Интерпретация данных вэз

Исследуемая территория имеет сложное литологическое строение, что характерно для озерно-аллювиального типа осадконакопления. Литологическая неоднородность по глубине влечет за собой и значительную изменчивость геоэлектрического разреза. Наиболее большие изменения удельного электрического сопротивления отмечаются в верхней части разреза (рис.3).

Рис. 3. Верхняя часть геоэлектрического разреза ПР5

Средняя глубина распространения этой толщи пород колеблется от 4-5 м до 10-12 м, достигая на востоке площади изучения 18 м. Как видно на рис. 3 геоэлектрический разрез характеризуется частым чередованием разных по мощности и протяженности пластов с широким и резким диапазоном изменений УДС – от 9-10 Омм до 500-600 Омм. Здесь отмечаются пяти-, шестислойные геоэлектрические разрезы, состоящие, в основном из комбинаций трехслойных типа Н и К, но встречаются и кривые типа A и Q.

Аналогичная картина характерна и для других профилей.

Ниже имеем переслаивание более мощных слоев (до 20 и более метров), представленных пяти- и семислойными геоэлектрическими разрезами, описываемыми кривыми типа Н и К. УДС изменяется от 5 до 272 Омм (рис.2).

Для перехода от геоэлектрических разрезов к литологическим необходимо отождествить физические параметры, полученные в результате съемки ВЭЗ (УДС) непосредственно с литологическими разновидностями. Наиболее достоверно это будет сделать по данным геофизических исследований скважин, а именно, по данным измерения кажущегося сопротивления пород (метод КС), к тому же мы имеем хорошее совпадение значений кажущегося сопротивления, измеренного методами ВЭЗ и ГИС (таблица 2,3).

Основной задачей ВЭЗ было выделение водоносных горизонтов и водоупоров с локализацией их в пространстве. Поэтому, для построения разрезов упростим литологическую колонку, оставив основные разновидности пород: пески различной глининости, глины плотные (тавдинская свита), глины алевритовые и алевриты глинистые (таблица 4).

Таблица 4.

Соответствие значений удс с литологическим разрезом

№ п/п	Удельное электрическое сопротивление по данным ГИС, Омм	Порода
1	5-15	Глина плотная
2	10-20	Глина алевритовая
3	20-40	Алеврит глинистый
4	40-70	Песок глинистый
5	70-90	Песок слабоглинистый
6	более 90	Песок

Литологический разрез исследуемой площади представлен горизонтально переслаивающимися глинистыми, песчано-глинистыми и песчаными палеогеновыми отложениями тавдинского (P tv), объединенного атлымского и новомихайловского (P at+nm), туртасского (P tr) горизонтами и четвертичными отложениями различного состава.

При сравнении данных ВЭЗ, полученных на одной точке, но при взаимно перпендикулярных разносах (крестовые точки ВЭЗ), можно оценить равномерность разреза по прости-

					Таблица 5.
Сводная таблица сопоставления данных измерений крестовых ВЭЗ
№ п/п	УДС, Омм	h, м	УДС, Омм	h, м	погрешность, %
1	пр5 пк6		мг1пк5
2	87,73	1,087	108,48	0,826	-0,2365	0,2401
3	33,36	1,091	27,62	1,047	0,1721	0,0403
4	108,48	1,952	81,74	3,349	0,2465	-0,7157
5	28,28	5,817	22,87	5,424	0,1913	0,0676
6	24,55	15,793	20,33	10,852	0,1719	0,3129
7	134,14	9,794	119,22	12,102	0,1112	-0,2357
8	26,35	10,982	18,94	10,913	0,2812	0,0063
9	70,95	5,885	89,83	5,549	-0,2661	0,0571
10	12,68	13,283	26,35	13,404	-1,0781	-0,0091
11	124,98	13,2	124,98	15,384	0,0000	-0,1655
12	10,26		11,65		-0,1355
по точке	661,76	78,884	652,01	78,85	0,0147	0,0004
	пр9 пк6		мг1 пк9
1	215	0,885	175,6	0,9	0,1833	-0,0169
2	13,29	0,37	30,87	0,369	-1,3228	0,0027
3	37,53	2,8	34,15	2,8	0,0901	0,0000
4	20,33	2,59	18,94	2,596	0,0684	-0,0023
5	77,97	4,43	34,15	4,425	0,5620	0,0011
6	13,29	12,674	18,5	12,738	-0,3920	-0,0050
7	113,72	15,954	96,42	16,034	0,1521	-0,0050
8	33,36	23,6	25,73	23,478	0,2287	0,0052
9	173,88	16,62	94,17	16,503	0,4584	0,0070
10	6,87		10,02		-0,4585
по точке	705,24	79,923	538,55	79,843	0,2364	0,0010
	пр5 рк17		мг2 пк5
1	116,98	0,3	91,46	0,543	0,2182	-0,8100
2	36,01	3,695	26,83	1,579	0,2549	0,5727
3	54,95	4,303	72,24	4,221	-0,3146	0,0191
4	17,55	15,142	21,69	17,712	-0,2359	-0,1697
5	51,92	22,111	48,38	21,506	0,0682	0,0274
6	14,27	13,249	20,69	15,829	-0,4499	-0,1947
7	161,09	16,593	95,88	14,652	0,4048	0,1170
8	2,49		7,51		-2,0161
по точке	455,26	75,393	384,68	76,042	0,1550	-0,0086
	пр9 пк17		мг2 пк9
1	100,03	0,462	97,09	0,465	0,0294	-0,0065
2	30	1,443	29,65	1,551	0,0117	-0,0748
3	121,85	2,166	127,96	2	-0,0501	0,0766
4	27,66	2,338	24,35	2,237	0,1197	0,0432
5	255,43	2,776	348,85	2,721	-0,3657	0,0198
6	32,25	14,038	33,36	13,084	-0,0344	0,0680
7	165,87	18,744	162	19,908	0,0233	-0,0621
8	35,88	16,694	11,99	16,669	0,6658	0,0015
9	72,3	16,155	92,44	16,371	-0,2786	-0,0134
10	12,27		9,78		0,2029
по точке	853,54	74,816	937,47	75,006	-0,0983	-0,0025

