Корреляционное значение иода, брома, бора и аммония в водах продуктивных горизонтов палеогена Западной Кубани
Е.С. КУДРЯВЦЕВА
Среднемайкопские и кумские отложения являются одними из основных нефтематеринских свит Кубани и всего Кавказа. Поэтому изучение геохимии вод этих горизонтов представляет большой интерес.
Воды упомянутых горизонтов Западной Кубани изучались уже некоторыми исследователями (Отчеты институтов ВНИИ и КФ ВНИИ.)
Многие авторы в своих работах указывают на значение иода, брома, бора и аммония как показателей нефтеносности при разведке. Но вопрос о корреляционной ценности их для отдельных стратиграфических горизонтов в печати почти не освещен. Для выяснения корреляционного значения каждого из перечисленных микроэлементов для майкопских и кумских отложений автором исследованы воды пяти месторождений этих горизонтов.
Все пять месторождений относятся к одной полосе залежей нефти, связанной с южным бортом Кубанской депрессии. Они протягиваются на различных расстояниях друг от друга с юго-востока на северо-запад. На основании 110 химических анализов вод этих месторождений из 97 скважин установлено, что воды всех трех горизонтов относятся к гидрокарбонатнонатриевому типу, классу S1 хлоридной группе, подгруппе натриевых вод. На разной глубине залегания наблюдается изменение солевого состава вод.
Воды майкопских отложений практически бессульфатны и представляют собой растворы различных соотношений хлоридов и бикарбонатов щелочей.
Воды содержат в небольших количествах бикарбонаты щелочных земель.
Минерализация вод I горизонта Майкопа на всем протяжении изучаемых месторождений меняется от 220 до 460 мг-экв.
Воды II горизонта Майкопа, как и воды I горизонта изучаемых месторождений, гидрокарбонатно-натриевого типа. Минерализация вод II горизонта несколько уменьшается и колеблется в интервалах 200-320 мг-экв.
Воды майкопских отложений относительно слабо изменяют свой состав. Но изменения эти имеют свою совершенно определенную закономерность: воды с минимальной минерализацией, содержащие минимум ионов галоидов и аммония, приурочены к скважинам, находящимся в зонах повышенной мощности и песчанистости горизонтов. Это указывает на лучшую промытость таких зон Майкопа. Возрастание общей минерализации воды по направлению к линии выклинивания водовмещающих пород свидетельствует о затухании движения вод в указанном направлении.
Воды кумского горизонта имеют минерализацию, значительно большую, чем воды майкопских отложений. Она колеблется от 480 до 800 мг-экв.
Хлориды щелочей в этих водах имеют почти постоянное значение, равное на всем протяжении горизонта 70-76%.
Общие гидрохимические особенности вод кумского горизонта по простиранию следующие: уменьшение концентрации растворенных солей происходит в направлении от сводов складок к северному и восточному их бортам, т. е. от зон тектонически приподнятых к зоне увеличения мощности и песчанистости горизонта.
Минерализация вод кумской свиты уменьшается по простиранию горизонта с юго-востока на северо-запад. Такова очень краткая геохимическая характеристика вод майкопских и кумских отложений.
Определение содержания микроэлементов в этих водах производилось по общепринятым методам химического анализа нефтяных вод (бромный метод для иода, метод Варова для брома, бор определялся методом Танеевой и аммоний по Кельдалю). Результаты исследований представлены на рис. 1, 2, 3 и 4.
Рассматривая рис. 1, наблюдаем, что водам I и II горизонтов Майкопа с минерализацией 200-460 мг-экв соответствуют концентрации иода 6- 30 мг/л.
Минимальное содержание иода отмечается в водах скважин, находящихся на погружении пласта в зонах максимальной мощности и песчанистости горизонтов.
Скважины с большей минерализацией воды, расположенные ближе к линии выклинивания, содержат около 30 мг/л иода. Отличить по содержанию иода воды I горизонта от вод II горизонта не удалось.
На рис. 1 видно, что количество иода с ростом минерализации в обоих горизонтах увеличивается. Содержание иода в водах кумского горизонта колеблется от 35 до 101 мг/л при минерализации от 460 до 800 мг-экв.
Сводовые скважины, в которых воды наиболее минерализованы, содержат максимальное количество иода от 80 до 101 мг/л.
Содержание иода в кумской свите с ростом минерализации воды интенсивно увеличивается, приближаясь к максимальному содержанию иода в нефтяных водах СССР (Верхне-Чусовское месторождение 100-120 мг/л [4]).
Таким образом, скопление иода в водах кумского горизонта может иметь не только корреляционное, но и промышленное значение для добычи этого ценного вещества из нефтяных вод. На рис. 2 показано распределение ионов брома в водах I и II майкопского и кумского горизонтов всех пяти месторождений. При рассмотрении рис. 2 видно, что в водах II майкопского горизонта количество брома колеблется от 30 до 56 мг/л. В водах I майкопского горизонта содержание брома увеличивается до интервала 58-85 мг/л, а в водах кумских отложений оно достигает максимума от 90 до 165 мг/л.
