HYDROCHEMICAL FEATURES OF GROUNDWATERS OF DEEPLY SET OIL AND GAS COMPLEXES IN THE NORTH-WEST CASPIAN AREA
Rubrics: NATURAL SCIENCES
Authors:
1.
Astrakhan State Technical University
Type:
Article
Pages:
from 7
to 11
Status:
Published
Received:
10.04.2015
Accepted:
15.04.2015
Published:
15.04.2015
Subject area:
UDK 550.84
GRNTI 20.01 Общие вопросы информатики
GRNTI 26.03 Общественно-политическая мысль
GRNTI 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
GRNTI 44.01 Общие вопросы энергетики
GRNTI 45.01 Общие вопросы электротехники
GRNTI 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
GRNTI 62.01 Общие вопросы биотехнологии
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
GRNTI 73.34 Водный транспорт
GRNTI 20.01 Общие вопросы информатики
GRNTI 26.03 Общественно-политическая мысль
GRNTI 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
GRNTI 44.01 Общие вопросы энергетики
GRNTI 45.01 Общие вопросы электротехники
GRNTI 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
GRNTI 62.01 Общие вопросы биотехнологии
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
GRNTI 73.34 Водный транспорт
Language:
Russian
Keywords:
subsurface waters, Northwest Caspian Sea area, Astrakhan Anticline, Paleozoic, Kungarian stage, water-bearing complexes, ground hydrogeological deck, salinity, inversion hydrochemical zonality, geological closeness
Abstract (English):
Hydrogeological features of ground waters of oil-and-gas Paleozoic complexes of the North-West Caspian sea area have been considered. Salt brines of waterproof sulfate-halogen depth of the Kungurian stage are characterized. The changes of mineralization of waters of the lower hydro geodynamic system have been described. The inversion of values of mineralization from 290 to 60 g/l down the section from the Kungurian stage has been noted. The carried-out analysis of the available data allowed to divide the waters lying in the Paleozoic (subsalt) section of the studied territory into two types: hydrocarbonate-sodium (NaHCO3) and chlorine-calcium (CaCl2). At the same time, the division of waters into chemical types was carried out according to V. A. Sulin's classification. Special significance is attached to the waters of chlorocalcite type indicating hydrogeological closure of subsurface resources, and, respectively, the favorable geological environment of hydrocarbonic deposits formation. The mineralization of underground waters of subsalt coal formation of Astrakhan Anticline with the concentration, which does not exceed 130 g/l and, therefore, characterizing very slowed down water exchange has been taken into consideration.
Hydrogeological features of ground waters of oil-and-gas Paleozoic complexes of the North-West Caspian sea area have been considered. Salt brines of waterproof sulfate-halogen depth of the Kungurian stage are characterized. The changes of mineralization of waters of the lower hydro geodynamic system have been described. The inversion of values of mineralization from 290 to 60 g/l down the section from the Kungurian stage has been noted. The carried-out analysis of the available data allowed to divide the waters lying in the Paleozoic (subsalt) section of the studied territory into two types: hydrocarbonate-sodium (NaHCO3) and chlorine-calcium (CaCl2). At the same time, the division of waters into chemical types was carried out according to V. A. Sulin's classification. Special significance is attached to the waters of chlorocalcite type indicating hydrogeological closure of subsurface resources, and, respectively, the favorable geological environment of hydrocarbonic deposits formation. The mineralization of underground waters of subsalt coal formation of Astrakhan Anticline with the concentration, which does not exceed 130 g/l and, therefore, characterizing very slowed down water exchange has been taken into consideration.