ранию. Таких точек было четыре – ПР5 ПК6-МГ1ПК5, ПР5 ПК17-МГ2ПК5, ПР9ПК6-МГ1ПК9, ПР9ПК17-МГ2ПК9 (таблица 5). При интерпретации кривых по данным точкам (прил.3) был заложен принцип независимости, т.е. интерпретация производилась непосредственно по каждому профилю отдельно. Коэффициент корреляции по мощности составляет 0,98, по УДС – 0,91. Разброс значений при определении мощности пластов в целом не велик – всего лишь несколько значений (15% от общего количества) превышают рубеж погрешности 20%, при суммарных погрешностях целиком по точке менее 1%. Значения УДС разнятся несколько больше. Погрешность при определении УДС, в основном, находится в районе 20-30%. Из выше изложенного следует, что эффективные сопротивления по разным направлениям для одного и того же слоя различны, а следовательно, и состав слоев по простиранию сильно различается.

Важное значение для построения разрезов имеет распределение глинистого материала (содержание глины) в породах. Программа «ВЭЗ03» позволяет, на основании заранее заданных параметров влажности, пористости, радиуса капилляров и некоторых других параметров, решить этот вопрос. Параметры подбираются как по таблицам, так и непосредственно для каждой исследуемой площади методом подбора (по принципу получения наиболее оптимального варианта решения).

На рис. 4 показано распределение содержания глины (в %) в породах исследуемого участка.

Из выше приведенных рисунков видно, что водоносные слои туртасского и атлым+новомосковского горизонтов, в основном, сложены достаточно чистыми песками (глинистость 1-5%) и слабоглинистыми песками (5-15 %). Глинистые пески (15-30%) атлым+новомосковского горизонта небольшие по протяженности и встречаются не часто (единичные точки наблюдения ВЭЗ – МГ 1 ПК1,8,14). По ПР5 и 9 и МГ2 глинистых песков нет.

Глинистые пески в туртасском водоносном горизонте встречаются чаще, но в основном на флангах изучаемой площади: ПР5 ПК17-19, МГ1 ПК1-4, МГ2 ПК1-7.

Водоупорные слои туртасского и атлым+новомосковского горизонтов имеют содержание глин более 30-35%.Особняком стоит ПР9. Здесь (рис.4 г) от ПК10 по ПК15 пространство между водоносными слоями туртасского и атлым+новомосковского горизонтов и четвертичными отложениями заполнено породами с содержанием глинистого материала от 11 до 23 %.

Тавдинский водоупорный горизонт – это повсеместно плотные глины с содержанием глинистого материала 97-99%.

Литологические разрезы, построенные на основании геоэлектрических разрезов (рис.2), разрезов содержания глины (рис.4) и таблицы 4 представлены на рис. 5.

Разрезы, построенные исключительно по данным ВЭЗ, являются несколько схематичными, ибо при построении их акцент делался на выделение только основных литологических разностей (таблица 4).

Покровные отложения (рис. 3) по составу разбиваться не будут, так как большого интереса для данных исследований не представляют ни в качестве потенциально водоносного ни в качестве водоупорного горизонтов.

На рис. 5 видно, что по разрезу слои имеют ярко выраженную горизонтальную направленность с углами наклона, не превышающие, в среднем 5-10⁰, исключение составляет западный фланг магистрали 2 (ПК1-4), где угол наклона резко увеличивается до 30⁰.

