Геоинформационный анализ сверхглубоких скважин для выделения зон ускоренной миграции техногенных радионуклидов и углеводородов

В статье приведены результаты геоинформационного анализа данных сверхглубоких скважин. Полученные результаты базируются на комплексном анализе материалов геофизических, геомеханических, геофильтрационных и других исследований сверхглубоких скважин России, Украины, Германии и других стран. Установлен...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автор:	Яковлев, Е.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України 2011
Назва видання:	Геоінформатика
Теми:	Геолого-геофізичні та математичні методи дослідження літосфери
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/96435
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Геоинформационный анализ сверхглубоких скважин для выделения зон ускоренной миграции техногенных радионуклидов и углеводородов / Е.А. Яковлев // Геоінформатика. — 2011. — № 4. — С. 24-31. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-96435
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-964352016-03-17T03:02:42Z Геоинформационный анализ сверхглубоких скважин для выделения зон ускоренной миграции техногенных радионуклидов и углеводородов Яковлев, Е.А. Геолого-геофізичні та математичні методи дослідження літосфери В статье приведены результаты геоинформационного анализа данных сверхглубоких скважин. Полученные результаты базируются на комплексном анализе материалов геофизических, геомеханических, геофильтрационных и других исследований сверхглубоких скважин России, Украины, Германии и других стран. Установленные геоинформационные параметры глубоких зон кристаллических пород эффективны при решении следующих задач: разработка новых моделей миграции углеводородных соединений в глубоких горизонтах кристаллических пород; достоверная оценка защитной способности кристаллических пород при окончательном захоронении высокоактивных и долгоживущих радиоактивных отходов. У статті наведено результати геоінформаційного аналізу даних надглибоких свердловин. Отримані результати ґрунтуються на комплексному аналізі матеріалів геофізичних, геомеханічних, геофільтраційних та інших досліджень надглибоких свердловин Росії, України, Німеччини та інших країн. Виявлені геоінформаційні параметри глибоких зон кристалічних порід є ефективними для вирішення таких завдань: розробка нових моделей міграції вуглеводневих сполук у глибоких горизонтах кристалічних порід; достовірна оцінка захисної здатності кристалічних порід для остаточного захоронення високоактивних і довгоіснуючих радіоактивних відходів. Given in the article are the results of geoinformation analyses of ultradeep boreholes data. The received data are based on a complex analyses of the results of geophysical, geomechanical, geochemical, geofiltration and other investigations of the ultra-deep boreholes within Russia, Ukraine, Germany and other countries. Determined geoinformation parameters of the deep zones in crystal rock are effective for the development of new models of hydrocarbon migration in the deep layers of crystal rocks; for the reliable assessment of crystal rocks protective ability for the final disposal of high level and long living radioactive wastes. 2011 Article Геоинформационный анализ сверхглубоких скважин для выделения зон ускоренной миграции техногенных радионуклидов и углеводородов / Е.А. Яковлев // Геоінформатика. — 2011. — № 4. — С. 24-31. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 1684-2189 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/96435 551.2:556.332 ru Геоінформатика Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Геолого-геофізичні та математичні методи дослідження літосфери Геолого-геофізичні та математичні методи дослідження літосфери
spellingShingle	Геолого-геофізичні та математичні методи дослідження літосфери Геолого-геофізичні та математичні методи дослідження літосфери Яковлев, Е.А. Геоинформационный анализ сверхглубоких скважин для выделения зон ускоренной миграции техногенных радионуклидов и углеводородов Геоінформатика
description	В статье приведены результаты геоинформационного анализа данных сверхглубоких скважин. Полученные результаты базируются на комплексном анализе материалов геофизических, геомеханических, геофильтрационных и других исследований сверхглубоких скважин России, Украины, Германии и других стран. Установленные геоинформационные параметры глубоких зон кристаллических пород эффективны при решении следующих задач: разработка новых моделей миграции углеводородных соединений в глубоких горизонтах кристаллических пород; достоверная оценка защитной способности кристаллических пород при окончательном захоронении высокоактивных и долгоживущих радиоактивных отходов.
