О спорных положениях нефтегазовой гидрогеологии (В порядке обсуждения.)
Л.Н. РОЗАНОВ
Среди различных методов поисково- разведочных работ на нефть и газ значительное место занимают гидрогеологические исследования. Некоторые гидрохимические и гидродинамические показатели рассматриваются как положительные признаки при поисках залежей нефти и газа. Большая роль отводится гидрогеологическому фактору также и при разработке вопросов формирования нефтяных и газовых месторождений.
Общепринятые и широко распространенные положения нефтяной гидрогеологии основаны на признании преобладающей роли поверхностного (атмосферного) источника питания пластовых вод и далекой их боковой миграции.
Однако в последние годы в отечественной и зарубежной литературе все большее значение приобретают идеи о глубинном происхождении вод гидросферы, согласно которым вода поступает к земной поверхности из недр Земли. Этот вопрос связан с другим, более общим, - является ли гидросфера Земли постоянной по объему, или же она непрерывно пополняется из недр?
В ряде районов Волго-Уральской нефтегазоносной области принято выделять области питания и разгрузки пластовых вод. В соответствие с этим устанавливается направление движения вод от области питания, где водоносные пласты выходят на поверхность Земли, к области разгрузки, дренирования этих горизонтов. Предполагается, что такое движение пластовых вод в отложениях девона и карбона в Нижнем Поволжье происходит от Воронежского свода к Прикаспийской впадине, а на востоке Русской платформы - с запада на восток, к Уралу, где участками разгрузки служат тектонические разломы.
Некоторые же гидрогеологи, наоборот, предполагают, что региональное движение пластовых вод происходило в прошлом, или происходит в настоящем, в обратном направлении: от Урала в районы Русской платформы. Указывается, что на Нижней Волге и в Приуралье, в районах, которые (по первому варианту) расположены вблизи предполагаемых зон разгрузки пластовых вод, устанавливаются зоны полностью застойных вод. С другой стороны, известны случаи появления сильно высокоминерализованных пластовых вод в районах восточного склона Воронежского свода, где предполагалась область их питания. С точки зрения глубинного происхождения пластовых вод эта аномалия объяснима, так как последний район соответствует местоположению предполагаемого разлома кристаллического фундамента платформы. В этом случае поступление воды из недр Земли происходит по разлому от зоны большего давления к зонам меньшего давления у поверхности Земли, где происходит их разгрузка.
Более вероятно, что круговорот воды (питание пластовых вод и их разгрузка) происходит лишь в самой поверхностной зоне земной коры, в зоне свободного водообмена (в районах Волго-Уральской области эта зона составляет несколько сотен метров), и не охватывает более глубоких ее частей.
Увеличение минерализации пластовых вод вниз по разрезам скважин происходит (как показали исследования С.М. Кисельгоф и В.Р. Катихина по Волгоградской области) независимо от возраста вмещающих пород и обусловлено лишь глубиной их залегания. На глубинах порядка 2000 м и ниже (по тем же данным) минерализация практически остается постоянной. На этих глубинах устанавливается полностью застойный режим пластовых вод.
Для определения направления регионального движения пластовых вод в нефтяной гидрогеологии пользуются так называемыми картами напоров вод, составляемыми в изолиниях. Практически при таких построениях замеряют не изменения напоров вод, а колебания абсолютных отметок статических уровней вод данного горизонта по скважинам, с поправкой на плотность воды. Рассматривать последовательное понижение приведенных статических уровней, как отображение движения пластовых вод в этом направлении, можно лишь при допущении далекой региональной миграции вод по пласту от области питания к области разгрузки (как в сообщающихся сосудах). Однако сам факт такого механизма движения пластовых вод, за исключением приповерхностной зоны, нельзя считать доказанным.
Необходимо отметить, что в ряде районов Волго-Уральской области понижению приведенных отметок уровней вод в сторону регионального наклона данного горизонта отвечает увеличение относительной высоты приведенного столба жидкости в скважинах в том же направлении, что соответствует увеличению пластового давления с погружением пород.
В общем случае, застойный режим лишь отражает глубину погружения пластов и отсутствие гидродинамической связи водоносного горизонта с поверхностью. Такие высокоминерализованные застойные воды иногда рассматриваются как ископаемые «реликтовые» воды древних морей. Но, вероятнее всего, они являются лишь пластовыми водами больших глубин, на которых господствуют большие давления и движение вод происходит очень медленно. С точки зрения общей идеи глубинного источника гидросферы можно предполагать, что такие пластовые воды тоже глубинного происхождения.
В связи с этим большой интерес представляет вопрос о источнике минерализации пластовых вод. Принято считать, что пластовые воды обогащаются солями, растворяя вмещающие породы. Однако, если учесть значительную продолжительность процесса фильтрации вод через породы (особенно через породы, выходящие на дневную поверхность), такое растворение, в масштабе геологического времени, должно было давно полностью исчерпать этот источник минерализации. На больших же глубинах, где наблюдается застойный режим и отсутствует циркуляция вод, не может быть активного растворения окружающих пород.
При глубинном происхождении вод источник их минерализации следует искать не в растворении солей и минералов, рассеянных в породах, а в первичном обогащении глубинных вод различными элементами. При переходе глубинных вод в поверхностные зоны земной коры с пониженным давлением они теряют эти вещества, которые выпадают и осаждаются в окружающих породах. Таким образом, глубинные воды могут насыщать породы солями, а не наоборот.
Поднятые вопросы, очевидно, имеют дискуссионный характер. В свете новых данных и идей о глубинном происхождении вод вопросы о гидрогеологических критериях поисков нефти и газа следует обсудить на страницах периодической печати, а также на специальных совещаниях.
вниинг