Литологические разрезы, построенные на основании геоэлектрических разрезов (рис.2), разрезов содержания глины (рис.4) и таблицы 4 представлены на рис. 5.

Разрезы, построенные исключительно по данным ВЭЗ, являются несколько схематичными, ибо при построении их акцент делался на выделение только основных литологических разностей (таблица 4).

Покровные отложения (рис. 3) по составу разбиваться не будут, так как большого интереса для данных исследований не представляют ни в качестве потенциально водоносного ни в качестве водоупорного горизонтов.

На рис. 5 видно, что по разрезу слои имеют ярко выраженную горизонтальную направленность с углами наклона, не превышающие, в среднем 5-10⁰, исключение составляет западный фланг магистрали 2 (ПК1-4), где угол наклона резко увеличивается до 30⁰.

Водоносные слои состоят из песков с разной степенью глинистости. Водоупорные слои представлены глинами алевритовыми и алевритами глинистыми.

На рис. 6 приведена литологическая карта-срез по абсолютной отметке 35 м. Срез проведен так, чтобы он проходил через весь атлым+новомосковский водоносной горизонт. Видим, что подавляющая часть среза сложена песками с незначительным (первые проценты) содержанием глинистого материала. Лишь на севере участка глинистость повышается и пески сменяются алевритами глинистыми. Для более общей картины и более наглядного представления о литологическом строении площади в текстовых приложениях 4-7 приведены карты-срезы по абсолютным отметкам +25, +45, +50 и +85 м.

Коэффициенты фильтрации расчитаны по программе «ВЭЗ03» (текстовые приложения 8,9). Отмечается четкая граница песок-вмещающие породы, по которым коэффициент фильтрации равен 0. Непосредственно по песчанным слоям коэффициент фильтрации от 1 до 13,5 м/сутки, что подтверждает неравномерность в литологическом составе этих слоев – содержание глин меняется в больших пределах. По ПР9 наблюдаем «гидрогео-

логическое окно» (текстовые приложения 8б). На лицо имеется связь между водоносными горизонтами. По данным ВЭЗ коэффициент фильтрации составляет более 0,5 м/сутки.

На рис.7 приведен срез по абсолютной отметке +35 м распределения коэффициента

фильтрации.

Очень важное значение для ведения дальнейших гидрогеологических работ имеет представление о глубинах залегания тавдинского водоупорного горизонта (рис.8). Для построения этой карты были использованы данные по ВЭЗ и каротажу. Видно, что тавдинский горизонт имеет общий уклон на север. Амплитуда изменения глубины залегания глин тавдинского горизонта на территории участка более 18 м. На юге участка вырисовался купол с абсолютной отметкой 33,7 м (МГ2 ПК18).

Мощность атлым+новомосковского водоносного горизонта (рис.9) изменяются от 20 м на юге площади до 9 м на северо-востоке и имеет общую тенденцию к понижению в южной части к центру участка и на север и северо-восток в северной части.

По рез ультатам всего вышеизложенного была построена карта изменения водопроницаемости для атлым+новомихайловского водоносного горизонта (рис.10).

Значения водопроводимости вычислялись по формуле:

где К – водопроницаемость,

К_ф – коэффициент фильтрации,

m– мощность слоя

Мощность слоя и коэффициент фильтрации взяты по данным съемки ВЭЗ. Двойной штриховкой отмечена область наиболее благоприятная для строительства водозабора (водопроводимость более 150 м²/сутки). Одинарной штриховкой оконтурена область с водопроницаемостью пород более 100 м²/сутки, где при необходимости так же можно получить достаточно хороший приток воды.

Метрологическое обеспечение

Работы выполнялись цифровой аппаратурой «Электротест-С» («Диоген», г.Москва).

Перед выполнением работ она прошла техническое обслуживание, включающая в себя ремонт и поверку правильности работы прибора (текстовое приложение 9).

Проверка работы аппаратуры непосредственно в процессе ведения работ осуществлялась с помощью эталонных мостов сопротивлений, имитирующих полевые замеры. Проверка выполнялась до и после работы. Отклонений в показаниях прибора от эталонных значений сопротивлений не было.

Выводы

Метод ВЭЗ в условиях Заводоуковской площади показал хорошие результаты. Как показал анализ полученных в ходе интерпретации значений мощностей слоев и их кажущихся сопротивлений, наблюдается очень хорошая сходимость данных полученных в результате проведения ВЭЗ и данных по выполнению электрического каротажа (КС) по пройденным на изучаемой площади скважин.

Как результат: были выделены водоносные и водоупорные горизонты, определены их мощность, основной состав, фильтрационные свойства.

Были выделены зоны наиболее благоприятные для строительства водозаборов.