format	Article
author	Яковлев, Е.А.
author_facet	Яковлев, Е.А.
author_sort	Яковлев, Е.А.
title	Геоинформационный анализ сверхглубоких скважин для выделения зон ускоренной миграции техногенных радионуклидов и углеводородов
title_short	Геоинформационный анализ сверхглубоких скважин для выделения зон ускоренной миграции техногенных радионуклидов и углеводородов
title_full	Геоинформационный анализ сверхглубоких скважин для выделения зон ускоренной миграции техногенных радионуклидов и углеводородов
title_fullStr	Геоинформационный анализ сверхглубоких скважин для выделения зон ускоренной миграции техногенных радионуклидов и углеводородов
title_full_unstemmed	Геоинформационный анализ сверхглубоких скважин для выделения зон ускоренной миграции техногенных радионуклидов и углеводородов
title_sort	геоинформационный анализ сверхглубоких скважин для выделения зон ускоренной миграции техногенных радионуклидов и углеводородов
publisher	Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
publishDate	2011
topic_facet	Геолого-геофізичні та математичні методи дослідження літосфери
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/96435
citation_txt	Геоинформационный анализ сверхглубоких скважин для выделения зон ускоренной миграции техногенных радионуклидов и углеводородов / Е.А. Яковлев // Геоінформатика. — 2011. — № 4. — С. 24-31. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
series	Геоінформатика
work_keys_str_mv	AT âkovlevea geoinformacionnyjanalizsverhglubokihskvažindlâvydeleniâzonuskorennojmigraciitehnogennyhradionuklidoviuglevodorodov
first_indexed	2025-07-07T03:39:10Z
last_indexed	2025-07-07T03:39:10Z
_version_	1836957880662622208
fulltext	24 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2011, ¹ 4 Îáùèå ïîëîæåíèÿ. Çíà÷èòåëüíûå ðàçëè÷èÿ ìàññî–ýíåðãåòè÷åñêîãî áàëàíñà ìåæäó ãëóáèííû- ìè è ïðèïîâåðõíîñòíûìè (çîíà ïðîÿâëåíèÿ èí- ôèëüòðàöèîííûõ ïðîöåññîâ) ãîðèçîíòàìè êðèñ- òàëëè÷åñêèõ ïîðîä îáóñëîâëèâàþò íåîáõîäèìîñòü îöåíêè èõ âëèÿíèÿ íà ãåîäèíàìè÷åñêèå è ôèëüò- ðàöèîííûå ïàðàìåòðû ïîðîäíîãî ìàññèâà. Âûïîëíåííûé àíàëèç èçìåíåíèé óïðóãîâîë- íîâûõ ïàðàìåòðîâ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä íà ïëî- ùàäè ó÷àñòêîâ èññëåäîâàíèé (Òîëñòûé Ëåñ, Âå- ðåñíÿíñêèé Êîðîñòåíñêîãî ïëóòîíà Óêðàèíñêîãî ùèòà) è ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ ðàçðåçîâ ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí (ÑÃC), ïðîáóðåííûõ â ïðåäåëàõ ðàçëè÷íûõ ìàññèâîâ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä (Ðîññèÿ, Óêðàèíà, Ãåðìàíèÿ, ÑØÀ è äð.) ïîçâîëèëè óñòàíîâèòü ôàêòîðû íàëè÷èÿ óñòîé÷è- âûõ ãèäðîãåîôèëüòðàöèîííûõ ñòðóêòóð [1–3]: 1) âåðòèêàëüíóþ è ãîðèçîíòàëüíóþ äåëèìîñòü ìàññèâà êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä áëîêîâûìè ñè- ñòåìàìè òðåùèíîâàòîñòè (ïîâûøåííîé ïîðèñ- òîñòè è ïðîíèöàåìîñòè); 2) ïîâûøåííóþ óñòîé÷èâîñòü äðåíèðóþùåãî âëèÿíèÿ êðóòîïàäàþùèõ ðàçëîìîâ (äèñëîêà- öèé), â ïåðâóþ î÷åðåäü óíàñëåäîâàííûõ ãèä- ðîãðàôè÷åñêîé ñåòüþ èëè îòðèöàòåëüíûìè ôîðìàìè ðåëüåôà; 3) ôîðìèðîâàíèå çîíû âîäîòåïëîîáìåíà ìåæäó íèñõîäÿùèì èíôèëüòðàöèîííûì è âîñõîäÿ- ùèì ãëóáèííûìè ïîòîêàìè (äî ãëóáèíû 1,0– 1,2 êì â óñëîâèÿõ ðàâíèííîãî ðåëüåôà), ïàðà- ìåòðû êîòîðûõ çàâèñÿò îò ãåîäèíàìè÷åñêèõ, ñòðóêòóðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ, ãèäðîãðàôè÷åñêèõ è äðóãèõ ôàêòîðîâ. Ïî îöåíêàì àêàäåìèêà ÍÀÍ Óêðàèíû Â.Ì. Øåñòîïàëîâà, äëÿ óñëîâèé Óêðàèíñêîãî ùèòà îïòèìàëüíûå ãëóáèíû øàõòíîãî çàõîðîíå- íèÿ ðàäèîàêòèâíûõ îòõîäîâ ñîñòàâëÿþò 0,80–1,5, ñêâàæèííîãî – 4,0–5,0 êì [1, 9]. Òàê êàê òåõíîãåííî-ãåîëîãè÷åñêàÿ ñèñòåìà (ÒÃÑ) “ñêâàæèííîå õðàíèëèùå âûñîêîàêòèâíûõ è äîëãîæèâóùèõ ðàäèîàêòèâíûõ îòõîäîâ (ÂÄÐÀÎ)– ãåîëîãè÷åñêàÿ ñðåäà” ïðè òåõíè÷åñêîé ãëóáèíå ôîðìèðîâàíèÿ 4,0–4,5 êì îõâàòûâàåò çîíû íèñõî- äÿùèõ è âîñõîäÿùèõ ïîòîêîâ ôëþèäîâ êðèñòàë- ëè÷åñêèõ ïîðîä, òî î÷åâèäíî, ÷òî äëÿ çàìåäëåíèÿ ìèãðàöèè ðàäèîíóêëèäîâ ê ïîâåðõíîñòè è áèîñôå- ðå øàõòíûé è, îñîáåííî, ñêâàæèííûé ïîëèãîíû çàõîðîíåíèÿ ÂÄÐÀÎ äîëæíû õàðàêòåðèçîâàòüñÿ ìàêñèìàëüíûìè ãèïñîìåòðè÷åñêèìè ïîëîæåíèÿìè ïîâåðõíîñòè è ãëóáèíàìè óðîâíåé ïîäçåìíûõ âîä çîíû àêòèâíîãî âîäîîáìåíà (ãëóáèíà â óñëîâèÿõ Óêðàèíñêîãî ùèòà 150–300 ì). Ïîñêîëüêó íàèáîëüøåé àêòèâíîñòüþ âîäîîá- ìåíà è èíòåíñèâíîñòüþ âçàèìîäåéñòâèÿ ïîâåðõ- íîñòíûõ è ïîäçåìíûõ âîä õàðàêòåðèçóþòñÿ ïðè- ðóñëîâûå çîíû ðåê, òî äëÿ ðàçìåùåíèÿ ñêâàæèííûõ ïîëèãîíîâ çàõîðîíåíèÿ ÂÄÐÀÎ ïåðñïåêòèâíû âîäîðàçäåëüíûå ó÷àñòêè, ìàêñè- ìàëüíî óäàëåííûå îò ðåê âûñîêîãî ïîðÿäêà (ðèñ. 1). Òàêèì îáðàçîì, ÒÃÑ “ñêâàæèííîå õðàíèëèùå ÂÄÐÀÎ–ãåîëîãè÷åñêàÿ ñðåäà” öåëåñîîáðàçíî ðàñ- ñìàòðèâàòü êàê êîìïëåêñíóþ ãèäðîãåîôèëüòðàöè- îííóþ ìîäåëü, ñîñòîÿùóþ èç äâóõ îáëàñòåé ôèëü- òðàöèè: - ãëóáèííîé, õàðàêòåðèçóþùåéñÿ ñóáâåðòèêàëü- íîé âîñõîäÿùåé ìèãðàöèåé ãàçîæèäêîñòíûõ ïîòîêîâ (âñëåäñòâèå äåéñòâèÿ òåðìîáàðè÷åñêèõ ãëóáèííûõ ôàêòîðîâ) è ïîñòåïåííûì ïåðåõî- äîì â êðîâåëüíîé ÷àñòè â ëàòåðàëüíóþ ìèãðà- ГЕОЛОГО-ГЕОФІЗИЧНІ ТА МАТЕМАТИЧНІ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ЛІТОСФЕРИ ÓÄÊ 551.2:556.332 ÃÅÎÈÍÔÎÐÌÀÖÈÎÍÍÛÉ ÀÍÀËÈÇ ÑÂÅÐÕÃËÓÁÎÊÈÕ ÑÊÂÀÆÈÍ ÄËß ÂÛÄÅËÅÍÈß ÇÎÍ ÓÑÊÎÐÅÍÍÎÉ ÌÈÃÐÀÖÈÈ ÒÅÕÍÎÃÅÍÍÛÕ ÐÀÄÈÎÍÓÊËÈÄÎÂ È ÓÃËÅÂÎÄÎÐÎÄÎÂ © Å.