Гидрогеология нефтегазоносных отложений Пякупурского куполовидного поднятия

Гидрогеология нефтегазоносных отложений Пякупурского куполовидного поднятия 

Новиков Д.А. 

Гидрогеологическим исследованиям Западно-Сибирской плиты посвящены работы крупнейших российских исследователей Б.П. Ставицкого, М.С. Гуревича, Н.М. Кругликова, А.Э. Конторовича, В.В. Нелюбина, С.В. Егорова и многих других. Результатом их явилось установление основных гидрогеологических закономерностей бассейна, в частности его зональности, специфики формирования ионно-солевого состава, особенностей вод нефтяных и газовых месторождений и других. Тем не менее, несмотря на существование ряда сводных работ по гидрогеологии и гидрогеохимии Западно-Сибирского мегабассейна [1-5], гидрогеология подземных вод нефтегазоносных отложений северных районов остаётся слабо изученной, поскольку большинство исследований последних десятилетий касались гидрогеологии осадочного чехла южной половины мегабассейна. Поэтому любые новые данные по гидрогеологии и гидрогеохимии севера Западной Сибири представляют несомненный научный интерес.

Последняя четверть 20-го века была ознаменована бурным развитием нефтегазового комплекса Западной Сибири, вследствие этого здесь накоплен обширный фактический материал по составу подземных вод и гидрогеологии в целом. В настоящей работе использованы данные по гидрогеологии и гидрогеохимии подземных вод нефтегазоносных отложений Пякупурского куполовидного поднятия, преимущественно структур приуроченных к Комсомольскому, Барсуковскому, Известинскому и Вьюжному месторождениям.

Пякупурское куполовидное поднятие является структурой второго порядка осложняющей структурный план Северного свода, который расположен в северной зоне центральной части бассейна (рис. 1) и по седиментологическим, фациальным, тектоническим и другим характеристикам является типичной структурой этого региона. В нефтегазоносной части данного региона, как и Западно-Сибирского бассейна в целом, выделяется три основных водоносных комплекса: апт-альб-сеноманский, неокомский и юрский. Некоторые общие сведения о водоносных горизонтах приведены в таблице 1. Апт-альб-сеноманский гидрогеологический комплекс представлен отложениями покурской свиты, сложенными в верхней части уплотнёнными песками, серыми, зеленовато-серыми песчаниками, тёмно-серыми, серыми алевритистыми глинами с прослоями ракушечников, гравелитов и конгломератов. Нижняя часть комплекса сложена преимущественно серыми, тёмно-серыми песчаниками, чередующимися с тёмно-серыми глинами и алевролитами.

Подземные воды апт-альб-сеноманского комплекса относятся к хлоридному натриевому или хлоридно-гидрокарбонатному натриевому типам с минерализацией 6,5-20,3 г/л (табл.2). В катионном составе доминирующее положение занимает Na+, составляя до 7,1 г/л. Среди анионов преобладает Cl-, концентрации которого достигают 11,7 г/л. Газонасыщенность подземных вод изменяется в широком интервале и составляет 1-3 л/л. Какой либо закономерности в изменении газонасыщенности вод апт-альб-сеноманского комплекса по латерали или глубине не отмечено, поскольку даже в пределах одного пласта она непостоянна и может меняться в два и более раз. ВРГ имеют метановый состав с содержанием метана до 98 об.%, среднее содержание азота составляет 1,5 об.%, водорода 0,03 об.%, гомологов метана до 0,6 об.%.

Термобарические условия рассматриваемого комплекса изменяются значительно. Так, температура подземных вод возрастает с глубиной от 25 до 58 °С, а пластовые давления от 8,5 до 17,0 МПа.

Неокомский гидрогеологический комплекс имеет сложное формационное строение и включает проницаемые пласты группы А и группы Б. Первые представлены верхней подсвитой тангаловской свиты, сложенной серыми глинами, иногда зеленовато-серыми, чередующимися с серыми песчаниками и алевролитами; вторые - средней, нижней подсвитами тангаловской свиты и отложениями сортымской свиты, сложенными преимущественно серыми глинами, чередующимися с серыми песчаниками и алевролитами с линзовидными прослоями песчаников. В нижней части сортымской свиты выделяется ачимовская глинисто-алеврито-песчаная толща, имеющая клиноформное строение.

Подземные воды неокомского комплекса относятся к хлоридному натриевому или хлоридно-гидрокарбонатному натриевому типам с минерализацией 3,2-24,0 г/л (табл.2). Среди катионов, как и в апт-альб-сеноманском комплексе, доминирующее положение занимает натрий до 9,1 г/л. В анионном составе резко преобладает хлор до 14,2 г/л, при среднем значении 7,1 г/л. Но, в хлоридно-гидрокарбонатно-натриевом типе существенно возрастает роль гидрокарбонат-иона, концентрации которого достигают в некоторых точках 2,4 г/л. Газонасыщенность подземных вод изменяется довольно широко, интервал колебаний составляет от 0,3 до 3,2 л/л, причём как и в апт-альб-сеноманском комплексе не отмечено каких-либо закономерностей её изменения. ВРГ комплекса имеют метановый состав, причём доля его гомологов увеличивается по сравнению с вышезалегающим комплексом и достигает 5-7 об.%. В то же время на смежных площадях их содержания ещё выше, достигают в среднем 10 об.%, а средние в отдельных точках до 35 об.% [6].

Таблица 1.