Следовательно, бром является корреляционным признаком для всех трех изучаемых горизонтов продуктивной толщи палеогена. Его количество, так же как и количество иода, увеличивается в водах с ростом их минерализации.
Распределение бора в водах майкопских и кумских отложений показано на рис. 3. Бор в водах I и II горизонтов Майкопа колеблется от 30 до 48 мг/л при минерализации воды от 200 до 460 мг-экв.
Воды кумских отложений содержат бора значительно больше (от 52до 86 мг/л); их минерализация достигает 480-800 мг-экв. При рассмотрении рис. 3 наблюдаем, что зависимость между минерализацией воды и содержанием в ней бора выражена не так ярко, как в первых двух случаях.
Если рассмотреть отдельно кумский или майкопский горизонт, то увеличение количества бора с ростом минерализации воды почти незаметно. Но при сопоставлении обоих горизонтов наблюдаем несомненный рост количества бора вместе с увеличением минерализации воды от майкопских горизонтов к кумскому.
Характерный узкий диапазон колебаний содержания бора в водах каждого горизонта позволяет применять его при расчленении майкопских и кумских отложений.
Распределение аммония в водах майкопского и кумского горизонтов представлено на рис. 4. В водах II горизонта Майкопа его количество колеблется от 7 до 23 мг/л, в I горизонте Майкопа от 18 до 36 мг/л, в кумских отложениях от 27 до 50 мг/л. Следовательно, цифры содержания аммония перекрывают друг друга, поэтому аммоний не может являться коррелятивом для вод майкопской и кумской свит. Однако из рис. 4 можно установить закономерность распределения аммония: его количество увеличивается с ростом минерализации воды как в кумской, так и в майкопской свитах. Данные по аммонию показывают, что степени восстановительной обстановки по разрезу горизонтов майкопского и кумского несколько увеличиваются с глубиной, но в общем остаются близкими.
Выводы
В результате изучения вод майкопских и кумских отложений установлено:
1. корреляционное значение иода и бора для разделения горизонтов майкопского от кумского;
2. корреляционное значение брома для расчленения вод I горизонта Майкопа от II и от кумского горизонта;
3. незначительное уменьшение в общем по разрезу от I горизонта Майкопа ко II содержания иода, брома, бора и аммония и резкое увеличение его в нижележащей кумской свите; содержание иода возрастает примерно в четыре раза; это позволяет считать воды кумского горизонта ценным промышленным сырьем, которое еще до сих пор не используется;
4. относительно слабое изменение солевого состава вод майкопской свиты как по разрезу, так и по простиранию; однако эти изменения подчинены общей закономерности; максимальная минерализация вод о повышенным содержанием ионов галоидов и аммония приурочена к скважинам, расположенным вблизи линии выклинивания горизонта, в зонах пониженной его мощности и песчанистости;
5. большая минерализация вод кумской свиты по сравнению с водами майкопских отложений; минерализация вод кумской свиты уменьшается по простиранию горизонта с юго-востока на северо-запад; в этом же направлении уменьшается содержание ионов галоидов и аммония;
6. уменьшение минерализации воды в кумских отложениях и понижение содержания микроэлементов (иода, брома и аммония) происходят в направлении от сводов к крыльям складок, где мощность и песчанистость горизонта увеличены.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алекин О.А. Общая гидрохимия. Гидрометеоиздат, 1952.
2. Бунеев А.И. К вопросу происхождения основных типов минерализованных вод в осадочных породах. ДАН СССР, т. 15, № 6, 1944.
3. Вернадский В. И. О классификации и химическом составе природных вод.
4. Сулин В.А. Воды нефтяных месторождений СССР. ОНТИ, 1935.
5. Сулин В.А. Гидрогеология нефтяных месторождений. ОНТИ, 1948.
6. Тамразян Г.П. О закономерностях изменения химического состава вод майкопской свиты в пределах Кавказа. ДАН СССР, т. XVI, № 6, 1954.
Краснодарский филиал ВНИИ
Рис. 1. Зависимость содержания иода от общей величины минерализации воды.
1-воды кумского горизонта: 2-воды II майкопского горизонта; 3 - воды I майкопского горизонта.
Рис. 2. Зависимость содержания брома от общей величины минерализации воды.
1 - воды кумского горизонта; 2-воды II майкопского горизонта; 3 - воды I майкопского горизонта.
Рис. 3. Зависимость содержания бора от общей величины минерализации воды.
1 - воды кумского горизонта; 2 - воды II майкопского горизонта; 3 - воды I майкопского горизонта.
Рис. 4. Зависимость содержания аммония от общей величины минерализации воды.
1 - воды кумского горизонта; 2-воды II майкопского горизонта; 3-воды I майкопского горизонта.