À. ßêîâëåâ, 2011 Èíñòèòóò òåëåêîììóíèêàöèè è ãëîáàëüíîãî èíôîðìàöèîííîãî ïðîñòðàíñòâà, Êèåâ, Óêðàèíà Given in the article are the results of geoinformation analyses of ultradeep boreholes data. The received data are based on a complex analyses of the results of geophysical, geomechanical, geochemical, geofiltration and other investigations of the ultra-deep boreholes within Russia, Ukraine, Germany and other countries. Determined geoinformation parameters of the deep zones in crystal rock are effective for the development of new models of hydrocarbon migration in the deep layers of crystal rocks; for the reliable assessment of crystal rocks protective ability for the final disposal of high level and long living radioactive wastes. Keywords: mass-energetic balance, deep flows, anthropogenic-geological system, uprising gas liquid flows, thermobaric depth factors. 25ISSN 1684-2189 ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2011, ¹ 4 öèþ ïî ìåðå ïðèáëèæåíèÿ ê îáëàñòÿì ñ ïîíè- æåííûìè ïüåçîìåòðè÷åñêèìè îòìåòêàìè èëè ê çîíàì äðåíèðóþùåãî âëèÿíèÿ ðåê âûñîêîãî ïîðÿäêà; - ïðèïîâåðõíîñòíîé, ñâÿçàííîé ïðåèìóùåñòâåí- íî ñ çîíîé àêòèâíîãî âîäîîáìåíà, ãäå ïðåîáëà- äàþò âëèÿíèå ãðàâèòàöèè è íèñõîäÿùåå äâè- æåíèå ìåòåîðíûõ âîä ñ ïåðåõîäîì â ëàòåðàëüíûå ïîòîêè â ãðàíèöàõ ìåñòíûõ âîäî- ñáîðîâ, îãðàíè÷åííûõ ñèñòåìîé âîäîðàçäåë– ðåêà. Â ñîîòâåòñòâèè èçëîæåííûì, â çîíå âçàèìî- äåéñòâèÿ óêàçàííûõ ïîòîêîâ ïîäçåìíûõ âîä ìîæ- íî ïðåäïîëàãàòü ôîðìèðîâàíèå íåêîòîðîé ïåðå- õîäíîé ãèäðîãåîôèëüòðàöèîííîé ñòðóêòóðû, èìåþùåé ïëîùàäíîå ðàçâèòèå è ñâÿçàííîé ñ êâà- çèðàâíîâåñíûì áàðîòåðìîâîäîîáìåíîì ãëóáèí- íûõ è èíôèëüòðîãåííûõ âîä. Ñîãëàñíî ãåîèíôîðìàöèîííîìó àíàëèçó ãåîôè- çè÷åñêèõ, ãàçîãåîõèìè÷åñêèõ, ãèäðîãåîôèëüòðàöè- îííûõ è äðóãèõ ïàðàìåòðîâ ÑÃÑ [2, 5, 9], ñòðîè- òåëüñòâî ñêâàæèííîãî ïîëèãîíà çàõîðîíåíèÿ ÂÄÐÀÎ ìîæåò âûçâàòü áîëüøèå íàðóøåíèÿ ðàâíî- âåñíîãî áàðîòåðìîâîäîîáìåíà èíôèëüòðàöèîííîãî è ãëóáèííîãî ïîòîêîâ. Ïîýòîìó öåëåñîîáðàçíî âû- ïîëíåíèå êðóïíîìàñøòàáíîãî ãèäðîãåîëîãî-ãåî- ôèçè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ïðèñêâàæèííîé çîíû. Àíàëèç ñâÿçè ôèëüòðàöèîííîé è ãåîäèíàìè÷åñêîé ñòðóêòóðû ìàññèâà êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä â çîíå âëè- ÿíèÿ ïîëèãîíà çàõîðîíåíèÿ ÂÄÐÀÎ. Èç àíàëèçà ãåî- ëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ ðàçðåçîâ ñëåäóåò, ÷òî òîëùè êàê îñàäî÷íûõ, òàê è êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ôîð- ìèðóþòñÿ ïîä ïðåîáëàäàþùèì âëèÿíèåì ãðàâè- òàöèîííûõ ñèë, îòðàæàþùèõñÿ â ñòåïåíè äèñïåð- ñíîñòè, ðàñïðåäåëåíèè ïëîòíîñòè, ïîðèñòîñòè è äðóãèõ ñâîéñòâ ïîðîäíîãî ìàññèâà. Ïðèíÿòî ñ÷è- òàòü, ÷òî ýòî âëèÿíèå ïðîÿâëÿåòñÿ äî ãëóáèí, íà êîòîðûõ ðàçâèò âûñîêîòåìïåðàòóðíûé ìåòàìîð- ôèçì, è îïðåäåëÿþùèìè ôàêòîðàìè ñëóæàò ìè- íåðàëîãè÷åñêèå, ãàçîãåîõèìè÷åñêèå, ãåîäèíàìè- ÷åñêèå ïàðàìåòðû. Îäíàêî, êàê ïîêàçàëè ãåîôèçè÷åñêèå èññëåäî- âàíèÿ è áóðåíèå ÑÃÑ â ìàññèâàõ êðèñòàëëè÷å- ñêèõ ïîðîä, èçìåíåíèå ïîðèñòîñòè ñ ãëóáèíîé ïðîèñõîäèò ñî çíà÷èòåëüíîé íåðàâíîìåðíîñòüþ, õîòÿ ïî ðåãèîíàëüíûì îöåíêàì â äèàïàçîíå ãëó- áèí 0–10 êì îáùåå óìåíüøåíèå ïîðèñòîñòè ñî- ñòàâëÿåò 20–30 %. Ðåçóëüòàòû ãåîëîãî-ãåîôèçè- ÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ñâèäåòåëüñòâóþò î òîì, ÷òî íàèáîëüøèé ãðàäèåíò èçìåíåíèÿ ïîðèñòîñòè íàáëþäàåòñÿ íà ãëóáèíå 0–3 êì, à ãëóáæå åå óìåíüøåíèå ñóùåñòâåííî çàìåäëÿåòñÿ (ðèñ. 2, òàáë. 1, 2). Óñòàíîâëåííàÿ ïî äàííûì ñðàâíèòåëüíîãî àíàëèçà ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ ðàçðåçîâ ÑÃÑ ðàç- ëè÷íûõ ñòðàí ãîðèçîíòàëüíàÿ çîíàëüíîñòü ïëîò- íîñòè, ïîðèñòîñòè, ïðîíèöàåìîñòè è äðóãèõ ïåò- ðîôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ïîçâîëÿåò âûäåëèòü ñèñòåìó ãîðèçîíòàëüíûõ äðå- íàæíûõ çîí, ñâÿçàííûõ ñ óìåíüøåíèåì îáúåìà ïîðîä ïîñëå ïîíèæåíèÿ èõ òåìïåðàòóðû äî êðè- òè÷åñêîé (t = 374 °C è ìåíåå), ñ êîòîðîé â ñâÿçè ñ êîíäåíñàöèåé âîäû íà÷èíàåòñÿ ôîðìèðîâàíèå ãèäðîãåîôèëüòðàöèîííîãî ïîòîêà. Îðèåíòèðîâî÷íàÿ ãëóáèíà Zk äàííîé çîíû â ãðà- íèöàõ èññëåäóåìîé ïëîùàäè (ó÷àñòêè Òîëñòûé Ëåñ è Âåðåñíÿíñêèé) ñ ó÷åòîì ðåãèîíàëüíîãî ãåîòåðìè÷å- ñêîãî ãðàäèåíòà 0 o0,03 0,025 С мtα ≈ ÷ ñîñòàâèò ( ) 0 0 374 12 15 км 0,03 0,025 k k t tZ ≈ ≈ ≈ − α ÷ . Ñîãëàñíî ñîâðåìåííûì ãåîäèíàìè÷åñêèì ïî- ñòðîåíèÿì ñ ó÷åòîì ðåçóëüòàòîâ ãëîáàëüíîãî èçó- Ðèñ. 1. