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.
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.