Новиков Д.А.
Гидрогеологическимисследованиям Западно-Сибирской плиты посвящены работы крупнейших российскихисследователей Б.П. Ставицкого, М.С. Гуревича, Н.М. Кругликова, А.Э.Конторовича, В.В. Нелюбина, С.В. Егорова и многих других. Результатом ихявилось установление основных гидрогеологических закономерностей бассейна, в частностиего зональности, специфики формирования ионно-солевого состава, особенностейвод нефтяных и газовых месторождений и других. Тем не менее, несмотря насуществование ряда сводных работ по гидрогеологии и гидрогеохимииЗападно-Сибирского мегабассейна [1-5], гидрогеология подземных воднефтегазоносных отложений северных районов остаётся слабо изученной, посколькубольшинство исследований последних десятилетий касались гидрогеологииосадочного чехла южной половины мегабассейна. Поэтому любые новые данные погидрогеологии и гидрогеохимии севера Западной Сибири представляют несомненныйнаучный интерес.
Последняячетверть 20-го века была ознаменована бурным развитием нефтегазового комплексаЗападной Сибири, вследствие этого здесь накоплен обширный фактический материалпо составу подземных вод и гидрогеологии в целом. В настоящей работеиспользованы данные по гидрогеологии и гидрогеохимии подземных воднефтегазоносных отложений Пякупурского куполовидного поднятия, преимущественноструктур приуроченных к Комсомольскому, Барсуковскому, Известинскому и Вьюжномуместорождениям.
Пякупурскоекуполовидное поднятие является структурой второго порядка осложняющейструктурный план Северного свода, который расположен в северной зонецентральной части бассейна (рис. 1) и по седиментологическим, фациальным,тектоническим и другим характеристикам является типичной структурой этогорегиона. В нефтегазоносной части данного региона, как и Западно-Сибирскогобассейна в целом, выделяется три основных водоносных комплекса: апт-альб-сеноманский,неокомский и юрский. Некоторые общие сведения о водоносных горизонтах приведеныв таблице 1. Апт-альб-сеноманский гидрогеологический комплекс представленотложениями покурской свиты, сложенными в верхней части уплотнёнными песками,серыми, зеленовато-серыми песчаниками, тёмно-серыми, серыми алевритистымиглинами с прослоями ракушечников, гравелитов и конгломератов. Нижняя частькомплекса сложена преимущественно серыми, тёмно-серыми песчаниками,чередующимися с тёмно-серыми глинами и алевролитами.
Подземныеводы апт-альб-сеноманского комплекса относятся к хлоридному натриевому илихлоридно-гидрокарбонатному натриевому типам с минерализацией 6,5-20,3 г/л(табл.2). В катионном составе доминирующее положение занимает Na+, составляя до7,1 г/л. Среди анионов преобладает Cl-, концентрации которого достигают 11,7г/л. Газонасыщенность подземных вод изменяется в широком интервале и составляет1-3 л/л. Какой либо закономерности в изменении газонасыщенности водапт-альб-сеноманского комплекса по латерали или глубине не отмечено, посколькудаже в пределах одного пласта она непостоянна и может меняться в два и болеераз. ВРГ имеют метановый состав с содержанием метана до 98 об.%, среднеесодержание азота составляет 1,5 об.%, водорода 0,03 об.%, гомологов метана до0,6 об.%.
Термобарическиеусловия рассматриваемого комплекса изменяются значительно. Так, температураподземных вод возрастает с глубиной от 25 до 58 °С, а пластовые давления от 8,5до 17,0 МПа.
Неокомскийгидрогеологический комплекс имеет сложное формационное строение и включаетпроницаемые пласты группы А и группы Б. Первые представлены верхней подсвитойтангаловской свиты, сложенной серыми глинами, иногда зеленовато-серыми,чередующимися с серыми песчаниками и алевролитами; вторые — средней, нижней подсвитамитангаловской свиты и отложениями сортымской свиты, сложенными преимущественносерыми глинами, чередующимися с серыми песчаниками и алевролитами слинзовидными прослоями песчаников. В нижней части сортымской свиты выделяетсяачимовская глинисто-алеврито-песчаная толща, имеющая клиноформное строение.