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ôîðìèðîâàíèÿ ïîòîêîâ ãëó- áèííûõ ôëþèäîâ è çîí ïîâûøåííîé ïðîíèöàåìîñòè ãëó- áîêèõ ãîðèçîíòîâ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä: 1 – ðå÷íàÿ äî- ëèíà; 2 – îáëàñòè âîñõîäÿùåé ðàçãðóçêè (À) è èíôèëüòðàöèîííîãî ïèòàíèÿ (Á); 3 – ïîêðîâíûé êîìï- ëåêñ îñàäî÷íûõ ïîðîä; 4 – çîíà ðàçâèòèÿ òðåùèíîâàòîñòè âûâåòðèâàíèÿ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä; 5 – êîìïëåêñ êðè- ñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä; 6 – çîíû ðàñòÿæåíèÿ ñ îáðàçîâàíèåì òðåùèí ðàññëîåíèÿ (íà îñíîâàíèè äàííûõ áóðåíèÿ ñâåðõ- ãëóáîêèõ ñêâàæèí íà ðàçíûõ êîíòèíåíòàõ); 7 – ãðàíèöà ôîðìèðîâàíèÿ äåôåêòà ãåîëîãè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà; 8 – ñóáâåðòèêàëüíûå ôëþèäîñîäåðæàùèå òåêòîíè÷åñêèå êàíà- ëû; 9 – ãðàíèöà âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ôëþèäîñôåðû; ïóòè äâèæåíèÿ ãëóáèííûõ ôëþèäîâ: 10 – ïî òåêòîíè÷åñêèì êàíà- ëàì, 11 – ïî çîíàì òðåùèí ðàññëîåíèÿ; 12 – çîíû âçàèìî- äåéñòâèÿ ëàòåðàëüíûõ è ðàäèàëüíûõ ïîòîêîâ ãëóáèííûõ ôëþèäîâ 26 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2011, ¹ 4 Òàáëèöà 1. Îöåíêà ïðîÿâëåíèÿ è óñòîé÷èâîñòè çîí ïîíèæåíèÿ ïëîòíîñòè è ïîâûøåíèÿ ïðîíèöàåìîñòè êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ïî ñîâîêóïíîñòè ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèé ïîêàçàòåëåé ïî ñòâîëó ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí (ÑÃÑ – Êîëüñêàÿ, Êðèâîðîæñ- êàÿ, Ãåðìàíñêàÿ ÊÒÂ, Óðàëüñêàÿ) Ïðèìå÷àíèå. Âåëè÷èíà ïðåâûøåíèÿ ôîíîâîãî ïîêàçàòåëÿ (ðàç): “+” – äî 1,5; “++” – îò 1,5 äî 3,0; “+++” – áîëåå 3; íñ – íåò ñâåäåíèé; “–” – íå îïðåäåëÿëàñü. Ðèñ. 2. Èçìåíåíèå ñ ãëóáèíîé ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ, óïðóãîâîëíîâûõ è ãàçîãåîõèìè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ êðèñòàëëè÷å- ñêèõ ïîðîä, ïî äàííûì ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí (ÑÃÑ – Êîëüñêàÿ, Êðèâîðîæñêàÿ, Ãåðìàíñêàÿ ÊÒÂ) Интервал глубин понижения плотности (повышения проницаемости), м Обобщенные показатели свойств пород Физико- механические Механи- ческая стойкость Упруго- волновые Электро- магнитные Фильтра- ционные Газогео- химиче- ские Теплофизи- ческие Акустиче- ские плот- ность пори- стость 0–500 (700) +++ +++ +++ +++ +++ +++ – +++ – 900–1100 +++ ++ +++ ++ + ++ +(+) +(+) ++ 1800–2200 +++ +++ +++ ++(+) +++ +++ +++ +(+) +++ 2700–3100 ++ + + ++(+) + +++ + ++ ++(+) 3800–4000 +(+) +++ ++ +(+) – + ++(+) – + 4600–4900 +++ ++ +(+) ++ ++ ++ +(+) нс нс 5700–6000 ++ + ++(+) +(+) + нс + нс нс 6600–6900 ++ + нс +(+) нс нс + нс нс 27ISSN 1684-2189 ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2011, ¹ 4 ÷åíèÿ ãèäðîãåîäåôîðìàöèîííûõ ïîëåé (Å.Â. Àð- òþøêîâ, Ì.À. Áåýð, Ñ.Â. Ñîáîëåâ, À.Ë. ßíøèí, 1982, Ã.Ñ. Âàðòàíÿí, Ã.Â. Êóëèêîâ, 1982, 1999 è äð.), â çîíó ãëóáèííîé ãèäðîñôåðû ïîñòóïàþò ïðàêòè÷åñêè îñòàòêè ëåòó÷èõ è æèäêèõ ïðîäóêòîâ çîíû âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî ìåòàìîðôèçìà, ñîäåð- æàùèå âîäó, ãåëèé, óãëåâîäîðîäû, ðàäîí è äðóãèå ãàçû; ïðè ýòîì îòäåëåíèå ôëþèäîâ, ïî èìåþùèì- ñÿ äàííûì, ìîæåò ñîñòàâëÿòü äî 8 % èñõîäíîé ïîðîäîîáðàçóþùåé ìàññû [2, 6, 8, 9]. Ñ ó÷åòîì ôîðìèðîâàíèÿ íèæíåé ãðàíèöû ãèäðîãåîñôåðû è ïîñëåäóþùåãî ïðîÿâëåíèÿ âåð- òèêàëüíîé öèêëè÷íîñòè çîí ãîðèçîíòàëüíîãî ðàç- óïëîòíåíèÿ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä, õàðàêòå- ðèçóþùèõñÿ, ïî äàííûì ÑÃÑ, ïîâûøåííîé ïîðèñòîñòüþ è ïðîíèöàåìîñòüþ (ñì. òàáë. 1), ïðåä- ñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì îðèåíòèðîâî÷íî îöåíèòü èõ ñâÿçü ñ óìåíüøåíèåì îáúåìà ïîðîä (“äåôåêò ãåî- ëîãè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà”, ïî Å.Â. Àðòþøêîâó) è âîçíèêàþùèìè ïðè ýòîì íàïðÿæåíèÿìè ðàñòÿæå- íèÿ [2–3, 10, 11]. Â ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèíÿòîé ïðàêòèêîé [1, 4, 5, 11], ïîä “äåôåêòîì ãåîëîãè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà” íàìè ïîíèìàåòñÿ óìåíüøåíèå îáúåìà ïîðîäû ïîñ- ëå ïåðåõîäà ôëþèäíîé ñîñòàâëÿþùåé ÷åðåç òåì- ïåðàòóðó 374 °Ñ è ïîñëåäóþùåãî åå âûíîñà èç ãëóáîêèõ ãîðèçîíòîâ íåäð ê ïîâåðõíîñòè. Ïî äàííûì ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäî- âàíèé ïðîöåññîâ âóëêàíèçìà è ãëóáîêèõ îêåà- íè÷åñêèõ âïàäèí óñòàíîâëåíî, ÷òî ôîðìèðîâà- íèå “äåôåêòà ãåîëîãè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà” ïðèâîäèò ê ðàçâèòèþ ãðàâèòàöèîííîé ïðîñàäêè âûøåëåæàùèõ ãîðèçîíòîâ. Ïðè ýòîì èìåþò ìåñòî, ñ îäíîé ñòîðîíû, ìåäëåííàÿ êîìïåíñà- öèÿ óìåíüøåíèÿ îáúåìà ïîðîäíîé ìàññû íà ãëóáèíàõ ìåíåå 15,0 êì è ïèòàíèå ãëóáèííîãî ãèäðîãåîôèëüòðàöèîííîãî ïîòîêà äî çîíû âëèÿ- íèÿ èíôèëüòðàöèîííûõ (ìåòåîðíûõ) âîä, ñ äðó- ãîé – ôîðìèðîâàíèå çîíû çàòðóäíåííîãî âîäî- îáìåíà [4, 7, 8–16]. Â ñâÿçè ñ ýòèì ãèäðîãåîôèëüòðàöèîííîå ñî- ïðÿæåíèå ãîðèçîíòàëüíûõ çîí ðàçóïëîòíåíèÿ è òåêòîíè÷åñêèõ ñóáâåðòèêàëüíûõ ìåæáëîêîâûõ ñòðóêòóð ïîçâîëÿåò