3.4. Гидрогеология

Павловское месторождение расположено на восточной окраине Восточно-Русского артезианского бассейна и принадлежит к восточной части Волго-Камского артезианского бассейна второго порядка. По условиям взаимосвязи водоносных комплексов с земной поверхностью в пределах месторождения выделяются два гидродинамических этажа: верхний и нижний, разделенные карбонатно-сульфатными отложениями иренского горизонта. Толщина флюидоупора изменяется от 40 до 122 м.

Верхний гидродинамический этаж объединяет зоны активного и затрудненного водообмена с земной поверхностью. В основном он сложен верхнепермскими и, частично, нижнепермскими отложениями. Нижний гидродинамический этаж, содержащий углеводородные залежи, характеризуется застойным режимом подземных вод.

Шешминский водоносный комплекс целиком слагает зону активного водообмена. Он представлен невыдержанными замещающимися прослоями и линзами загипсованных глин, песчаников, алевролитов с подчиненными прослоями конгломератов и известняков. Здесь распространены трещинно-грунтовые и трещинно-пластовые ненапорные и напорные воды, залегающие соответственно на глубине 4-9 и 10-100 м.

Дебит родников изменяется от 0,1 до 0,3 л/сек. Дебит скважин для трещинно-грунтовых вод равен десятым долям л/сек, для трещинно-пластовых – 0,8-2,5 л/сек, повышаясь в трещинных зонах до 2-10 и более л/сек. Средневзвешенный модуль подземного стока 50% обеспеченности составляет 3,4 л/сек/км². В интервале глубин 25-40 и 45-70 м в шешминских отложениях наблюдались интенсивные (до 55 м³/час в скважине №882) поглощения промывочной жидкости.

В условиях активного изменения гидродинамической обстановки в разрезе вследствие заводнения продуктивных пластов существует потенциальная возможность вертикальных перетоков минерализованных вод в зону активного водообмена по стволам "дефектных" и старых (незацементированных) поисково-разведочных и структурных скважин. Предполагается наличие гидродинамической связи подземных вод от среднекаменноугольных отложений по пермские. Кроме того, в районах эксплуатационных скважин 203 и 205, пробуренных на Барановском поднятии, начали появляться грифоны и пластовые выходы сероводородных вод.

Пресные воды гидрокарбонатно-кальциевого состава распространены до глубин 50-60, реже 100 м. Они обладают хорошими питьевыми качествами и широко используются населением для водоснабжения.

В менее промытых частях разреза на глубинах 50-60 м встречают сульфатные и хлоридные воды минерализации 2-3 г/л. Неглубокое залегания сульфатных и хлоридных вод высокой минерализации (до 20 г/л) возможно в местах поступления глубинных вод по трещинам в сводовых частях поднятий.

Соликамский горизонт в области выхода его на поверхность и неглубокого залегания под более молодыми отложениями содержит подземные воды, пригодные для водоснабжения. Трещинно-грунтовые, трещинно-пластовые или трещинно-карстовые воды приурочены, главным образом, к прослоям песчаников, мергелей или известняков, залегающих в глинистых доломитах и известняках. Причем, подземные воды, развитые выше уровня эрозионного вреза - ненапорные, ниже - напор достигает 7-10 м.

Химический состав подземных вод определяется геолого-структурными особенностями. В приподнятых участках, расположенных выше вреза речных долин, породы, как правило, промыты и воды в них имеют гидрокарбонатный состав и минерализацию до 1 г/л. С увеличением глубины залегания промытость пород уменьшается, наблюдается увеличение минерализации подземных вод за счет повышения в них содержания сульфатов. В нижней части глинисто-мергелистой толщи встречаются даже воды хлоридного состава.

В области перекрытия соликамского горизонта толщей более молодых отложений резко сокращается трещиноватость пород, увеличивается их глинистость и загипсованность. Это приводит к тому, что ниже зоны влияния дрен, т.е. на глубинах более 150-200 м, соликамские отложения становятся постепенно безводными и водоупорными. Вместе с гипсами и ангидритами иренского горизонта они надежно изолируют воды ниже- и вышезалегающих толщ.

Условия залегания и температурная характеристика водоносных комплексов рассмотрены в табл. 3.4.1., коллекторские и фильтрационные свойства пород - в табл. 3.4.2. Поглощения промывочной жидкости, качаемые в процессе бурения скважин, охарактеризованы в табл. 3.4.3.