Keywords:
subsurface waters, Northwest Caspian Sea area, Astrakhan Anticline, Paleozoic, Kungarian stage, water-bearing complexes, ground hydrogeological deck, salinity, inversion hydrochemical zonality, geological closeness
subsurface waters, Northwest Caspian Sea area, Astrakhan Anticline, Paleozoic, Kungarian stage, water-bearing complexes, ground hydrogeological deck, salinity, inversion hydrochemical zonality, geological closeness
Введение Как известно, под термином «гидрогеологическая закрытость» понимается комплекс условий, определяющих недопустимость проникновения вод поверхностного типа в исследуемые участки толщ. Гидрогеологическая закрытость является значением многих природных факторов и поэтому истинному количественному учёту не поддаётся. Тем не менее критериями закрытости являются типы вод, степень их минерализации, метаморфизация и содержание некоторых веществ [1]. Таким образом, можно рассмотреть гидрохимические показатели гидрогеологической закрытости недр. Гидрохимические показатели гидрогеологической закрытости недр Подземная гидросфера Северо-Западного Прикаспия имеет двучленное строение и разделена мощной соленосной флюидоупорной толщей кунгурского яруса (рис. 1) [2]. Экранирующая толща кунгура разделяет надсолевой и подсолевой водоносные комплексы, сопоставляемые соответственно с верхним и нижним гидрогеологическими этажами. Пластовые воды подсолевого водоносного комплекса на территории Северо-Западного Прикаспия хорошо изучены (рис. 2) [3]. Рассолы кунгурской толщи характеризуются весьма высокой соленосностью (от 232 до 500 г/л) и значительной концентрацией микроэлементов (табл. 1). Рапа насыщена сульфатами (SO4) до предельных значений и характеризуется повышенными значениями концентрации гидрокарбонатов (HCO3). Рис. 1. Схема сопоставления кунгурских отложений юго-западной части Прикаспийской впадины: 1 - соль; 2 - ангидрит; 3 - аргиллит; 4 - алевролит; 5 - песчаник; 6 - доломит; 7 - известняк; 8 - мергель глинистый Рис. 2. Схема распространения водоносных комплексов в подсолевых отложениях юго-западной части Прикаспия: 1 - состав водорастворённых газов; 2 - глины, аргиллиты; 3 - известняки мелководные хемогенные; 4 - алевролиты, песчаники; 5 - известняки мелководные органогенные; 6 - каменная соль; 7 - ангидриты; 8 - газ, конденсат; 9 - известняки глубоководные; 10 - известняки глинистые; 11 - терригенно-карбонатные породы Таблица 1 Характеристика рассолов кунгурской соленосной толщи Северо-Западного Прикаспия [3] Площадь, номер скважины Интервал (глубина) опробования, м Минерализация, г/л r (Na/Cl) SO4, мг/л НСО3, мг/л Каракульская 5 Устье 495 0,6 52 195 Аксарайская 3 3733 414 0,59 721 328 Каракульская 2 3631 343 0,96 720 134 Заволжская 1 2510-2514 256 0,96 422 73 Ширяевская 10 3302 335 0,80 317 97 Астраханская 86 3295-3304 290 0,85 583 61 Астраханская 203 3570-3605 326 0,73 374 274 Астраханская 85 3440-3368 232 0,86 408 221 Нижний гидрогеологический этаж характеризуется наличием инверсионной гидрохимической зональности, т. е. снижением минерализации вниз по разрезу от галогенной толщи кунгура [4]. На региональном фоне вниз по разрезу каменноугольных отложений минерализация вод меняется в широком диапазоне - от 290 до 60 г/л, т. е. отчётливо проявляется гидрогеохимическая инверсия [4]. Подтверждением может служить минерализация вод нижнекаменноугольных отложений Каракульско-Смушковской зоны поднятий Северо-Западного Прикаспия, где содержание растворённых веществ в воде составляет 60-70 г/л. По мере погружения увеличивается