля по объекту "разведка подземных вод для водоснабжения р.п.Арск"/Отв. исп. Е.С. Смеркович. - Казань, НПП "Зонд", 1998.

131. Проведение ОПР по оконтуриванию битумных залежей измерением электрических и магнитных полей/Отв. исп. Э.К. Швыдкин. - Казань, ТГРУ, 1995г.

132. Проект поисково-разведочных работ на пресные подземные воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения населенных пунктов юго-востока Татарии/ Отв. исп. Б.В. Анисимов. - Бугульма, ТатНИПИнефть 1990.

133. Разработка методических основ разведки очагов загрязнения подземных вод. ТГРУ, отв. исп. Ю.А. Нуждин. - Казань, 1995.

134. Разработка и опытно-промышленная проверка инструкции по применению метода естественных потенциалов при экологических и гидрогеологических работах/ Отв. исп. А.Б. Близеев. - Казань, ТГРУ, 1997.