ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПЛАСТОВЫХ ВОД МЕЗОЗОЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮЖНО-СУХОКУМСКОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ ЕГО ИЗМЕНЕНИЯ В ПРИКУМСКОЙ НЕФТЕГАЗОНОСНОЙ ОБЛАСТИ
Е. М. Ланда
Южно-сухокумская нефтеносная площадь расположена в восточной части северного склона Предкавказского прогиба в пределах Прикумской нефтеносной области. Промышленная разведка площади начата в 1958 г.
Выявленные в Прикумской области поднятия относятся к платформенному типу, замаскированы под моноклинально залегающими осадками третичного возраста и расположены в определенных тектонических зонах. Поднятия тектонических зон начинают вырисовываться лишь в самой нижней части майкопских отложений и постепенно погружаются с запада на восток. Так, кровля IX пласта в Южно-Сухокумске расположена гипсометрическн на 140 м ниже, чем в Озек-Суате.
Южно-Сухокумское поднятие состоит из двух самостоятельных куполов, разделенных поперечным прогибом, величина которого составляет по кумскому горизонту 20 м, а по барремскому ярусу 40 м.
В разрезе нижнемеловых отложений Южно-Сухокумского месторождения, залегающих на глубине 2776-3318 м, установлено тринадцать песчаных пластов. Промышленная нефтеносность установлена в VIII, IX, X, XII и XIII1 пластах, пласты I-VII пока не опробованы XI пласт водоносен (скв. 1).
В верхнеюрских отложениях выделяется нефтеносный ХIII2 пласт, представленный кавернозными доломитами.
В разрезе средней юры выявлены I - IX песчаные пласты, из них промышленно нефтеносны II-III и VI-VII. I, IV и V пласты пока не опробованы, а VIII и IX по данным испытания и материалам БКЗ водоносны.
Пластовые воды нижнемеловых и юрских отложений месторождения Южно-Сухокумск представляют собой концентрированные рассолы с общей минерализацией 3990- 4881 мг-зкв/л, или 117,73-142 г/л. В плотном остатке содержится более 99% хлоридов щелочей и щелочных земель, S1 составляет 74.86-80.30%, S2 от 19.50 до 25.96%.
Содержание отдельных компонентов в пробах вод колеблется в интервалах (в мг-экв/л): Na* 1551-1842, Са** 373-535, Mg** 23-104, Сl* 1976-2432, SO4** 0,8-12 и НСО3* 1,3-12,0. Рн вод колеблется в основном в пределах 6,5-7. Это глубоко метаморфизованные воды хлоркальциевого типа, хлоридной группы, кальциевой подгруппы.
Отношение 
меняется от 0,74 до 0,81, 
-от 4,8 до 19,4,
-от 0,0002 до 0,0054 и 
- от 3,9 до 18,75.
Однотипный фон основного солевого состава этих вод разнообразят микрокомпоненты, характерные для вод нефтяных месторождений (йод, бром, аммоний, бор, возможно литий, барий, стронций, которые обнаружены в пластовых водах месторождения Озек-Суат). Содержание этих компонентов в пробах из отдельных скважин колеблется в следующих пределах (в мг-л): Вr 266-530, J* 7,18-25,38, NH4 93-198, НВО2 62-594 и нафтеновых кислот 0,2- 0,6 мг-экв/л.
Растворенный в пластовой воде газ (скв. 6, интервал 3301-3307 м, VIII пласт, по данным ВНИГРИ, содержит (в %): СН4 75, тяжелых углеводородов 8,9, N2 + инертные газы 4,3, СО2 11,8.
Для выявления закономерностей в изменении состава вод по площади распространения и разрезу стратиграфических горизонтов нами подсчитаны средние содержания отдельных компонентов солевого состава вод по пластам (табл. 1).
Из табл.
1 следует, что изменения химического состава вод между нижнемеловыми и
юрскими отложениями хорошо видны и отражают общие закономерности, т. е. при
переходе от нижнего мела к юре отмечается увеличение минерализации от 4245 до
4621 мг-экв/л. Соответственно коэффициент метаморфизации 
снижается с 0,776 до 0,760,
коэффициент сульфатности 
- с 0,320 до 0,135, содержание бикарбонатов с 4,95 до
2,19 мг-экв/л и NH4 -
с 152,04 до 109,27 мг/л.
При рассмотрении изменений химического состава вод в более узком интервале, т. е. между отдельными пластами нижнемеловых отложений, видно, что имеются отклонения от этой общей закономерности: минерализация вод в IX пласте ниже, чем в VIII, в XI ниже, чем в X, а в XIII1 ниже чем в XII. Эти отклонения обусловлены влиянием литологического состава и коллекторских свойств пластов.
