ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОНОСНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА ТЕРРИТОРИИ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО ПРИКАСПИЯ
Л.А. Анисимов
По характеру водоносности гидрогеологический разрез северо-западного Прикаспия, расположенного в пределах Терско-Кумского и Прикаспийского артезианских бассейнов [1], можно представить в следующем виде.
На эродированном фундаменте Предкавказской платформы и на кунгурских соленосных отложениях несогласно залегают породы мезозоя. Песчано-глинистые отложения ааленского и байосского ярусов перекрыты глинистой толщей батского яруса, которую можно рассматривать как первый региональный водоупор. Выше залегают песчано-глинистые породы верхней юры и нижнего мела с многочисленными водоносными горизонтами, которые содержат воду сходного химического состава. Верхнюю часть разреза нижнемеловых отложений, представленную глинистой толщей верхнего и среднего альба, а также карбонатные верхнемеловые отложения можно считать несовершенным водоупором из-за небольшой мощности глин и трещиноватости известняков вблизи тектонических нарушений.
Основным водоупором для рассматриваемой территории, как и для всего Предкавказья, является майкопская свита. Мощность глинистой толщи на юге превышает 1000 м, к северу она постепенно снижается до 300 м. В пределах сводовой части Промыслово-Бузгинской антиклинальной зоны, в районе Астраханских поднятий и на соляных куполах майкопские отложения отсутствуют. На этих структурах верхний водоносный комплекс неогеновых и четвертичных отложений непосредственно ложится на породы верхнего мела, а иногда и на более древние отложения.
Характер распространения водоупорной толщи майкопской свиты определяет основные гидрогеологические особенности территории северо-западного Прикаспия, так как районы отсутствия майкопских отложений являются очагами разгрузки подземных вод мезозоя [2].
На рассматриваемой территории можно выделить основные водоносные комплексы, разделенные региональными водоупорами:
1. водоносный комплекс среднеюрских отложений;
2. водоносный комплекс нижнемеловых отложений;
3. водоносный комплекс неогеновых и четвертичных отложений.
К настоящему времени по результатам опробования глубоких скважин можно построить гидродинамические карты длянекоторых горизонтов указанных водоносных комплексов (рис. 1-3).
Приведенные давления для водоносных горизонтов мезозойских отложений рассчитывались по уравнению Силина-Бекчурина [3] при абсолютной отметке плоскости сравнения -3000 м, расположенной ниже самых глубоких скважин. Исходя из распределения удельного веса воды (в пределах территории плотность воды для каждого водоносного горизонта закономерно повышается в северо-восточном направлении), водоносные горизонты разбивались горизонтальными плоскостями на несколько участков, в каждом из которых плотность пластовой воды незначительно отличалась от γср. В этом случае уравнение Силина-Бекчурина с некоторым приближением решалось следующим образом:
где Рприв - давление жидкости переменного удельного веса, приведенное к плоскости сравнения Z0 (абсолютная отметка -3000 м); Рпл - пластовое давление (отметка пласта на глубине Z); Н - высота столба воды в скважине; γ - плотность воды в скважине с учетом температуры и давления; γср - средняя плотность воды па участке пласта, заключенном между горизонтальными плоскостями, с учетом температуры и давления; ΔZ - расстояние между горизонтальными плоскостями.
В дальнейшем давления приведены к уровню моря и выражены в метрах столба пресной воды.
По апшеронским отложениям построена карта статических уровней, которая характеризует гидродинамические условия в водоносных горизонтах достаточно точно, благодаря небольшой разнице в плотности пресной воды и подземных вод, а также незначительной глубине залегания апшерона.
Среднеюрский водоносный комплекс. Выходы юрских пород, занимающие большую площадь, отмечаются на северном склоне Кавказского хребта, где их поверхность высоко приподнята над уровнем моря (свыше 1000 м). Поэтому указанный район является областью питания юрского водоносного комплекса Терско-Кумского артезианского бассейна [4]. К северу от рассматриваемой территории юрские породы выходят на поверхность в северной части Волгоградской области, на правобережье р. Волги.
Ввиду того, что этот район имеет отметки 300-400 м, он является областью питания юрских пород западной части Прикаспийского артезианского бассейна. На карте приведенных уровней байосских водоносных горизонтов (см. рис. 1) намечается региональное движение вод к северу (для южной части территории) и к югу (для северной части территории), что согласуется с общим характером рельефа Предкавказья и Нижнего Поволжья.
По данным приведенных уровней основная разгрузка подземных вод отмечается в пределах Промыслово-Бузгинской зоны, где глубокими скважинами зафиксированы сбросовые нарушения амплитудой до 140 м, а также глубокий размыв глинистой толщи батского яруса на Промысловой, Олейниковской и Цубукской площадях.
Воды поступают в нижнемеловые отложения, где приведенные уровни на 30-60 м ниже, чем в юрском водоносном комплексе. Аномалия пониженных давлений, которая выявлена по данным опробования скважин Промысловской площади и особенно скв. 1 Олейниковской площади, вероятно, протягивается далее к западу, где на Бузгинском поднятии, возможно, существуют аналогичные тектонические условия.