содержание гидрокарбонатов и уменьшается концентрация сульфатов. Низкое содержание сульфатов в составе вод можно объяснить процессом катагенной сульфатредукции [1, 3]. Гидрохимические условия закрытости недр Северо-Западного Прикаспия характеризуются значениями коэффициентов по классификации В. А. Сулина [4]: Согласно [3, 4], в подсолевых отложениях Северо-Западного Прикаспия встречаются в основном воды двух типов: гидрокарбонатно-натриевые (NaHCO3) и хлоркальциевые (CaCl2) (табл. 2). Известно, что наличие вод хлоркальциевого типа характерно для гидрогеологически закрытых недр, формируются они не на поверхности, а в гидрогеологически закрытой среде, подобной среде образования залежей углеводородов [1]. Так, на Астраханском газоконденсатном месторождении (АГКМ) распространены в основном хлоркальциевые воды с содержанием, мг/л; фтора (F) - 0,6-1,7, стронция (Sr) - 54,1-272,5, лития (Li) - 18,3-26,3, брома (Br) - 16,5-64,0, калия (K) - 450-475. Таблица 2 Основные гидрохимические показатели подошвенных вод АГКМ [4] Компонент, мг/л Тип подошвенных вод Хлоркальциевый (CaCl2) Гидрокарбонатно-натриевый (NaHCO3) Кальций-ион Са2+ 2100 700 Калий-ион K+ 470 - Натрий-ион Na+ 28000 2740 Магний-ион Mg2+ 600 200 Аммоний-ион NH4+ 115 115 Хлор-ион Cl- 51300 38000 Сульфат-ион (SO4)2- 510 200 Гидрокарбонат-ион HCO3- 1760 6200 Бром-ион Br- 34 100 Бор B 71 76 Общая минерализация, г/л 88 70 Плотность, г/см3 1,057 1,043 Реже встречающиеся гидрокарбонатно-натриевые воды развиты в виде мозаичной оторочки, местами подстилающей газоконденсатную залежь [4]. Отличительная особенность подземных вод, сопутствующих нефтегазоконденсатным месторождениям, - их минерализация. Высокий уровень минерализации воды является индикатором гидрогеологической закрытости недр и, соответственно, указывает на благоприятные условия сохранения углеводородов [1, 3]. В целом в подсолевых каменноугольных отложениях минерализация вод на Астраханском своде не превышает 130 г/л [3]. Такие значения объясняются тем, что зоны нефтегазонакопления отличаются некоторым замедленным водообменом, а следовательно, застойным гидрологическим режимом. Ловушки для углеводородов являются также и ловушками для воды, поэтому воды в ловушках являются метаморфизованными и характеризуются повышенной минерализацией [3]. Заключение Минерализация вод в подсолевых каменноугольных отложениях Астраханского свода, достигающая 130 г/л, отражает наиболее благоприятные условия существования углеводородных залежей. В большинстве случаев воды относятся к хлоркальциевому типу, что характерно в случае хорошей гидрогеологической закрытости недр. Таким образом, гидрохимические данные позволяют полагать, что в пределах исследуемой территории могут быть дополнительные углеводородные скопления.
1. Mercheva V. S. Gidrohimicheskie kriterii neftegazonosnosti Prikaspiyskoy sineklizy / V. S. Mercheva, T. S. Smirnova // Astrahan. vestn. ekolog. obrazovaniya. 2013. № 3 (25). S. 115-123.
2. Voronin N. I. Osobennosti geologicheskogo stroeniya i neftegazonosnost' yugo-zapadnoy chasti Prikaspiyskoy vpadiny: ucheb. posobie / N. I. Voronin. Astrahan': Izd-vo AGTU, 2009. 168 s.
3. Il'chenko V. P. Neftegazovaya gidrogeologiya podsolevyh otlozheniy Prikaspiyskoy vpadiny / V. P. Il'chenko; pod red. E. V. Stadnika. M.: Nedra, 1998. 288 s.
4. Maslennikov A. I. Osobennosti solevogo sostava plastovyh vod Astrahanskogo gazokondensatnogo mestorozhdeniya / A. I. Maslennikov, Zh. V. Kalashnik // Vestn. Astrahan. gos. tehn. un-ta. 2008. № 6 (47). S. 116-118.