ðàññìàòðèâàòü ïîñëåäíèå â âèäå ðàäèàëüíûõ äðåíàæåé, ñïîñîáñòâóþùèõ ïå- ðåðàñïðåäåëåíèþ ãèäðîãåîìåõàíè÷åñêèõ äàâëåíèé â ñèñòåìå ïîäçåìíîé ãèäðîñôåðû: Ðãåîñò = Ðñê + Ðâ, ãäå Ðãåîñò – ãåîñòàòè÷åñêîå äàâëåíèå ïîðîä; Ðñê – íàïðÿæåíèå â ìèíåðàëüíîì ñêåëåòå âîäîíàñûùåí- íûõ ïîðîä; Ðâ – äàâëåíèå æèäêîñòè (ôëþèäà) â ïîðîâîì ïðîñòðàíñòâå ïðîíèöàåìîé çîíû. Ðàçâèòèå âîñõîäÿùèõ äðåíèðóþùèõ ïîòîêîâ, ôîðìèðóþùèõ ñâîåãî ðîäà òåðìîáàðîãåîôèëüòðà- öèîííóþ ñèñòåìó âîçìîæíî ïðè óñëîâèè, ÷òî äî ãëóáèíû ïðîíèêíîâåíèÿ èíôèëüòðàöèîííûõ âîä ñîáëþäàåòñÿ ñëåäóþùåå óñëîâèå: Ðãåîñò < Ðñê + Ðâ. Äàííûå áàðîòåðìè÷åñêèõ ïîëåé ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí ïîçâîëÿþò óòâåðæäàòü, ÷òî â èíòåðâàëå ãëóáèí îò 15 äî 1,2–1,5 êì ãðàâèòàöèîííîå íèñ- õîäÿùåå äâèæåíèå ïîäçåìíûõ âîä ïîäàâëåíî ãèä- ðîãåîòåðìàëüíûìè âîñõîäÿùèìè ïîòîêàìè, â êî- òîðûõ ãðàäèåíòû òåìïåðàòóð è äàâëåíèé íàïðàâëåíû îò ãëóáèííûõ çîí ïîðîäíîãî ìàññèâà ê çîíå àêòèâíîãî âîäîîáìåíà è çåìíîé ïîâåðõíî- ñòè [8–10]. Èññëåäîâàíèÿ ãëîáàëüíîãî ðàçâèòèÿ ãëóáèí- íîé ôëþèäîñôåðû (Å.Â. Àðòþøêîâ, Ë.Â. Ïîäãîð- íûõ, 1997; Ã.Ñ. Âàðòàíÿí, 1994–1999) è ñâÿçàí- íûõ ñ íåé âîñõîäÿùèõ ïîòîêîâ ñâèäåòåëüñòâóþò îá èõ ñóùåñòâåííûõ ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííûõ âàðèàöèÿõ, ôîðìèðóþùèõ ãèäðîãåîäåôîðìàöèîí- íûå ïîëÿ è ãåîäèíàìè÷åñêèé ðåæèì ìàññèâîâ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä. Ïðàêòè÷åñêè ñ äàííûìè ïàðàìåòðàìè ñâÿçàíà, ïî íàøèì îöåíêàì, ãåðìå- Òàáëèöà 2. Èçìåíåíèå ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ óïðóãîâîëíîâûõ è ãàçîãåîõèìè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ïî äàííûì ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí (ÑÃÑ – Êîëüñêàÿ, Êðèâîðîæñêàÿ, Ãåðìàíñêàÿ ÊÒÂ) Глубина, км Виды параметров Физико-механические Упруговолновые Фильтра- ционные Газогеохимические по отношению к фону уменьшение плотности, г/см3 увеличение пористости, % уменьшение скорости распространения волн, км/с увеличение проницае- мости, м/сут Не Rn 18О продольных поперечных 1,0 0,25 1,0 0,4 0,3 1,0 Фон Фон 2,5 2,0 – 1,0 0,5 0,2 До 0,1 2 2 2,5 3,0 0,20 3,0 0,5 0,2 0,5 3 2 4,0 0,15 4,0 0,4 0,2 0,2 2,5 3,5 2 5,0 – 2,0 0,3 0,2 0,2 3 3 1,6 6,0 – – 0,5 0,2 – 5 2 1,8 7,0 – – – – – 3 28 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2011, ¹ 4 òè÷íîñòü ãëóáîêèõ ãîðèçîíòîâ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä, òàê êàê íàïðÿæåííîå ñîñòîÿíèå ñèñòåìû ìèíåðàëüíûé ñêåëåò–ôëþèä ìîæåò îïðåäåëÿòü ìåðó ïðîíèöàåìîñòè ãîðèçîíòàëüíûõ çîí ðàç- óïëîòíåíèÿ è ñóáâåðòèêàëüíûõ òåêòîíè÷åñêèõ ìåæáëîêîâûõ ñòðóêòóð. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî ïîêàçàòåëè ïîðèñòîñòè ãîðèçîíòàëüíûõ çîí ðàçóïëîòíåíèÿ èçìåíÿþòñÿ ñ ãëóáèíîé íåçíà÷èòåëüíî (Êîëüñêàÿ, Óðàëüñêàÿ, Ãåðìàíñêàÿ ÑÃÑ è äð.), ìîæíî äîïóñ- òèòü, ÷òî èõ ìàêñèìàëüíîå ðàñêðûòèå äîñòèãàåòñÿ ïðè ñëåäóþùåì óñëîâèè: Ðâ ≥ Ðãåîñò. Ýòèì ñàìûì îáåñïå÷èâàåòñÿ âîññòàíîâëåíèå ôèëüòðàöèîííîé ñïîñîáíîñòè ñèñòåìû ãîðèçîí- òàëüíûõ è ñóáâåðòèêàëüíûõ ôëþèäîñîäåðæàùèõ çîí è îòíîñèòåëüíîé óñòîé÷èâîñòè ïîòîêà â íèõ, ñïîñîáñòâóþùèõ óñêîðåííîé ïåðåäà÷å ãåîäèíàìè- ÷åñêèõ òåðìîáàðè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé, ïðîÿâëÿþ- ùèõñÿ íèæå ãðàíèö èçîòåðìû 374 °Ñ. Îöåíêà óñëîâèé ðàçâèòèÿ ëàòåðàëüíûõ (ãîðè- çîíòàëüíûõ) çîí ðàçóïëîòíåíèÿ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä è èõ ðîëè â ôîðìèðîâàíèè ãåîôèëüòðà- öèîííîé ñèñòåìû ãëóáîêèõ ãîðèçîíòîâ. Îäíèì èç íàèáîëåå óáåäèòåëüíûõ ñâèäåòåëüñòâ òðàíññòðóê- òóðíîãî ðàçâèòèÿ ãîðèçîíòàëüíûõ çîí ðàçóïëîò- íåíèÿ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä äî ãëóáèí 7–12 êì ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå øèðîêîãî ñïåêòðà öèêëè÷åñêè ñõîäíûõ äàííûõ ðàçëè÷íûõ ÑÃÑ (ïîâûøåííûå ïîðèñòîñòü, ïðîíèöàåìîñòü, ãàçîíîñíîñòü, çàòóõà- íèå âîëí è äð.). Ñ ó÷åòîì èìåþùèõñÿ äàííûõ ÑÃÑ îá èçìåíå- íèè ïîðèñòîñòè êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ñ ãëóáè- íîé ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ ñðàâíèòåëüíàÿ îöåíêà îáúåìîâ ïîäçåìíûõ âîä, ñîäåðæàùèõñÿ â çîíàõ ìîíîëèòíûõ è ðàçóïëîòíåííûõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä [3, 5–9]. Â ñîîòâåòñòâèè ñ ðåçóëüòàòàìè ïëîòíîñòíîãî çîíèðîâàíèÿ ãåîëîãè÷åñêîãî ðàçðåçà, ïðèíèìàåì ñëåäóþùèå çíà÷åíèÿ ñóììàðíîé ìîùíîñòè è ñðåä- íåé ïîðèñòîñòè ìîíîëèòíûõ (mô è nô) è ðàçóïëîò- íåííûõ (mðç è nðç) ðàçíîñòåé êðèñòàëëè÷åñêèõ ïî- ðîä äëÿ ïëîùàäè èññëåäîâàíèé â èíòåðâàëå ãëóáèí 1,5–7,5 êì: 1) äëÿ ìîíîëèòíûõ (ôîíîâûõ) ïîðîä ñîîòâåò- ñòâåííî mô ≈ 4000 ì è nô ≈ 0,005 (0,5 %); 2) äëÿ ðàçóïëîòíåííûõ ïîðîä ñîîòâåòñòâåííî mðç ≈ 2000 ì è nðç ≈ 0,025 (2,5%). Ñ ó÷åòîì ñîîòíîøåíèÿ óêàçàííûõ ïàðàìåòðîâ ìîíîëèòíûõ è ðàçóïëîòíåííûõ ðàçíîñòåé êðèñ- òàëëè÷åñêèõ ïîðîä, ïðèíÿòûõ íà îñíîâå èõ ðàñ- ïðåäåëåíèÿ â ðàçðåçå ìíîãî÷èñëåííûõ ÑÃÑ, îáúå- ìû ïîäçåìíûõ âîä ãëóáèííîé çîíû ãèäðîãåîôèëüòðàöèè ñîñòàâëÿþò: - â ìîíîëèòíûõ ðàçíîñòÿõ Vô ≈ mô · nô = 4000 · 5 · 10–3 ≈ 20 ì3/ì2; - â ïîðîäàõ çîí ðàçóïëîòíåíèÿ Vðç ≈ mðç · nðç = 2000 · 2,5 · 10–2 ≈ 50 ì3/ì2. Ñîãëàñíî äàííûì ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ è ñòðóêòóðíî-ãåîëîãè÷åñêèõ ðàçðåçîâ, äîïóñêàåì, ÷òî ñ ó÷åòîì âûïîëíåííûõ ðàñ÷åòîâ â çîíå êðèñ- òàëëè÷åñêèõ ïîðîä ñ ãëóáèíû 12–15 êì è âûøå ôîðìèðóåòñÿ öåëîñòíàÿ ãèäðîãåîôèëüòðàöèîííàÿ ñèñòåìà, íèæíÿÿ ãðàíèöà êîòîðîé êîððåëèðóåòñÿ ñ èçîòåðìîé 374 °Ñ è òåðìîáàðè÷åñêèì ðåæèìîì ãåîëîãè÷åñêîé ñðåäû. Ïðè ýòîì äàííûå ãåîäèíàìè÷åñêèõ ðàçðåçîâ óêàçûâàþò íà âîçìîæíóþ èçìåí÷èâîñòü òåðìîáà- ðè÷åñêîãî ðåæèìà ïîðîäíîãî ìàññèâà íà ãëóáèíàõ 4–12 êì, ÷òî ìîæåò îáóñëîâèòü ñóùåñòâåííûå âà- ðèàöèè ãëóáèí èçîòåðìû 374 °Ñ. Èñõîäÿ èç ïîëîæåíèÿ ïðåîáëàäàþùåãî ðàñ- ïðîñòðàíåíèÿ ãëóáèííûõ ïîòîêîâ ïîäçåìíûõ âîä â çîíàõ ðàçóïëîòíåíèÿ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä, õàðàêòåðèçóþùèõñÿ ïîâûøåííûìè çíà÷åíèÿìè ïîðèñòîñòè è ïðîíèöàåìîñòè, ýòè çîíû èãðàþò îïðåäåëÿþùóþ ðîëü â ëàòåðàëüíîì ïåðåðàñïðåäå- ëåíèè ôëþèäîâ äî äðåíàæíûõ çîí, ïðèóðî÷åííûõ ê ñóáâåðòèêàëüíûì òåêòîíè÷åñêèì ñòðóêòóðàì. Â òî æå âðåìÿ ñâÿçü ãëóáèííîé ãèäðîãåîôèëüò- ðàöèè (1,5–15 êì) ñ ó÷àñòêàìè ãåîäèíàìè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé ñïîñîáñòâóåò çàìåäëåííîìó ñíèæå- íèþ ñ ãëóáèíîé ôèëüòðàöèîííûõ ïàðàìåòðîâ ëà- òåðàëüíûõ çîí ðàçóïëîòíåíèÿ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä. Ââèäó îòíîñèòåëüíîé íåîïðåäåëåííîñòè ïåòðî- ôèçè÷åñêèõ (ïðî÷íîñòü ñæàòèÿ, ðàñòÿæåíèÿ è äð.) è ôèëüòðàöèîííûõ (ïðîíèöàåìîñòü ïîðîä, âÿç- êîñòü ôëþèäîâ è äð.) ïàðàìåòðîâ ñèñòåìû ìèíå- ðàëüíûé ñêåëåò–ôëþèä îöåíêà ãèäðîãåîõèìè÷åñ- êèõ óñëîâèé ðàçâèòèÿ çîí ðàçóïëîòíåíèÿ íàìè âûïîëíåíà èç ïðåäïîëîæåíèÿ èõ ñâÿçè ñ ïðåäåëü- íîé âåëè÷èíîé ïðî÷íîñòè ïîðîä íà ðàñòÿæåíèå. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî íà÷èíàÿ ñ ãëóáèíû ôîð- ìèðîâàíèÿ èçîòåðìû 374 °Ñ è âûøå ïî ðàçðåçó â ðåçóëüòàòå êîíäåíñàöèè âîäû, ôîðìèðîâàíèÿ “äå- ôåêòà ãåîëîãè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà” è ïðîÿâëå- íèÿ ðàñòÿãèâàþùèõ óñèëèé áóäåò èìåòü ìåñòî ãðàâèòàöèîííàÿ ïðîñàäêà îòäåëüíûõ ñëîåâ ïîðîä. Ñ ó÷åòîì òîãî ÷òî äàííûé ïðîöåññ ïðîèñõîäèò â óñëîâèÿõ äåéñòâèÿ ñèë ãðàâèòàöèè è âîäîíàñû- ùåíèÿ ïîðîä, îðèåíòèðîâî÷íóþ ìîùíîñòü ñëîÿ ïðîñàäêè ìîæíî îïðåäåëèòü èç ïðåäïîñûëêè ðà- âåíñòâà ïðî÷íîñòè ðàñòÿæåíèÿ [σð] è ðàñòÿãèâàþ- ùåãî íàïðÿæåíèÿ σð îò âåñà ñëîÿ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ïëîòíîñòüþ γ è òîëùèíîé Ìêð. Ïðè ýòîì ðåçóëüòàòîì ðàçâèòèÿ ãîðèçîíòàëü- íûõ çîí ðàçóïëîòíåíèÿ è èõ âîäîíàñûùåíèÿ ñî- âìåñòíî ñ ñóáâåðòèêàëüíûìè ìåæáëîêîâûìè äèñ- ëîêàöèÿìè áóäóò ïîñòåïåííîå ôîðìèðîâàíèå âîñõîäÿùåãî äðåíàæà ãëóáèííûõ ôëþèäîâ è ïðî- ÿâëåíèå âçâåøèâàþùåãî äåéñòâèÿ âîäû, ïðè êî- òîðîì óâåëè÷èâàåòñÿ Ìêð. Òàêèì îáðàçîì, îðèåíòèðîâî÷íûé ðàñ÷åò òîë- ùèíû ñëîÿ è ïðîñåäàíèÿ (îòðûâà) ìîæåò áûòü âûïîëíåí äëÿ äâóõ ñõåì: 29ISSN 1684-2189 ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2011, ¹ 4 - “÷èñòîãî” ãðàâèòàöèîííîãî ðàñòÿæåíèÿ ìàññè- âà êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä (áåç ó÷åòà âçâåøè- âàþùåãî äåéñòâèÿ âîäû â ïåðâûé ìîìåíò åå îáðàçîâàíèÿ): р крM σ ≈ ⋅ γ  , îòêóäà ( ) 6 р кр 4 2 28,8 8, 4 МПа 10 Н м 1000 310 м 2,7 10 Н м M  σ ÷ ⋅    ≈ ≈ ≅ ÷ γ ⋅ ; - ãðàâèòàöèîííîãî ðàñòÿæåíèÿ â óñëîâèÿõ äåéñò- âèÿ âçâåøèâàþùåãî ýôôåêòà âîäû, âëèÿíèå êîòîðîãî ñêîðåå ìîæíî ñâÿçàòü ñ ðåàëèçàöèåé òðåùèíîîáðàçîâàíèÿ â çîíàõ ñ ìèíèìàëüíîé ïðî÷íîñòüþ ðàñòÿæåíèÿ èëè ôîðìèðîâàíèåì âåðõíåé ãðàíèöû âîäîïðîâîäÿùèõ òðåùèí: ( ) ( ) 6 2 р кр 4 3 min 8, 4 10 Н м 500 м 1 2,7 1,0 10 Н м M  σ ⋅ ≈ ≈ ≅ γ − − ⋅ . Ïðèâåäåííûå ðàñ÷åòû ìîùíîñòè ñëîÿ ïîðîä, âåñ êîòîðîãî â óñëîâèÿõ ôîðìèðîâàíèÿ çîí ðà- çóïëîòíåíèÿ ñïîñîáåí ïðåâûñèòü ïðî÷íîñòü ïî- ðîä íà ðàñòÿæåíèå, áëèçêè ê äàííûì ÑÃÑ: 1) ôàêòè÷åñêàÿ ìîùíîñòü ñëîÿ ïîðîä ìåæäó çî- íàìè ðàçóïëîòíåíèÿ â èíòåðâàëå ãëóáèí 1,5– 7,5 êì ñîñòàâëÿåò 500–800 ì; 2) ñóììàðíàÿ ìîùíîñòü ñåðèè ðàçóïëîòíåííûõ è ïîäñòèëàþùèõ ìîíîëèòíûõ ïîðîä èçìåíÿåòñÿ îò 900 äî 1100 ì. Òàêèì îáðàçîì, ãëóáèííàÿ îáëàñòü ãèäðîãåî- ôèëüòðàöèîííîãî ïîòîêà â êðèñòàëëè÷åñêèõ ïî- ðîäàõ, ðàñïîëîæåííàÿ ìåæäó èçîòåðìîé 374 °Ñ è íèæíåé ãðàíèöåé ïðîíèêíîâåíèÿ èíôèëüòðàöè- îííûõ âîä, õàðàêòåðèçóåòñÿ ñëåäóþùèìè îñîáåí- íîñòÿìè, òðåáóþùèìè ó÷åòà ïðè îáîñíîâàíèè ãðà- íè÷íûõ óñëîâèé ãåîôèëüòðàöèîííîé ìîäåëè ÒÃÑ “ñêâàæèííîå õðàíèëèùå ÂÄÐÀÎ – ãåîëîãè÷åñêàÿ ñðåäà”, à òàêæå ïðè èíòåðïðåòàöèè äàííûõ ñåéñ- ìîãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé è ïîñòðîåíèè ãåî- ëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ ìîäåëåé ãëóáîêèõ ãîðèçîí- òîâ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä: 1) ðåàëèçàöèÿ íàðÿäó ñ ëàòåðàëüíîé âîñõîäÿùåé ðàçãðóçêè