Подземныеводы неокомского комплекса относятся к хлоридному натриевому илихлоридно-гидрокарбонатному натриевому типам с минерализацией 3,2-24,0 г/л(табл.2). Среди катионов, как и в апт-альб-сеноманском комплексе, доминирующееположение занимает натрий до 9,1 г/л. В анионном составе резко преобладает хлордо 14,2 г/л, при среднем значении 7,1 г/л. Но, вхлоридно-гидрокарбонатно-натриевом типе существенно возрастает рольгидрокарбонат-иона, концентрации которого достигают в некоторых точках 2,4 г/л.Газонасыщенность подземных вод изменяется довольно широко, интервал колебанийсоставляет от 0,3 до 3,2 л/л, причём как и в апт-альб-сеноманском комплексе неотмечено каких-либо закономерностей её изменения. ВРГ комплекса имеют метановыйсостав, причём доля его гомологов увеличивается по сравнению с вышезалегающимкомплексом и достигает 5-7 об.%. В то же время на смежных площадях ихсодержания ещё выше, достигают в среднем 10 об.%, а средние в отдельных точках до35 об.% [6].
Таблица1.
Гидрогеологическаяхарактеристика водоносных комплексовПоказатели Гидрогеологические комплексы Апт-альб-сеноманский Неокомский Юрский Свита покурская тангаловская, сортымская баженовская, георгиевская и другие Пласт ПК1-22 АП7-11, БП1-22 Ю1-23 Температура, оС 25-58 56-89 86-105 Пластовые давления, МПа 8,5-17,0 16,0-30,5 30,0-38,0 Солевой состав вод (по Щукареву) Cl-Na, Cl-HCO3-Na Cl-Na, Cl-HCO3-Na Cl-Na Минерализация, г/л 6,5-20,3 3,2-24,0 39,1-62,6 rNa/rCl, среднее 0,95 0,98 0,9 Cl/Br, среднее 238 257 272 Газонасыщенность, л/л 1,0-3,0 0,3-3,2 0,7-3,3 Водорастворённые газы Метановые Метановые Метановые Число анализов 14 95 3
Термобарическиеусловия комплекса довольно изменчивы, т.к. температура колеблется в широком диапазонеот 56 до 89 оС, а пластовое давление от 16,0 до 30,5 МПа (табл.1).
Юрскийгидрогеологический комплекс представлен отложениями баженовской, георгиевской,васюганской, тюменской, котухтинской, ягельной и береговой. Верхняя частькомплекса сложена морскими трансгрессивными осадками, представляющими собойпереслаивание тёмно-серых аргиллитоподобных глин с песчаниками и алевролитами.Нижняя часть комплекса сложена континентальными озёрно-аллювиальными иприбрежно-морскими песчано-глинистыми отложениями заводоуковской серии.
Подземныеводы юрского комплекса относятся к хлоридному натриевому типу с минерализацией39,1-62,6 г/л (табл.2). Среди катионов доминирует натрий, содержания которогодостигают в некоторых случаях 21,4 г/л. В анионном составе лидирующая рольпринадлежит хлору, концентрации которого составляют 23,0-37,6 г/л.Газонасыщенность подземных вод изменяется незакономерно по разрезу и площадисвода, составляя при этом 0,7-3,3 л/л. ВРГ комплекса имеют метановый состав сего содержанием в среднем 85 об.%. В составе ВРГ роль гомологов метана являетсядовольно высокой и составляет в среднем 11 об.%.
