Нефтегазовая геология

 

 

Количество растворенных солей, концентрация минеральных веществ, растворенных в водах нефтяных месторождений

 

Общее количество минеральных веществ, растворенных в водах нефтяных месторождений, обычно изменяется от нескольких сотен частей на миллион¹ (нескольких сотых долей процента) в практически пресных водах до 300 000 ч. на млн. (30 %) в тяжелых рассолах. Известны и более высокие концентрации. Самая высокая концентрация отмечена Кейсом [18] для рассолов (плотностью 1,458) из доломитов Салайна (силур) в Мичигане, содержащих 642 798 ч. на млн., или 64,3% растворенных минеральных веществ. В морской воде содержание растворенных минеральных компонентов, как видно из табл. 5-2, составляет около 35 000 ч. на млн. (3,5 %). Некоторые воды нефтяных месторождений, особенно те из них, которые имеют метеорное происхождение, а также воды в районах, характеризующихся значительным наклоном пьезометрической поверхности, содержат меньше растворенных минеральных веществ по сравнению с морскими. В других случаях содержание минеральных веществ в них больше, чем в морской воде. В водах нефтяных месторождений, кроме того, гораздо более изменчивы концентрации различных минералов.

 

Плотность² вод возрастает с увеличением количества солей в растворе. Приблизительное соотношение между удельным весом рассола и общим количеством содержащихся в нем растворенных минеральных веществ показано в табл. А-1 в Приложении.

 

Таблица плотности воды позволяет получить приблизительные данные о количестве растворенных минеральных веществ в тех случаях, когда других определений концентраций не имеется. Другой способ получения приближенных данных о количестве растворенных минеральных компонентов был применен при изучении вод, приуроченных к верхнемиссисипским песчаникам Честер в Иллинойсе. В этих водах количество хлоридов достигает примерно 60 % от общего веса растворенных твердых веществ [19]. Приблизительный состав рассолов можно быстро установить по диаграмме, подобной показанной на 5-13, которая представляет собой график зависимости состава растворенных веществ в водах Канзаса от плотности рассола.

 

 

Ионные анализы вод, обладающих низкой концентрацией солей, обычно подобны анализам вод с высокой концентрацией. Это объясняется тем, что первые из них являются разбавленными, а низкая концентрация растворенных веществ может быть обусловлена инфильтрацией метеорных вод, связанной либо с современной дневной поверхностью, либо с поверхностями несогласия в геологическом разрезе. Присутствие пресных или слабосоленых вод иногда свидетельствует о существовании проницаемой связи с участком дневной поверхности, откуда поступают питающие воды. Эта связь в свою очередь указывает на такой характер гидродинамических условий, который мог вызвать вымывание нефти и газа из некоторых структурных ловушек. Однако на земном шаре известно много нефтяных месторождений, из которых нефть добывается вместе с пресными или слабосолеными водами, поэтому присутствие таких вод в общем не может служить препятствием для положительного заключения о нефтегазоносности благоприятныхловушек. Для примера можно привести месторождение Кирикире в восточной Венесуэле [20] (см. стр. 324 и 7-57, А.Ф.), где концентрация растворенных солей изменяется от совершенно незначительной до 2300 ч. на млн. (0,23%), а в среднем составляет около 1400 ч. на млн. (0,14 %); месторождение Лас-Крусес в западной Венесуэле с пресными, пригодными для бытовых целей водами, концентрация растворенных солей в которых составляет всего 323 ч. на млн. (0,03%) [21], и многие другие залежи в регионе Скалистых гор в США [22].

 

Региональные изменения солености пластовых вод удобно показывать на картах равных концентраций ‑ изоконцентраций, или изокон (isocon maps), где линиями соединяются точки с равными концентрациями. На этих картах можно видеть характер изменения концентрации растворенных солей в водах непрерывно протягивающегося песчаного горизонта [23]. На 5-14 в качестве примера приведена карта равных концентраций для песчаников Сент-Питер-Симпсон (ордовик) в центральных штатах США. Карты изокон могут быть использованы для грубой проверки данных, полученных из пьезометрических карт (карт потенциометрической поверхности), поскольку и на тех и на других видно общее направление движения вод в коллекторах от области питания к области разгрузки.

 

Для пластовых вод большинства районов отмечается увеличение концентрации растворенных минеральных веществ с глубиной. Это увеличение минерализации, возможно, определяется тем, что соленые воды тяжелее пресных. И если соленые воды в результате тектонических движений окажутся поднятыми выше пресных, они, как более тяжелые, со временем придут в равновесие с легкими пресными водами, заняв возможно более низкое гипсометрическое положение в водоносном пласте. Или же, что более вероятно, увеличение солености пластовых вод с глубиной связано с тем, что глубже расположенные воды более длительное время подвергались процессам, приводящим к увеличению концентрации растворенных веществ.

 

Исключения из общей закономерности увеличения концентрации растворенных солей с глубиной установлены на некоторых месторождениях района Баку и на Ново-Грозненском нефтяном месторождении в СССР. Верхние воды Ново-Грозненской площади соленые, концентрация растворенных в них веществ порядка 60 г 1 л (60 000 ч. на млн. или 6 %), в то время как воды в нижележащих нефтенасыщенных природных резервуарах характеризуются концентрацией от 0,80 до 5,0 г 1 л (800-5000 ч. на млн.) [24]. Другое исключение подобного же рода известно в Канзасе (см. табл. 5-4), где концентрация солей в водах пенсильванских отложений составляет 10 000-125 000 ч. на млн. (1-12 %), а в водах более глубоко залегающих ордовикских отложений 5000-35 000 ч. на млн. (0,5-3,5 %). Возможно, что это объясняется разбавлением пластовых вод метеорными, которое происходило во время предпенсильванского периода эрозии, а также существованием непроницаемого раздела, препятствовавшего миграции флюидов вкрест поверхности несогласия. Положение этой поверхности в разрезе отмечено резким изменением концентрации. Внезапное уменьшение с глубиной концентрации солей в пластовых водах и в других районах можно считать результатом наличия в разрезе поверхности несогласия. Вероятным объяснением этому в ряде областей, включая и Канзас, может служить также предположение, что воды в нижних слоях лучше связаны с зоной питания и больше разбавлены метеорными водами, чем воды в верхних горизонтах осадочного чехла.

 

 

К содержанию: Леворсен: ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА

 

Смотрите также:

 

Поиски и разведка месторождений  Углеводороды нефть, газ, конденсат  РЕСУРСЫ МОРЯ. Нефть, газ

 

Закон О нефти и газе о недропользование  Размещение нефтяных и газовых месторождений.