ПОНЯТИЕ О ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОМ ЦИКЛЕ, ВОДООБМЕНЕ И ЭТАПЕ

Геогидродинамические водонапорные системы развиваются во времени и пространстве, что определяется гидрогеологической историей развития бассейна, характером текущего геологического и соответствующего ему гидрогеологического цикла. Одни и те же водоносные комплексы на протяжении времени своего существования могут входить в состав эксфильтрационных и инфильтрационных природных водонапорных систем и связаны с характером текущего этапа гидрогеологической истории конкретного водоносного комплекса.

В развитии гидрогеологических процессов в пределах какого-либо района имеется определенная цикличность, выделяются циклы и этапы.

Гидрогеологический цикл — отрезок гидрогеологической истории, начинающийся с тектонического погружения, трансгрессии (наступления), осадконакопления и образования седиментационных (эли-зионных) вод, включающий период последующей регрессии, денудации и инфильтрации и заканчивающийся новой трансгрессией и прекращением инфильтрации.

Различают современный и древний гидрогеологические циклы, современную и древнюю инфильтрацию.

Гидрогеологический цикл какого-либо бассейна подразделяется на элизионный и инфильтрационный этапы.

Элизионный гидрогеологический этап — та часть гидрогеологического цикла, которая начинается с тектонического погружения и трансгрессии моря, когда происходят накопление осадков и образование седиментационных вод в молодых отложениях, происходит седиментационный водообмен. Этот этап завершается, когда на значительной части территории, занятой седиментационным бассейном, отрицательный знак колебательных движений сменяется на положительный — происходит поднятие, регрессия моря и начинается денудация водоносных пород.

Инфильтрационный гидрогеологический этап — часть гидрогеологического цикла, в течение которого образуются инфильтрационные воды, постепенно вытесняющие и замещающие седиментационные воды, т.е. происходит промывание пород инфильтрационными водами. Этот этап заканчивается, когда при новом тектоническом погружении море перекрывает наземные выходы водоносных пород и начинается накопление новых, более молодых осадков, а инфильтрация прекращается.

Гидрогеологический цикл заканчивают один элизионный этап плюс один инфильтрационный этап. В пределах гидрогеологических бассейнов таких циклов может быть несколько. Кроме перечисленных, возможны сложные гидрогеологические циклы, когда бассейн, развивающийся как единое целое, распадается на отдельные участки, причем на одних из них продолжается инфильтрационный режим, а на других начинаются погружение и новый цикл. Подразделение гидрогеологической истории той или иной территории на гидрогеологические циклы и этапы производится на основе анализа литолого-стратиграфической характеристики и тектонического строения структурных элементов, сведений о палеогеографических и палеотектонических условиях.

При смене этапов одни воды могут вытесняться другими, перемешиваться или переходить в более древние отложения; иными словами, происходит водообмен — замена одних вод другими.

При элизионном водообмене происходит уплотнение глинистых осадков и выжимаемые из них воды, направленные к относительно приподнятым участкам с меньшим геостатическим давлением, попадают в песчаные пласты-коллекторы, вытесняют оттуда сингенетичные им седиментационные воды, т.е происходит замена одних вод другими. Элизионный водообмен, с которым связываются основные гидрогеологические процессы нефтегазообразования и нефтегазонакопления, рассматривается как положительный фактор в формировании скоплений нефти и газа. Масштабы элизионного водообмена зависят от мощности глинистых толщ и перекрывающих их отложений, под влиянием геостатической нагрузки которых происходит их уплотнение.

При инфильтрсщионном водообмене инфильтрационные воды замещают элизионные. С этим водообменом связываются основные гидрогеологические процессы, приводящие к разрушению образовавшихся скоплений нефти и газа. Гидрогеологические условия и масштабы инфильтрационного водообмена обусловлены:

• • гипсометрическими отметками выхода пород на дневную поверхность;
• • коллекторскими свойствами пород-коллекторов;
• • климатическими условиями территории;
• • наличием гидрографической сети.

Полное обновление вод в пласте, или полный водообмен может произойти при соответствующих условиях на любом этапе. Отрезок времени, в течение которого происходит полное обновление свободной воды в пласте, называется временем полного водообмена независимо от этапа, который зависит от скорости движения вод, их общего объема. Показателем полного водообмена служит коэффициент водообмена К₀ — отношение годового расхода подземного потока q идущего через данный водоносный пласт к общему количеству воды в пласте 0:

Длительность водообмена зависит от скорости движения вод, их объема и может быть больше или меньше гидрогеологического цикла. В гидрогеологических бассейнах ПВНС могут быть распространены или только элизионные, или только инфильтрационные (гомогенные) системы, или разнородные ПВНС (гетерогенные). Примером таких бассейнов служат Азово-Кубанский, Прикаспийский (надсолевой гидрогеологический этаж — инфильтрационная система, подсолевой этаж — элизионная система) и Каракумский гидрогеологические бассейны.