ãëóáèííûõ âîä, èìåþùåé ïîâûøåí- íûå çíà÷åíèÿ íàïîðîâ, êîòîðûå ìîãóò ïðîÿâ- ëÿòüñÿ â ìåñòàõ ñîïðÿæåíèÿ ñóáâåðòèêàëüíûõ è ãîðèçîíòàëüíûõ çîí ïîâûøåííîé ïðîíèöàå- ìîñòè; 2) ïðåîáëàäàþùåå ñîäåðæàíèå âîäû â ãîðèçîí- òàëüíûõ çîíàõ ðàçóïëîòíåíèÿ, èìåþùèõ ê òîìó æå ïîâûøåííóþ ïðîíèöàåìîñòü, îáóñ- ëîâëèâàåò ïîâûøåíèå èõ çàùèòíîé ñïîñîáíîñ- òè îò âëèÿíèÿ ÒÃÑ “ñêâàæèííîå çàõîðîíåíèå ÂÄÐÀÎ–ãåîëîãè÷åñêàÿ ñðåäà”; 3) èçìåí÷èâîñòü íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ ïîðîä ñ ó÷åòîì âàðèàöèé èõ ãåîäèíàìè÷åñêîãî ðåæè- ìà (öèêëû íàïðÿæåíèé è ñæàòèé) â ïðåäåëàõ ðàçëè÷íûõ ó÷àñòêîâ, êîòîðûå ìîãóò âëèÿòü íà âçàèìîäåéñòâèå ãëóáèííîãî è èíôèëüòðàöèîí- íîãî ïîòîêîâ ïîäçåìíûõ âîä â êðèñòàëëè÷å- ñêèõ ïîðîäàõ. Àíàëèç ñâèäåòåëüñòâóåò, ÷òî â ýòîì ñëó÷àå îïðåäåëÿþùèì ôàêòîðîì ÿâëÿåòñÿ ðàçíîñòü íàïîðîâ íà ãðàíèöå ãëóáèííîãî è èí- ôèëüòðàöèîííîãî ïîòîêîâ, ÷òî âàæíî ó÷èòû- âàòü ïðè âûáîðå ó÷àñòêà êðèñòàëëè÷åñêîãî ìàñ- ñèâà äëÿ øàõòíîãî çàõîðîíåíèÿ ÂÄÐÀÎ. Âûÿâëåíèå ïî äàííûì ÑÃÑ ôëþèäîãåîäèíà- ìè÷åñêîé ñèñòåìû ãëóáîêèõ ãîðèçîíòîâ êðèñòàë- ëè÷åñêèõ ïîðîä ïîçâîëÿåò ãîâîðèòü î âîçìîæíîñ- òè çàìåòíîãî âëèÿíèÿ ôëþèäîíàñûùåííûõ ðàçóïëîòíåííûõ çîí íà ñåéñìè÷åñêóþ ïðîâîäè- ìîñòü ñðåäû. Îñîáûé èíòåðåñ â ýòîì îòíîøåíèè ïðåäñòàâëÿåò ïðîõîæäåíèå òåõíîãåííûõ ñåéñìè- ÷åñêèõ âîëí ÷åðåç çîíû ñ ïîâûøåííûì ôëþèäî- íàñûùåíèåì, òàê êàê ïðåîáëàäàíèå ãîðèçîíòàëü- íîé ìèãðàöèè â íèõ ðàäèîíóêëèäîâ âåäåò ê ðåçêîìó ñíèæåíèþ èõ âåðòèêàëüíûõ ñêîðîñòåé ïåðåìåùåíèÿ è ðîñòó çàùèòíîé ñïîñîáíîñòè ãëó- áîêèõ ãîðèçîíòîâ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä. Â öåëîì èçëîæåííûå äàííûå ñèäåòåëüñòâóþò, ÷òî òåñíàÿ ñâÿçü ãëóáèííîãî ãèäðîãåîôèëüòðàöèîí- íîãî ïîòîêà (1,5–15,0 êì) ñ ãåîäèíàìè÷åñêèì ðå- æèìîì ïîðîäíîãî ìàññèâà, à åãî ñòðóêòóðíî-òåêòî- íè÷åñêîãî ïëàíà – ñ ïðî÷íîñòüþ è òåïëîâûì ðåæèìîì ïîðîä è äðóãèìè ïàðàìåòðàìè ìîæåò ñïî- ñîáñòâîâàòü ôîðìèðîâàíèþ â ïðèñêâàæèííîé çîíå ÒÃÑ “ñêâàæèííîå õðàíèëèùå ÂÄÐÀÎ–ãåîëîãè÷å- ñêàÿ ñðåäà” äðåíàæíîãî ïîòîêà ñëîæíîé êîíôèãó- ðàöèè è ãèäðîãåîôèëüòðàöèîííîãî ðåæèìà. Â ñâÿçè ñ ýòèì äîëæíû îáÿçàòåëüíî ïðåäóñ- ìàòðèâàòüñÿ: - êîìïëåêñíûé àíàëèç äàííûõ ñåéñìîàêóñòè÷å- ñêèõ ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé êðèñòàëëè- ÷åñêèõ ïîðîä íà ïðåäìåò âûÿâëåíèÿ óñòîé÷è- âîñòè è ðåãóëÿðíîñòè ðàçâèòèÿ â íèõ çîí ïîâûøåííîé ïîðèñòîñòè è ïðîíèöàåìîñòè; - óâÿçêà ñïåêòðàëüíûõ ÷àñòîòíûõ õàðàêòåðèñòèê èìïóëüñîâ ñåéñìîàêóñòè÷åñêèõ êîëåáàíèé â ïðîöåññå ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ñ ðàñïðåäåëåíèåì çîí ðàçóïëîòíåíèÿ êðèñòàë- ëè÷åñêèõ ïîðîä è èõ óïðóãîâîëíîâûìè ñâîé- ñòâàìè; - ðàçðàáîòêà ãèäðîãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ ìîäå- ëåé ó÷àñòêîâ ñêâàæèííîãî è øàõòíîãî ïîëèãî- íîâ çàõîðîíåíèÿ ÂÄÐÀÎ è îöåíêà çàùèòíîé ñïîñîáíîñòè êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä â ìåñòàõ íàðóøåíèÿ èõ ãèäðîãåîìåõàíè÷åñêîãî ðàâíî- âåñèÿ è ãèäðàâëè÷åñêîé ñâÿçè çîí ðàçëè÷íûõ ãëóáèí, â òîì ÷èñëå íà ãðàíèöàõ ñ íåôòåãàçî- íîñíûìè ãîðèçîíòàìè áàññåéíîâ îñàäî÷íûõ ïîðîä (Äíåïðîâñêî-Äîíåöêàÿ âïàäèíà, Ïðåä- êàðïàòñêèé ïðîãèá è äð.). Ïðèâåäåííûå îöåíêè ñâÿçè ãåîäèíàìè÷åñêîãî ðåæèìà è ïðîíèöàåìîñòè ãëóáîêèõ ãîðèçîíòîâ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ÿâëÿþòñÿ ïðåäâàðèòåëüíû- ìè, ó÷èòûâàþùèìè îñíîâíûå ìåõàíèçìû ïîòî- 30 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2011, ¹ 4 êîâ ãëóáèííûõ ôëþèäîâ è èíôèëüòðàöèîííîãî ïîòîêà ïîäçåìíûõ âîä. Òåððèòîðèàëüíàÿ ïðåäñòàâèòåëüíîñòü èñïîëü- çîâàííûõ äàííûõ ãåîëîãî-ãåîôèçè÷åñêèõ, ãåîäè- íàìè÷åñêèõ, ãèäðîãåîëîãè÷åñêèõ è äðóãèõ èññëå- äîâàíèé, èìåþùèõ ïðåèìóùåñòâåííî ðåãèîíàëüíûé óðîâåíü (ìàñøòàá 1 : 200 000 – 1 : 500 000), çíà÷è- òåëüíî îãðàíè÷èëè äåòàëüíîñòü àíàëèçà ôóíêöèî- íèðîâàíèÿ ãèäðîãåîôèëüòðàöèîííîé ñèñòåìû ãëó- áîêèõ ãîðèçîíòîâ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä. Âìåñòå ñ òåì ïðåäïðèíÿòûå îöåíêè ôóíêöèîíàëüíûõ ñâÿ- çåé ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèõ, âîäíî-ôèçè÷åñêèõ, ãåîäèíàìè÷åñêèõ, òåðìîáàðè÷åñêèõ è äðóãèõ ïà- ðàìåòðîâ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ìîãóò ñïîñîá- ñòâîâàòü óñîâåðøåíñòâîâàíèþ ãèäðîãåîôèëüòðà- öèîííîé ìîäåëè ïëîùàäè ðàñïîëîæåíèÿ ïîëèãîíà çàõîðîíåíèÿ ÂÄÐÀÎ è ïîâûøåíèþ öåëåíàïðàâ- ëåííîñòè äàëüíåéøèõ èññëåäîâàíèé íà ó÷àñòêàõ Óêðàèíñêîãî ùèòà çîíû îò÷óæäåíèÿ ×ÀÅÑ, ïåðñ- ïåêòèâíûõ äëÿ ñêâàæèííîãî èëè øàõòíîãî çàõî- ðîíåíèÿ âûñîêîàêòèâíûõ è äîëãîæèâóùèõ ðàäèî- àêòèâíûõ îòõîäîâ. Âûïîëíåííûé ïî äàííûì ÑÃÑ ãåîèíôîðìà- öèîííûé àíàëèç ïàðàìåòðîâ ãëóáîêèõ ãîðèçîíòîâ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ïîçâîëÿåò ñäåëàòü âûâîä î çíà÷èòåëüíîé óíèâåðñàëüíîñòè ôëþèäîãåîäèíà- ìè÷åñêèõ çîí, êîòîðûå ôîðìèðóþòñÿ â íèõ. Â ñâÿ- çè ñ ýòèì, íà íàø âçãëÿä, óñòàíîâëåííûå ìåõà- íèçìû ôîðìèðîâàíèÿ ôëþèäîãåîäèíàìè÷åñêèõ çîí ìîãóò ïðåäñòàâëÿòü èíòåðåñ äëÿ âûÿâëåíèÿ ó÷àñòêîâ ïîòåíöèàëüíîãî ñêîïëåíèÿ óãëåâîäîðî- äîâ, â òîì ÷èñëå íà ãðàíèöå ñ áàññåéíàìè îñà- äî÷íûõ ïîðîä (Óêðàèíñêèé ùèò è Äíåïðîâñêî- Äîíåöêàÿ âïàäèíà, Êàðïàòñêèé ìàññèâ è Ïðåäêàðïàòüå è äð.) 1. Õàèí Â.