Геохимический способ исследования подземныхвод

 

ОП ИСА

ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИ

Союз Советекив

Социалистическит

Республик

Зависимое от авт. свидетельс

Заявлено 10.VIII.1970 (№ 14 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано ЗОЛ11.1972. Бю

Дата опубликования описан

01v 5/00

01v 9/02

Номитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

192.47 (088.8) Авторы изобретения

Л. М. Зорькин, А. И. Спиридонов и В. Г. Тыминский

Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии

ГЕОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ

B0lI, 20

30

Данные по излучению радиоактивных и радиогенных элементов и их изотопов применяются при исследовании условий формирования подземных вод и ряда других гидрогеологических явлений, знание которых представляет несомненный интерес при решении некоторых практических задач гидрогеологии и поисковой геохимии (в частности, нефть и газ).

В практике нефте- и газо-поисковых работ находят широкое применение оценочные критерии возраста вод или их застойности, предложенные В. П. Савченко, и соответствующий способ исследования вод. Способы оценки, предложенные М. И. Митиным, практически пе могут быть использованы и поэтому здесь не рассматриваются.

Способ оценки застойности вод или их возраста связан с рядом серьезных трудностей и имеет с точки зрения новейших данный ряд неточностей, в частности, необходимо производить комплексные исследования физических свойств пород (пористость, плотность, анализ радиоактивных элементов и т. д.); вызывает также возражение гипотеза об атмосферном происхождении аргона и т. д.

Целью предлагаемого изобретения является методическое упрощение исследования подземных вод путем исключения необходимости

- accoBoro отбора для исследований образцов пород, отказа от анализа изотопного состава аргона и т. д.

Предлагаемый способ служит для экспрессной оценки степени застойности вод, направления их движения и возраста. Для этого в районе исследований отбираются пробы подземных вод, дегазируются и в составе газов анализируются радиогенные (гелий, ксенон) и радиоактивные эманации (радон).

10 Обязательной предпосылкой является наличие генетической связи между компонентами типа гелий-радон и ксенон-радон. В дальнейшем о степени застойности судят по величине отношения этих составляющих газовой смеси.

15 Количество гелия, накопившееся в 1 см порового пространства водовмещающих пород за время t, определяется из выражения

Не = 1,14.10-"(U+ 0,20Th). X

X (1 пне / отл. где Не — количество гелия в см /см, U è Th — содержание урана и тория в породах в г/г, р — плотность пород в г/см, P — пористость пород, Вне — коэффициент, учитывающий диффузионные потери гелия пластовой водой в вышележащие породы, 334533

Тогда выражение (3) примет вид:

1=1,9.

Rn (4) 5 или

8 =1,9 10" —, Rn (5) Предмет изобретения

Составитель И. Трофимов

Техред E. Борисова

Корректор А. Васильева

Редактор E. Гончар

Заказ 1044/10 Изд. № 491 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

К„д — коэффициент отдачи, численно равный доле гелия, перешедшей в воду от общего количества гелия, образовавшегеся в породе за время 1.

Количество радона в 1 слР порового пространства пород определяется из выражения

Rn= 3,4 10- UK,,„,„. Р, (2)

P где ʄ— содержание радона в кюри, U — содержание урана в породах г/г, К,м,„— коэффициент эманирования радона в воду.

Разделив выражение (1) и (2) и, найдя 1, получим:

/ = 3 " ", (3)

К

Котд (1 — Р не) (1 + 0,201)

Th где т= — — отношение тория к урану в

U породах.

Для практических целей и быстрой оценки возраста подземных вод выражение (3) можно упростить, исходя из следующих допущеTh ний. Среднее значение — — отношение для

U осадочных пород можно принять равным 3.

Каман. H Котд. ВзаимоСВязаны между сОбой, так как отражают один и тот же физический процесс — уход гелия и радона из горных пород в воду. Можно положить с достаточной для практических целей точностью, что К„„в

2 — 3 раза больше К „„. Такое допущение оправдано, если учесть, что гелий гораздо легче уходить из горной породы, чем радон (вследствие разницы масс) и часть его уходит за счет эманирования. В общем случае

Котд. И Каман. ЗЗВИСЯТ ОТ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ горных пород и физико-химических условий.

Коэффициент Dne также зависит от физических свойств горных пород и изменяется в пределах 0,2 — 0,8. Таким образом выражение аман. (1 р ) с известной степенью вероятноотд. (не) сти можно принять равным 1. где Не — концентрация гелия в подземных

10 водах в слз/л.

Rn — концентрация радона в подземных водах в эманах.

Таким образом, возраст подземных вод одно15 Не значно определяется — — отношением, АнаRn логичные расчеты могут быть выполнены для

Хе — — отношения.

Rn

20 Данный способ прошел практическую апробацию в некоторых районах СССР. Например, степень застойности вод, направление их движения и возраст оценивались в Ташкентском артезианском бассейне. Полученные результа25 ты хорошо соответствовали всей геолого-гидрогеологической обстановке и тесно коррелировали с поведением действия и изотопов урана. Аналогичная картина отмечена и в других районах.

Геохимический способ исследования под35 земных вод, состоящий в том, что в исследуемом районе отбирают пробы подземных вод, дегазируют и в составе газов анализируют радиогенные и радиоактивные составляющие, отличающийся тем, что, с целью оценки сте40 пени застойности вод, направления их движения и возраста, определяют отношение радиогенных (гелий, ксенон) и радиоактивных (радон) газов, связанных генетической зависимостью и по величине отношения судят о

45 характере гидрогеологической обстановки.