Температураподземных вод в пластовых условиях изменяется в диапазоне 86-105 оС.Дифференциация теплового поля в одних случаях носит четкий характер (структурыи даже их участки резко различаются по величине геотермического градиента), вдругих — нечеткий (геотермические условия близки и различаются в деталях).Пластовые давления варьируют от 30,0 до 38,0 МПа.
Таблица2.
Химическийсостав подземных вод Пякупурского куполовидного поднятия и смежных территорийСтруктура, месторождение Значение pH Элементы, мг/л М г/л rNarCl Cl Br Число анализов Ca Mg Na K NH4 Cl HCO3 B Br I F SiO2 Апт-альб-сеноманский гидрогеологический комплекс Пякупурское куполовидное поднятие Min. 7,4 106 15 2366 24 3 3688 73 4 13 3 0,5 6 6,5 0,79 185 14 Max. 8,8 593 120 7167 144 24 11702 878 10 50 15 1,8 16 20,3 1,01 248 Среднее 7,8 236 56 4084 58 14 7041 402 6 31 8 1,1 11 11,8 0,95 238 Смежные структуры Min. 6,5 60 13 2083 14 4 3191 171 1 10 2 0,2 5 6 0,76 136 41 Max. 8,5 1390 150 7199 101 60 12411 1684 14 52 15 6,8 38 20,5 1,11 321 Среднее 7,5 262 58 4433 50 17 7134 700 5 30 6 1,6 19 12,7 0,97 243 Среднее по комплексу 7,6 237 68 4951 57 20 7857 808 5 34 8 1,5 18 14 0,98 236 55 Неокомский гидрогеологический комплекс Пякупурское куполовидное поднятие Min. 6,1 22 2 1149 6 2 1631 49 4 6 1 0,1 2 3,2 0,77 139 95 Max. 9 1402 243 9112 200 72 14184 2440 43 57 20 4,5 58 24 1,17 284 Среднее 7,6 274 31 4508 53 22 7114 714 18 33 10 1,5 18 12,8 0,98 257 Смежные структуры Min. 5,5 114 1 2719 20 5 3972 12 2 14 1 0,4 14 7,6 0,58 142 61 Max. 7,8 2792 85 6274 124 51 13829 732 58 61 10 8 96 22,6 1,05 312 Среднее 7,2 1175 18 4571 63 21 9024 512 15 39 6 2,4 41 15,4 0,81 239 Среднее по комплексу 7,5 504 36 4818 62 23 7837 840 18 36 9 1,9 26 14,1 0,85 235 156 Юрский гидрогеологический комплекс Пякупурское куполовидное поднятие Min. 6,5 1150 97 13714 198 75 23049 610 5 84 2 0,5 16 39,1 0,87 254 3 Max. 7,8 2180 207 21400 290 150 37588 854 14 147 26 8,9 62,6 0,91 286 Среднее 7,2 1567 150 17546 229 105 30141 748 10 112 14 3,2 50,4 0,9 272 Смежные структуры Min. 6,4 272 12 5915 115 5 10106 366 2 40 1 0,3 8 17,7 0,83 156 38 Max. 8,5 1638 201 14936 920 60 25531 1830 39 113 15 5,9 72 42,9 1,03 406 Среднее 7,1 848 104 10444 211 47 17535 923 10 69 4 1,2 21 30 0,9 263 Среднее по комплексу 7,2 796 94 10614 191 41 17678 892 10 71 3 1,3 20 30,5 0,93 271 41
Такимобразом, в пределах Пякупурского куполовидного поднятия развиты солёныепреимущественно хлоридно-натриевые воды с общей минерализацией 10-20 г/л вапт-альб-сеноманских и 40-65 г/л в юрских отложениях. Наиболее интересными сточки зрения геохимии являются воды неокомского комплекса. Их минерализацияизменяется в широком интервале от 5 до 25 г/л составляя в среднем 12,6 г/л.