Так, VIII и X пласты литологичоски изменчивы и имеют низкую проницаемость (от 1 до 7 мд), пласты же IX и XI литологически более однородны, имеют повышенную проницаемость (от 1 до 398 мд), прослеживаются по всем месторождениям Прикумской зоны, вследствие чего здесь движение вод может быть сильнее.
О большей подвижности вод XI пласта свидетельствует также то, что по имеющимся в настоящее время данным он водоносен во всей рассматриваемой зоне.
Для выявления изменений химического состава нижнемеловых вод по площади распространения стратиграфических горизонтов Прикумской нефтеносной зоны нами составлена табл. 2 и построены карты изоминер для VIII, IX и X пластов (см. рисунок). Карты составлены по максимальным значениям минерализации в каждом пласте. Из этих данных видно, что по всем указанным выше пластам минерализация вод возрастает от Озек-Суата на север к Зимней Ставке и па восток к Русскому Хутору и Южно-Сухокумску. Такое нарастание минерализации свидетельствует о движении вод к зоне разгрузки в северо-восточном направлении, т.е. к Каспийскому морю.
Наибольший рост минерализации в восточном направлении наблюдается по VIII и X пластам (соответственно от 2555 до 4593 и от 2561 до 4531 мг-экв/л); по IX пласту она нарастает значительно меньше (от 2997 до 4068 мг-экв/л).
Таким образом, изменение минерализации по площади распространения отдельных пластов нижнемеловых отложений Прикумской зоны (меньшее падение минерализации наблюдается по IX пласту) подтверждает высказанные предположения о причинах колебания минерализации по разрезу месторождения Южно-Сухокумск, согласно которым минерализация вод IX пласта, пониженная по отношению к VIII пласту, связана с большей подвижностью вод этого пласта.
Известно, что гидрогеологическая закрытость недр является одним из необходимых условий образования и сохранности нефтяных месторождений.
Для количественного определения гидрогеологической закрытости недр М.А. Гатальский предложил применять коэффициент закрытости - «градиент минерализации», представляющий собой отношение величины минерализации вод опробуемого горизонта (в мг/л) к глубине его залегания (в м).
В.А. Кротова для этой же цели предложила использовать «бромный показатель», считая, что он правильнее отражает степень гидрогеологической закрытости недр.
Для определения степени закрытости отдельных поднятий изучаемого района нами подсчитаны средние градиенты минерализации и бромные показатели вод нижнемеловых и юрских отложений месторождений Южно-Сухокумск, Русский Хутор, Сухокумск и Озек-Суат (табл. 3).
Из полученных данных выявляется следующее.
1. Изменение градиентов минерализации:
а) по нижнемеловым отложениям градиент минерализации меняется от 26,6 до 39,4, увеличиваясь с погружением пластов, т. е. в восточном направлении;
б) по юрским отложениям градиент минерализации меняется от 27,9 до 41,4, возрастая в восточном направлении и достигая максимума на месторождении Русский Хутор;
в) с возрастанием стратиграфической глубины залегания, т. е. с переходом от нижнемеловых отложений к юрским, для одного месторождения градиент минерализации возрастает незначительно.
2. Изменение бромных показателей:
а) для рассмотрения изменений бромных показателей по площади Прикумской нефтеносной зоны мы располагаем данными только по нижнемеловым отложениям, по которым бромные показатели меняются от 5,64 до 11,8, возрастая, как и градиенты минерализации, с погружением пластов в восточном направлении;
б) бромные показатели со стратиграфической глубиной возрастают существенно, что отличает их от градиентов минерализации, которые от нижнемеловых отложений к юрским увеличиваются незначительно. Для указанных выше отложений бромные показатели возрастают по месторождению Русский Хутор от 9,65 до 15,6, а по месторождению Сухокумск от 10,1 до 12,4.
Падение бромных показателей по верхнеюрским отложениям, представленным ХШ2 пластом, объясняется повышенной проницаемостью (до 1060 мд) этого кавернозного доломитного пласта. Такая высокая проницаемость обусловила лучшую его промываемость, что привело к ухудшению гидрогеологических условий сохранности залежи. Это подтверждается тем, что пласт имеет наименьшую площадь нефтеносности, а удельный вес нефти, содержание смол и серы в ней - повышенные (см. табл. 3). При рассмотрении вопроса о применении бромных показателей и градиентов, минерализации для определения степени гидрогеологической закрытости залежи следует сопоставить их с физико-химическими свойствами нефтей, залегающих в этих пластах.
