Межпластовые воды

Межпластовые воды залегают между двумя водоупорными толщами. Областьих питания находится в районе выклинивания верхнего водоупорного горизонта. Межпластовые воды, находящиеся под давлением, называются артезианскими. Пьезометрический уровень, который устанавливается в скважине, вскрывшей такие воды, значительно выше кровли водоносного горизонта. Бассейны, содержащие артезианские воды, называются артезианскими. Например, Припятский, Днепровско-Донецкий артезианские бассейны.

Водонапорные системы. Совокупность комплексов подземных вод осадочных бассейнов образуют водонапорные системы. По условиям фильтрации (движению воды в горных породах) они подразделяются на инфильтрационные и элизионные водонапорные системы. Эти водонапорные системы различаются расположением областей питания, стока и разгрузки. Геологические водонапорные системы называются артезианскими бассейнами.

Инфильтрационная система «открывается», сообщается с дневной поверхностью в зонах питания и разгрузки, которые находятся на противоположных периферийных частях. Область питания располагается гипсометрически выше области разгрузки, и движение вод происходит благодаря разности гипсометрического уровня. Пьезометрическая поверхность системы – наклонная плоскость.

Пластовое давление в инфильтрационной системе пропорционально глубине залегания пластов–коллекторов и поддерживается на постоянном уровне за счет активной области питания (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Схема инфильтрационной водонапорной системы

1 — водонасыщенный пласт-коллектор; 2 — залежь нефти; 3 — пьезометрическая поверхность; 4 — земная поверхность; 5 — скважина со столбом пластовой воды, уравновешивающим начальное пластовое давление; 6 — направление движения жидкости; 7 — водоупорные породы

Надсолевой гидродинамический комплекс Припятского прогиба характеризуется инфильтрационным режимом с областью питания в пределах Полесской седловины, Украинского щита и Белорусского массива. Областью разгрузки гидродинамического комплекса являются долины рек Припяти и Днепра и Брагинско-Лоевский выступ.

Элизионная водонапорная система – «закрытая» система. Область питания находится в центре бассейна, а область разгрузки – на периферии. Система может сообщаться с дневной поверхностью в областях разгрузки. Движение вод осуществляется силами давления вышележащих пород. Направление движения вод идет от центра элизионного бассейна к периферии (рис. 5.8).

Нижний гидродинамический этаж Припятского прогиба (межсолевой и подсолевой комплексы) относится к элизионной системе. Характер движения вод близкий к застойному с латеральным движением вверх по восстанию пластов к зонам тектонических нарушений и вертикально по ним. Нижний гидродинамический комплекс Припятского прогиба разбит на отдельные изолированные блоки, обусловленные тектоническим строением межсолевого и подсолевого геологического комплекса. Питание подземных вод каждого блока обусловлено отжимом вод из глинистых толщ. В нижнем гидрогеологическом комплексе наблюдаются как аномально низкие, так и высокие пластовые давления, как следствие изолированности блоков и воздействия на них геологических процессов.

Рис. 5.8. Схема элизионной водонапорной системы

Условные обозначения см. рисунок 5.7

В инфильтрационных и элизионных системах подземные воды находятся под давлением. В скважинах, вскрывших пласт, уровень вод поднимается выше верхней границы пласта. Эта поверхность вод называется пьезометрической.

Пластовое давление (рис. 5.9). Пластовое давление залежей определяет энергетические возможности продуктивного пласта. Это давление, при котором флюиды (углеводороды и вода) находятся в пустотах пластов-коллекторов. Величина пластового давления р_пл определяется по высоте столба жидкости Н, установившейся в скважине при вскрытии пласта. Пластовое давление р_{п л} равно произведению высоты Н столба жидкости, его уравновешивающей; плотности жидкости в скважине r и ускорению свободного падения g: р_пл = Н r g.

Через пьезометрические уровни скважин, вскрывших пласт, проходит пьезометрическая поверхность.

Высоту столба жидкости Н определяют от отметки пьезометрического уровня до середины пласта коллектора. Расстояние от пьезометрического уровня до условно принятой горизонтальной поверхности называют пьезометрическим напором Н_{2 .}

Пьезометрическая поверхность может устанавливаться выше и ниже дневной поверхности (скважина фонтанирует).

Рис. 5.9. Пьезометрическая высота и напор

Давление столба жидкости полностью заполняющей скважину называется гидростатическим. Давление в пласте может быть выше и ниже гидростатического (аномальное).

Начальное пластовое давление определяет начальную энергетическую характеристику залежи. По нему определяют закономерность падения пластового давления при разработке залежи.

Для сравнения давления в разных скважинах пользуются приведенным пластовым давлением. Это давление, замеренное в скважине и пересчитанное на условно принятую горизонтальную плоскость (обычно средняя абсолютная отметка начального водонефтяного контакт ВНК:

,

где р_пл.пр – приведенное пластовое давление; р_пл.з – замеренное пластовое давление в скважине; h_n – расстояние между точкой замера и условной поверхностью; ρ – плотность флюида, заполняющего расстояние h_n.

Формула вычисляется со знаком «плюс», если точка замера находится выше условной плоскости, и «минус» – если ниже.