Верхнекаменноугольно-нижнепермский водоносный комплекс карбонатных пород в районе месторождения изучен недостаточно. Скрывающий его иренский горизонт кунгурского яруса сложен чередующимися гипсово-ангидритовыми и карбонатными пачками пород, а в западной части района является регионально выдержанным водоупором. При сравнительно неглубоком (45-192 м) залегании на Павловском месторождении иренские отложения водоносны. Так в процессе структурно-поискового бурения на соседней Тюйской площади водоносные горизонты встречены в верхней и нижней частях иренских отложений, соответствующих лунежской и неволинской пачкам. Дебиты водопритоков изменяются от 0,7 до 2-3 л/сек, максимальные значения достигают 6-7 л/сек. Воды сульфатно-кальциевого состава с минерализацией 1,7-4,3 г/л и содержанием сероводорода до 51 г/л.

При последующем бурении эксплуатационных скважин из подошвенной части иренских отложений с глубины 140-190 м наблюдались обильные притоки сероводородных вод с дебитами от 4 до 480-1200 м³/сут (скважины 743, 746, 748, 750, 823 и др.).

Водосодержащие породы верхнекаменноугольно-нижнепермского водоносного комплекса вскрываются большим количеством разведочных и эксплуатационных скважин на глубинах 180-270 м. Водопритоки различной интенсивности отмечались из верхней и нижней частей филипповских и из прикровельной части артинских отложений. Практически все скважины самоизливали сероводородной водой. В 1961-1963 годах интенсивные - от 336 до 672 м³/сут - самоизливы наблюдались в скважинах 201, 202, 203, 205, 212, 215. Позднее, в 1980-х годах, интенсивность самоизливов сероводородных вод увеличилась до 720-1920 м³/сут (скважины 743, 749, 804, 814, 818). Бурение эксплуатационных скважин в северной части Павловского поднятия в 1988-1990 годах сопровождалось катастрофическими проявлениями сероводородных вод в интервале глубин 160-300 м. Водопроявления временной интенсивности продолжались чаще до проектной глубины скважины и, в редких случаях, они прекращались после спуска и цементажа кондуктора. Это указывает на активизацию гидродинамического режима подземных вод артинско-филипповских отложений.

Условия залегания и температурная характеристика ГНВК

Таблица 3.3.3.4.

Название комплекса	Глубина залегания кровли комплекса, м относительная абсолютная	Толщина комплекса, м	ВНК, абсолютная отметка, м	Состав водонасыщенных пород	Т, 0С рассчитанная фактическая
1	2	3	4	5	6
Верхнекаменоугольно-нижнепермский	149 - 278 (+36,6) – (-53)	472-543	-	песчаник, известняк	6,2 н.с.
Московский	654 – 776 (-475) – (-560)	292-328	В3В4	известняк, доломит, песчаник	13,2 13,5-29,0
Окско-серпуховско-башкирский	954 – 1081 (-790) – (-868)	322-382	Бш1-2-821-825	известняк, долмит	17,4 н.с.
Нижне-средневизейский	1288-1434 (-1125) – (-1207)	76-104	Тл2а-1189-1215 Тл2б-1190-1213 Бб1-1180-1222 Бб22-1196-1227 Мл-1203-1227	песчаник, алевролит	22,0 23-26,5
Верхнедевонско-турнейский	1366 – 1533 (-1211) – (-1296)	592-642	Т1-1248-1281 Т2-1257-1276	известняк	23,0 24,8-25
Средне-верхнедевонский	2037 – 2084 (-1828) – (-1932)	32-41	-	алевролит, песчаник	32,5 н.с.

Характеристика коллекторских и фильтрационных свойств водонасыщенных пород

Таблица 3.4.2.

Пласт	Пористость по керну, %	Пористость по геофизическим данным, %	Проницаемость по керну, мкм2	Коэффициент продуктивности скважин, м3/(сут∙МПа)
1	2	3	4	5
В3В4	9-24,8 13,7 (43)	-	1,1-733 33 (37)	0,4-25,2
Бш1	10-19,1 15,5 (3)	6-252 12,0 (40)	1512 - (1)	н.с.
Бш2	7,3-21 14,6 (34)	5-29,5 13,4 (505)	2,4-900 110 (30)	н.с.
Тл2-а	13,3-25,3 18,0 (13)	10,7-25 20,0 (43)	11,2-977 254 (12)	1,5-68,8 (2)
Тл2-б	13,4-31,8 20,0 (75)	12-25 21,2 (156)	9,7-1740 363 (63)	14,4-47,7 (3)
Бб1	12,8-19,9 16,0 (9)	10,7-255 19,9 (71)	3,2-240 75,8 (9)	7,5 (1)
Бб2	13,2-225,1 17,6 (23)	11,4-25 19,1 (232)	2,7-2650 344 (18)	н.с.
Мл	13,2-25,8 19,8 (50)	10,5-26,2 21,1 (611)	2,9-1692 470 (52)	н.с.
Т1	8,6-18,1 11,5 (38)	6-21,2 11,0 (244)	0,6-73,5 10 (32)	0,2-6,6 (3)
Т2	11-15,8 13,7 (4)	4,5-24,5 10,7 (137)	7,1-19,1 12 (3)	н.с.