Изучение органических кислот в подземных водах
(По разрезу Кажимской скв. Т-1.)
Н.Т. Шабарова, А. П. Туняк,М. Б. Нектарова
Наличие в подземных водах органических кислот, в виде солей различных металлов или в свободном состоянии, указывает на совершающийся процесс вымывания органического вещества из вмещающих его пород. Присутствие органических кислот в подземных водах - одно из доказательств существования в земной коре химических процессов распада захороненного органического вещества. В свою очередь органические кислоты, по схеме реакции декарбоксилирования, тоже распадаются до более простых соединений. Известно, что декарбоксилирование органических кислот сопровождается образованием углеводородов [1]. В природе этот процесс представляет собой реальный геохимический фактор. Следовательно, органические кислоты и их соли, растворимые в подземных водах, можно рассматривать как один из источников возникновения углеводородов.
Исходя из высказанных соображений, в 1959 г. мы изучали органические кислоты (по методу разделения их на летучие и нелетучие с водяным паром) в подземных водах по разрезу Кажимской опорной скв. Т-1. Метод определения описан ранее [2]. Сущность его заключается в том, что первая группа кислот отгоняется из подкисленной пробы воды с водяным паром, вторая извлекается серным эфиром из остаточной жидкости после отгонки с водяным паром.
Метод выделения органических кислот с водяным паром позволяет количественно определить ту группу кислот, которая другими способами не учитывается, в то же время как эта группа кислот очень важна. По своим химическим свойствам органические кислоты, летучие с водяным паром, относятся к одноосновным органическим кислотам предельного ряда, с открытой углеродной цепью, общей формулой СnН2nСO2 (карбоновые или жирные кислоты). Во фракцию кислот нелетучих с водяным паром переходят все остальные органические кислоты, в том числе и циклического строения, как нафтеновые кислоты.
Подземные воды исследовались из семи горизонтов с глубины от 1020 до 2556 м. Первые два горизонта представляют собой отложения карбона, следующие четыре относятся к девону и последний горизонт - к рифею.
Органические кислоты изучались во взаимосвязи с химизмом и минерализацией исследованных вод. По классификации В.А. Сулина исследованные воды относятся к одному типу - к хлоркальциевому [3].
Результаты определения органических кислот представлены в таблице.
Из приведенных данных видно, что органических кислот, летучих с водяным паром, в подземных водах по разрезу Кажимской опорной скважины содержится от 662,5 до 2242.4 мг/л. В водах верхнего и среднего карбона органических кислот меньше, чем в водах девонских отложений.
Средний молекулярный вес кислот от 46.4 до 58,3, из чего можно заключить, что выделенные с водяным паром кислоты состоят в основном из низкомолекулярных кислот, большинство солей которых растворимы в воде.
В таблице приведен показатель отношения содержания названных выше кислот к минерализации. Он выражен величиной одного порядка (n*10-3).Подобное явление нами было отмечено для вод, тоже хлор-кальциевого типа, других месторождений [4], Органических кислот, нелетучих с водяным паром, содержится в меньших количествах- от 3,5 до 21,0 мг/л. Следует отметить, что в водах карбона этих кислот больше, чем в водах девонских отложений. На основании вновь полученного материала можно говорить о присутствии органических кислот, летучих с водяным паром и нелетучих, во всех исследованных нами подземных водах, отобранных по разрезу Кажимской опорной скважины Т-1. Обнаружение органических кислот в различных количествах по разным горизонтам, по-видимому, объясняется тем, что исходное материнское вещество, погребенное в этих отложениях, не было одинаковым.
С целью выяснения связи между органическими кислотами и другими химическими соединениями содержание органических кислот, летучих с водяным паром, дополнительно выражено графически, с нанесением на график анионов хлора и сульфатов (см. рисунок). При этом отчетливо обнаруживается обратная зависимость между органическими кислотами и сульфатными соединениями. Подмеченная закономерность вызывает интерес, ее можно рассматривать как показатель восстановительной среды.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каррер П. Курс органической химии. Перевод с немецкого, 1939.
2. Шабарова Н.Т. О химическом составе органического вещества в водах некоторых нефтяных месторождений. Тр. ВНИГНИ, вып. 27, 1960.
3. Cyлин В.А. Гидрогеология нефтяных месторождений СССР. Гостоптехиздат, 1948.
4. Шабарова Н.Т. Распределение органического вещества в подземных водах. «Советская геология», № 8, 1961.
ВНИГНИ
|
Дата (число, месяц) |
Интервал перфорации, м |
Горизонт |
Минерализация воды, мг/л |
Органические кислоты |
|||||
|
летучие с водяным паром |
нелетучие с водяным паром, мг/л |
||||||||
|
отбора проб воды |
анализа воды |
мг/л |
мг-экв |
молекулярный вес |
отношение СnН2nO2 к минерализации |
||||
|
20.III |
25.VI |
1020-1040 |
С |
191978,40 |
662,5 |
12,5 |
53,7 |
3,4*10-3 |
21,0 |
|
12.III |
18.V |
1240-1250 |
С |
192962,20 |
925,0 |
19,9 |
46,4 |
4,4*10-3 |
16,5 |
|
5.III |
14.V |
1508-1532 |
д |
235379,00 |
1386,5 |
25,1 |
55,1 |
5,8*10-3 |
5,0 |
|
23.II |
6.V |
1720-1740 |
д |
268495,60 |
1915,6 |
39,8 |
48,1 |
7,1*10-3 |
7,5 |
|
26.I |
4.IV |
1981-1984 |
д |
249933,64 |
2242,2 |
43,0 |
52,3 |
8,9*10-3 |
8,5 |
|
9.I |
8.IV |
2070-2084 |
Д |
237383,69 |
2146,0 |
45,5 |
47,1 |
9,0*10-3 |
6,5 |
|
13.XII |
6.IV |
2556-2578 |
Рифей |
237209,84 |
1911,0 |
32,3 |
58,3 |
8,0*10-3 |
3,5 |
Рисунок Диаграмма распределения хлоридов, сульфатов и органических кислот в подземных водах Кажимской опорной скважины Т-1 (сост. Н.Т. Шабарова, 1959 г.).
Анионы: 1 - хлора (Сl) и 2 - сульфатов (SO4"); 3 - органические кислоты летучие с водяным паром (СnН2nO2).