Вторая, менее выраженная аномалия отмечается в районе соляного купола Азау, где также по данным разведочных скважин имеются сбросовые нарушения. Разгрузка вод на куполе Азау менее интенсивная, чем в пределах Промыслово-Бузгинской зоны, по-видимому, из-за сравнительно небольших размеров соляно-купольной структуры по сравнению с огромной протяженностью антиклинальной зоны, а также из-за значительного утяжеления глубинных вод вследствие растворения каменной соли, с которой эти воды контактируют при своем движении в пределах соляного купола.
Нижнемеловой водоносный комплекс
Выходы нижнемеловых отложений отмечаются там же, где и выходы юрских, однако на территории Приволжской возвышенности они занимают большую площадь. Минимальные отметки выходов в пределах Главного Кавказского хребта около 1000 м, в пределах Приволжской возвышенности - 200 м. Эти районы являются областью питания также и для нижнемелового водоносного комплекса соответственно Терско-Кумского и Прикаспийского артезианских бассейнов. По данным приведенных уровней (см. рис. 2) наиболее интенсивная разгрузка отмечается в районе Бузгинского поднятия, где нижнемеловые отложения залегают на глубине всего 80 м и на площади в 150 км2 контактируют с плиоценовыми отложениями небольшой мощности.
Роль Бузгинского поднятия в разгрузке вод настолько велика, что даже в 100 км восточнее, в районе Олейниковского месторождения, по данным приведенных давлений и по наклону газо-водяных и водонефтяных контактов нефтяных и газовых залежей отмечается северо-западное направление движения воды. Влияние Бузгинской структуры значительно усиливается еще и тем, что к югу и к западу от нее нижнемеловые отложения закрыты с поверхности майкопской глинистой толщей, которая препятствует разгрузке вод. Кроме того, в своде Бузгинского поднятия отсутствуют карбонатно-глинистые отложения верхнего мела и в значительной степени глинистая толща верхнего и среднего альба, что не отмечается на остальных структурах Промыслово-Бузгинской зоны.
Для Прикаспийского артезианского бассейна движение вод нижнемеловых отложений, по-видимому, более сложное. Здесь отмечаются две аномалии в районе Астрахань - Тинаки и на соляно-купольной структуре Азау. Оба эти района также характеризуются отсутствием майкопских отложений. Воды нижнемеловых отложений поступают главным образом в проницаемые пласты апшеронского яруса, на что указывает резкое увеличение минерализации вод апшеронских отложений вблизи очагов разгрузки [5].
Водоносный комплекс неогеновых и четвертичных отложений
При рассмотрении карты статических уровней апшеронских водоносных горизонтов (см. рис. 3) можно отметить резко различные направления движения вод мезозойских и молодых отложений. Если для мезозойских отложений направление движения вод определяется рельефом и особенностями тектонического строения погребенных структур, то для плиоценовых и четвертичных отложений большее значение приобретают особенности рельефа. Наивысшие отметки статических уровней апшеронских отложений (+60) наблюдаются на восточном склоне Ергеней, где па поверхность выходят флювиогляциальные отложения ергенинской свиты - континентального аналога апшерона. Минимальные отметки (-23) выявлены вблизи берега Каспийского моря. Локальные понижения статических уровней отмечаются также вблизи поймы р. Кумы и в лощине Дован -древнем русле р. Волги.
Выявленные гидродинамические особенности байосских, альбских и апшеронских водоносных горизонтов, вероятно, можно распространить и на другие горизонты внутри выделенных водоносных комплексов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каменский Г.Н., Толстихина М.М., Толстихин Н.И. Гидрогеология СССР. Госгеолиздат, 1959.
2. Анисимов Л.А. О разгрузке вод мезозойских отложений Терско-Кумского артезианского бассейна. «Нефть и газ», № 6, 1961.
3. Силин-Бекчурин А.Н. Метод приближенного расчета скоростей фильтрации и подземного стока рассолов по пьезометрам. Труды лаборатории гидрогеологических проблем, т. II, Изд. АН СССР, 1949.
4. Сухарев Г.М. Гидрогеология мезозойских и третичных отложений Терско- Дагестанской нефтегазоносной области и Нижнего Поволжья. Гостоптехиздат, 1954.
5. Киссин И.Г. О гидродинамических и гидрохимических особенностях водоносных горизонтов мезозойских отложений Восточного Предкавказья. ДАН СССР, т. 134, № 1, 1960.
Грозненский нефтяной институт
Рис. 1. Карта приведенных напоров вод байосского яруса. Пьезоизогипсы даны в метрах столба пресной воды и приведены к уровню моря.
Рис. 2. Карта приведенных напоров вод альбского яруса. Пьезоизогипсы даны в метрах столба пресной воды и приведены к уровню моря
Рис. 3. Карта абсолютных отметок статических уровней вод апшеронских отложений.