Гидрогеологическая характеристика водоносных комплексов

Показатели

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

Термобарические условия комплекса довольно изменчивы, т.к. температура колеблется в широком диапазоне от 56 до 89 оС, а пластовое давление от 16,0 до 30,5 МПа (табл.1).

Юрский гидрогеологический комплекс представлен отложениями баженовской, георгиевской, васюганской, тюменской, котухтинской, ягельной и береговой. Верхняя часть комплекса сложена морскими трансгрессивными осадками, представляющими собой переслаивание тёмно-серых аргиллитоподобных глин с песчаниками и алевролитами. Нижняя часть комплекса сложена континентальными озёрно-аллювиальными и прибрежно-морскими песчано-глинистыми отложениями заводоуковской серии.

Подземные воды юрского комплекса относятся к хлоридному натриевому типу с минерализацией 39,1-62,6 г/л (табл.2). Среди катионов доминирует натрий, содержания которого достигают в некоторых случаях 21,4 г/л. В анионном составе лидирующая роль принадлежит хлору, концентрации которого составляют 23,0-37,6 г/л. Газонасыщенность подземных вод изменяется незакономерно по разрезу и площади свода, составляя при этом 0,7-3,3 л/л. ВРГ комплекса имеют метановый состав с его содержанием в среднем 85 об.%. В составе ВРГ роль гомологов метана является довольно высокой и составляет в среднем 11 об.%.

Температура подземных вод в пластовых условиях изменяется в диапазоне 86-105 оС. Дифференциация теплового поля в одних случаях носит четкий характер (структуры и даже их участки резко различаются по величине геотермического градиента), в других - нечеткий (геотермические условия близки и различаются в деталях). Пластовые давления варьируют от 30,0 до 38,0 МПа.

Таблица 2.

Химический состав подземных вод Пякупурского куполовидного поднятия и смежных территорий

Структура, 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

Таким образом, в пределах Пякупурского куполовидного поднятия развиты солёные преимущественно хлоридно-натриевые воды с общей минерализацией 10-20 г/л в апт-альб-сеноманских и 40-65 г/л в юрских отложениях. Наиболее интересными с точки зрения геохимии являются воды неокомского комплекса. Их минерализация изменяется в широком интервале от 5 до 25 г/л составляя в среднем 12,6 г/л. Существующую гидрогеохимическую аномалию можно связать с влиянием конденсатогенных вод. Как правило, такие аномалии прослеживаются в разрезе большинства многопластовых месторождений неокома Надым-Тазовского междуречья [3]. Вследствие этого появление вод пониженной минерализации в неокомском гидрогеологическом комплексе Пякупурского куполовидного поднятия можно объяснить влиянием углеводородных залежей Комсомольского, Барсуковского, Известинскоо, Вьюжного и других месторождений. По значениям Cl/Br и rNa/rCl коэффициентов (рис. 3.) изученные подземные воды можно отнести к седиментационным с относительно невысокой степенью метаморфизации. По газовому составу это метановые воды, в которых содержание азота в единичных точках превышает 10, а в подавляющем большинстве случаев составляет 1-3 об.%. Все другие газы, кроме тяжёлых углеводородов, содержатся в ещё меньших количествах. Содержания последних с глубиной существенно возрастают. Более подробно поведение ведущих химических элементов с глубиной отражено на рис. 2. Как видно, содержания большинства элементов и общей минерализации растут с глубиной, лишь вод воды неокомского комплекса, подверженные влиянию конденсатогенных вод выбиваются из этого ряда. Так, для группы щелочных и щелочно-земельных элементов наблюдается практически идентичное поведение по характеру накопления в водоносных горизонтах. Содержания калия увеличиваются с 25-100 в апт-альб-сеноман-ском до 190-290 мг/л в юрском комплексе, а натрия в ещё большей степени с 6 до 16 г/л. Наблюдается рост кальция с 100-300 в апт-альб-сеноманском до 1000-2000 мг/л в юрском комплексе, что несколько необычно по сравнению с подземными водами соседних структур, поскольку в их пределах его максимальная концентрация отмечена в водах неокомского комплекса, где она составляет до 2,3 г/л [2, 6,7]. Поведение хлора и брома, как и следовало ожидать с глубиной является идентичным.

В заключение дополнительно отметим, что относительно низкая общая минерализация подземных вод апт-альб-сеноманского водоносного комплекса, вероятно объясняется частичным разбавлением захоронённых морских вод древними инфильтрационными, проникающими с дневной поверхности в эпохи регрессии морского бассейна, а неокомского комплекса смешением седиментогенных пластовых вод с опреснёнными конденсатогенными, 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 газа Западной Сибири. - М.:Недра, 1975. - 680 с.

3. Кругликов Н.М., Нелюбин В.В., Яковлев О.Н. Гидрогеология Западно-Сибирского нефтегазоносного мегабассейна и особенности формирования залежей углеводородов. - Л.: Недра, 1985. - 279 с.

4. Матусевич В.М. Геохимия подземных вод Западно-Сибирского нефтегазового бассейна. - М.: Недра, 1976. - 157 с.

5. Рудкевич М.Я., Озеранская Л.С., Чистякова Н.Ф. и др. Нефтегазоносные комплексы Западно-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.

Автор благодарен ОАО "Пурнефтегазгеология", "Тарко-Салинская нефтегазоразведочная экспедиция и "Тарко-Салинская тематическая экспедиция" за предоставленные материалы.