Существующую гидрогеохимическую аномалию можно связать с влияниемконденсатогенных вод. Как правило, такие аномалии прослеживаются в разрезебольшинства многопластовых месторождений неокома Надым-Тазовского междуречья[3]. Вследствие этого появление вод пониженной минерализации в неокомскомгидрогеологическом комплексе Пякупурского куполовидного поднятия можнообъяснить влиянием углеводородных залежей Комсомольского, Барсуковского,Известинскоо, Вьюжного и других месторождений. По значениям Cl/Br и rNa/rClкоэффициентов (рис. 3.) изученные подземные воды можно отнести кседиментационным с относительно невысокой степенью метаморфизации. По газовомусоставу это метановые воды, в которых содержание азота в единичных точкахпревышает 10, а в подавляющем большинстве случаев составляет 1-3 об.%. Вседругие газы, кроме тяжёлых углеводородов, содержатся в ещё меньших количествах.Содержания последних с глубиной существенно возрастают. Более подробноповедение ведущих химических элементов с глубиной отражено на рис. 2. Каквидно, содержания большинства элементов и общей минерализации растут сглубиной, лишь вод воды неокомского комплекса, подверженные влияниюконденсатогенных вод выбиваются из этого ряда. Так, для группы щелочных ищелочно-земельных элементов наблюдается практически идентичное поведение похарактеру накопления в водоносных горизонтах. Содержания калия увеличиваются с25-100 в апт-альб-сеноман-ском до 190-290 мг/л в юрском комплексе, а натрия вещё большей степени с 6 до 16 г/л. Наблюдается рост кальция с 100-300 вапт-альб-сеноманском до 1000-2000 мг/л в юрском комплексе, что нескольконеобычно по сравнению с подземными водами соседних структур, поскольку в ихпределах его максимальная концентрация отмечена в водах неокомского комплекса,где она составляет до 2,3 г/л [2, 6,7]. Поведение хлора и брома, как иследовало ожидать с глубиной является идентичным.
Взаключение дополнительно отметим, что относительно низкая общая минерализацияподземных вод апт-альб-сеноманского водоносного комплекса, вероятно объясняетсячастичным разбавлением захоронённых морских вод древними инфильтрационными,проникающими с дневной поверхности в эпохи регрессии морского бассейна, анеокомского комплекса смешением седиментогенных пластовых вод с опреснённымиконденсатогенными, возникшими при конденсации углеводородов и паров воды.
Список литературы
1.Гидрогеология СССР. Том 16, Западно-Сибирская равнина (Тюменская, Омская,Новосибирская и Томская области). — М.: Недра, 1970. — 368 с.
2.Конторович А.Э., Нестеров И.И., Салманов Ф.К. и др. Геология нефти и газаЗападной Сибири. — М.: Недра, 1975. — 680 с.
3.Кругликов Н.М., Нелюбин В.В., Яковлев О.Н. Гидрогеология Западно-Сибирскогонефтегазоносного мегабассейна и особенности формирования залежей углеводородов.- Л.: Недра, 1985. — 279 с.
4.Матусевич В.М. Геохимия подземных вод Западно-Сибирского нефтегазовогобассейна. — М.: Недра, 1976. — 157 с.
5.Рудкевич М.Я., Озеранская Л.С., Чистякова Н.Ф. и др. Нефтегазоносные комплексыЗападно-Сибирского бассейна. — М.: Недра, 1988. — 303 с.
6.Шварцев С.Л., Новиков Д.А. Гидрогеологические условия Харампурского мегавала.Известия вузов. Нефть и газ. — Тюмень, 1999, № 3 — с. 21-29.
7.Шварцев С.Л., Пиннекер Е.В., Перельман А.И. и др. Основы гидрогеологии.Гидрогеохимия. — Новосибирск: Наука, 1982. — 285 с.
Авторблагодарен ОАО «Пурнефтегазгеология», «Тарко-Салинскаянефтегазоразведочная экспедиция и „Тарко-Салинская тематическаяэкспедиция“ за предоставленные материалы.