Å. Ðîëü ñâåðõãëóáîêîãî áóðåíèÿ â èçó÷åíèè çåìíîé êîðû // Ñîâ. ãåîëîãèÿ. – 1991. – ¹ 8. – Ñ. 7–10. 2. Ñìèðíîâ ß.Á., Êîíîíîâ Â.È. Ãåîòåðìè÷åñêèå èññëåäî- âàíèÿ è ñâåðõãëóáîêîå áóðåíèå // Òàì æå. – 1991. – ¹ 8. – Ñ. 25–37. 3. Êóðëîâ Í.Ñ., Êàñàáîâ Â.Â., Áåëåâöåâ Ð.ß. è äð. Îñíîâ- íûå ðåçóëüòàòû áóðåíèÿ Êðèâîðîæñêîé ãëóáîêîé ñêâà- æèíû // Òàì æå. – 1991. – ¹ 8. – Ñ. 69–80. 4. Âàðòàíÿí Ã.Ñ. Ôëþèäîñôåðà è ýíäîäðåíàæíûå ñèñòå- ìû Çåìëè êàê âåäóùèå ôàêòîðû ãåîëîãè÷åñêîé ýâîëþ- öèè // Îòå÷åñòâ. ãåîëîãèÿ. – 2000. – ¹ 6. – Ñ. 14–22. 5. Bram K., Draxter J.K. et al. KTB report 87-93 (Germany). – 1987–1993. 6. Project report NGB 85-09/ Nuclear Waste management in Switzerland feasibility studies and safety analyses. – Viena, Austria. – 1985. – 400 p. 7. Report YJT-92-32. E. Final disposal of spent nuclear fuel in the Finnish bedrock. – Nuclear Waste Commission of Finnish Power Companies, 1992. 8. Swedish Rock Engineering Research Foundation. BeFo (the Bolmen Tunnel Research Project). Final Report and Report – 92-97 (Bo Olofsson, Editor; Christer Svemar, Director Repositary Technology). – Stokholm, 1998. – 230 p. 9. Øåñòîïàëîâ Â.Ì., Ðóäåíêî Þ.Ô., Øèìê³â Ë.Ì. òà ³í. Îá´ðóíòóâàííÿ ìîæëèâîñò³ ³çîëÿö³¿ ðàä³îàêòèâíèõ â³äõîä³â â êðèñòàë³÷íèõ ïîðîäàõ ×îðíîáèëüñüêî¿ çîíè â³ä÷óæåííÿ // Çá. íàóê. ïðàöü ²í-òó ïðîáëåì ïðèðîäî- êîðèñòóâàííÿ òà åêîëîã³¿ ÍÀÍ Óêðà¿íè. – Ê., 2003. – Âèï. 5. – Ñ. 185–197. 10. Âàðòàíÿí Ã.Ñ., Êóëèêîâ Ã.Â. Î ãëîáàëüíîì ãèäðîãåî- äåôîðìàöèîííîì ïîëå Çåìëè // Äîêë. ÀÍ ÑÑÑÐ. – 1982. – Âûï. 2. – Ñ. 310–314. 11. Áîëò Á.À., Õîðí Ó.Ë., Ìàêäîíàëä Ã.À., Ñêîòò Ð.Ô. Ãåîëîãè÷åñêèå ñòèõèè. – Ì.: Ìèð, 1978. – 438 ñ. 12. Âèñòåëëèóñ À.Á. Îñíîâû ìàòåìàòè÷åñêîé ãåîëîãèè. – Ëåíèíãðàä: Íàóêà, 1980. – 388 ñ. 13. Ôàéô, Ïðàéñ Í., Òîìïñîí À. Ôëþèäû â çåìíîé êîðå. – Ì.: Ìèð, 1981. – 436 ñ. 14. Ïàòíèñ À., Ìàê-Êîíåë Äæ. Îñíîâíûå ÷åðòû ïîâåäå- íèÿ ìèíåðàëîâ. – Ì.: Ìèð, 1983. – 304 ñ. 15. Âåðíàäñêèé Â.È. Èçáðàííûå ñî÷èíåíèÿ. – Ì.: Èçä-âî ÀÍ ÑÑÑÐ, 1960. – Ò. 4. – 651 ñ. 16. Ëüâîâè÷ Ì.È. Âîäà è æèçíü. – Ì.: Ìûñëü, 1986. – 254 ñ. Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 22.07.2011 ã. Å.À. ßêîâëåâ ÃÅÎÈÍÔÎÐÌÀÖÈÎÍÍÛÉ ÀÍÀËÈÇ ÑÂÅÐÕÃËÓÁÎÊÈÕ ÑÊÂÀÆÈÍ ÄËß ÂÛÄÅËÅÍÈß ÇÎÍ ÓÑÊÎÐÅÍÍÎÉ ÌÈÃÐÀÖÈÈ ÒÅÕÍÎÃÅÍÍÛÕ ÐÀÄÈÎÍÓÊËÈÄÎÂ È ÓÃËÅÂÎÄÎÐÎÄÎÂ Â ñòàòüå ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû ãåîèíôîðìàöèîííîãî àíàëèçà äàííûõ ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû áàçèðóþòñÿ íà êîìïëåêñíîì àíàëèçå ìàòåðèàëîâ ãåîôèçè÷åñêèõ, ãåîìåõàíè÷åñêèõ, ãåîôèëüòðàöè- îííûõ è äðóãèõ èññëåäîâàíèé ñâåðõãëóáîêèõ ñêâàæèí Ðîññèè, Óêðàèíû, Ãåðìàíèè è äðóãèõ ñòðàí. Óñòàíîâ- ëåííûå ãåîèíôîðìàöèîííûå ïàðàìåòðû ãëóáîêèõ çîí êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ýôôåêòèâíû ïðè ðåøåíèè ñëåäó- þùèõ çàäà÷: ðàçðàáîòêà íîâûõ ìîäåëåé ìèãðàöèè óãëåâîäîðîäíûõ ñîåäèíåíèé â ãëóáîêèõ ãîðèçîíòàõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä; äîñòîâåðíàÿ îöåíêà çàùèòíîé ñïîñîáíîñòè êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîðîä ïðè îêîí÷àòåëüíîì çàõîðîíåíèè âûñîêîàêòèâíûõ è äîëãîæèâóùèõ ðàäèîàêòèâíûõ îòõîäîâ. Êëþ÷åâûå ñëîâà: ìàññîýíåðãåòè÷åñêèé áàëàíñ, ãëóáèííûå ïîòîêè, òåõíîãåííî-ãåîëîãè÷åñêàÿ ñèñòåìà, âîñõîäÿ- ùèå ãàçîâî-æèäêîñòíûå ïîòîêè, òåðìîáàðè÷åñêèå ãëóáèííûå ôàêòîðû. 31ISSN 1684-2189 ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ, 2011, ¹ 4 ª.Î. ßêîâëºâ ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÖ²ÉÍÈÉ ÀÍÀË²Ç ÍÀÄÃËÈÁÎÊÈÕ ÑÂÅÐÄËÎÂÈÍ ÄËß ÂÈÄ²ËÅÍÍß ÇÎÍ ÏÐÈÑÊÎÐÅÍÎ¯ Ì²ÃÐÀÖ²¯ ÒÅÕÍÎÃÅÍÍÈÕ ÐÀÄ²ÎÍÓÊË²Ä²Â ² ÂÓÃËÅÂÎÄÍ²Â Ó ñòàòò³ íàâåäåíî ðåçóëüòàòè ãåî³íôîðìàö³éíîãî àíàë³çó äàíèõ íàäãëèáîêèõ ñâåðäëîâèí. Îòðèìàí³ ðåçóëüòàòè ´ðóíòóþòüñÿ íà êîìïëåêñíîìó àíàë³ç³ ìàòåð³àë³â ãåîô³çè÷íèõ, ãåîìåõàí³÷íèõ, ãåîô³ëüòðàö³éíèõ òà ³íøèõ äî- ñë³äæåíü íàäãëèáîêèõ ñâåðäëîâèí Ðîñ³¿, Óêðà¿íè, Í³ìå÷÷èíè òà ³íøèõ êðà¿í. Âèÿâëåí³ ãåî³íôîðìàö³éí³ ïàðà- ìåòðè ãëèáîêèõ çîí êðèñòàë³÷íèõ ïîð³ä º åôåêòèâíèìè äëÿ âèð³øåííÿ òàêèõ çàâäàíü: ðîçðîáêà íîâèõ ìîäåëåé ì³ãðàö³¿ âóãëåâîäíåâèõ ñïîëóê ó ãëèáîêèõ ãîðèçîíòàõ êðèñòàë³÷íèõ ïîð³ä; äîñòîâ³ðíà îö³íêà çàõèñíî¿ çäàòíîñò³ êðèñòàë³÷íèõ ïîð³ä äëÿ îñòàòî÷íîãî çàõîðîíåííÿ âèñîêîàêòèâíèõ ³ äîâãî³ñíóþ÷èõ ðàä³îàêòèâíèõ â³äõîä³â. Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ìàñîåíåðãåòè÷íèé áàëàíñ, ãëèáèíí³ ïîòîêè, òåõíîãåííî-ãåîëîã³÷íà ñèñòåìà, âèñõ³äí³ ãàçîâî- ð³äèíí³ ïîòîêè, òåðìîáàðè÷í³ ãëèáèíí³ ôàêòîðè.

Геоинформационный анализ сверхглубоких скважин для выделения зон ускоренной миграции техногенных радионуклидов и углеводородов

Репозитарії

Схожі ресурси