По данным Б.Г. Винокур,
нефти месторождений Прикумской зоны являются легкими (
=0,806-0,839, сумма фракций, выкипающих до
200° С, 18-26%), малосмолистыми (сумма смол и асфальтенов 1,3-6,43%),
несернистыми (серы 0,02- 0,23%) и парафинистыми (парафина 10-23%).
При сравнении физико-химических свойств нефтей с бромными показателями пластовых вод одноименных горизонтов видно, что по большинству месторождений с ростом бромного показателя падает удельный вес нефти, а также содержание в ней смол и серы.
Таким образом, исходя из полученных экспериментальных данных об увеличении градиентов минерализации и бромных показателей в восточном направлении и с переходом от нижнемеловых отложений к юрским, следует предположить лучшие условия сохранности нефтяных залежей в восточной части Прикумской нефтеносной зоны, а также высокую перспективность еще мало опробованных пластов среднеюрских отложений поднятий Русский Хутор, Сухокумск и Южно-Сухокумск.
ЛИТЕРАТУРА
1. Винокур Б.Г. Геохимическое изучение нефтей и газов месторождений Северного Дагестана. Отчет ЦНИЛ, 1962.
2. Коршенбаум Ф.М. Новые данные о нефтегазоносности нижнемеловых и юрских отложений Южно-Сухокумской площади в Северном Дагестане. Сб. «Новые данные о нефтегазоносности Кавказа», ГосИНТИ, 1961.
3. Кротова В.А. Гидрогеологические критерии нефтеносности. Труды ВНИГРИ, вып. 147, Гостоптехиздат, 1960.
4. Никитина Е.Д. и Винокур Б.Г. О нефтях и газах Южно-Сухокумского месторождения в Северном Дагестане. ГосИНТИ, 1961.
5. Николаев В.М. Подземные воды Озек-Суатского района Затеречной равнины. Труды ГрозНИИ, вып. VIII, Гостоптехилдат, 1960.
6. Николаев В.М. Изучение подземных вод мезозойской продуктивной толщи ЧИАССР и Восточного Ставрополья. Отчет ГрозНИИ, 1959.
ЦНИЛ Избербашского НПУ
Таблица 1 Изменение химического состава вод по пластам Южно-Сухокумского
месторождения
|
Возраст |
Пласты |
Средняя глубина залегания, м |
Химический состав вод |
|||||||
|
Минерализация S м, мг-экв, л |
содержание компонентов |
коэффициенты |
||||||||
|
НСО3,мг-экв / л |
Br,мг/л |
J,мг/л |
NH4, мг/л |
|
|
|||||
|
Н. мел |
VIII |
3300 |
4365,5 |
8,63 |
284,7 |
10,63 |
163,26 |
0,770 |
0,30 |
|
|
|
IX |
3315 |
4068,18 |
5,10 |
404,90 |
7,18 |
154 08 |
0,744 |
0,32 |
|
|
|
X |
3330 |
4291,97 |
5,23 |
418,33 |
11,37 |
139,40 |
0,770 |
0,29 |
|
|
|
XI |
3370 |
4127,80 |
Нет |
445,0 |
9,64 |
145,08 |
0,790 |
0,28 |
|
|
|
XII |
3410 |
4534,04 |
3,63 |
345,03 |
9,04 |
Не опр. |
0,790 |
0,41 |
|
|
|
XIII1 |
3425 |
4384,18 |
7,10 |
485,54 |
14,12 |
158,4 |
0,790 |
0,34 |
|
|
В. юра |
Среднее |
|
4245,3 |
4,95 |
397,10 |
10,33 |
152,04 |
0,776 |
0,32 |
|
|
|
XIII2 |
3440 |
4361,69 |
3.07 |
335,89 |
16,27 |
125,3 |
0,780 |
0,25 |
|
|
|
VI-VII |
3663 |
4881,04 |
1,30 |
428,05 |
10,65 |
93,24 |
0,740 |
0,02 |
|
|
С. юра |
Среднее |
|
4621,36 |
2,19 |
381,97 |
13,46 |
109,27 |
0,760 |
0,135 |
|
|
Месторождение
|
Минерализация, мг~экв/л |
||
|
VIII пласт |
IX пласт |
X пласт |
|
|
Величаевка * |
3847 |
3915 |
2957 |
|
Зимняя Ставка * |
3645 |
4212 |
3477 |
|
Озек-Суат * |
2555 |
2997 |
2561 |
|
Русский Хутор |
Нет данных |
4377 |
4186 |
|
Южно-Сухокумск |
4593 |
4068 |
4531 |
* Минерализация вод по этим площадям приводится по данным В. М. Николаева.
|
Возраст |
Месторождение |
Пласт, средняя глубина залегания (м) |
Химический состав пластовых вод |
Физико-химические свойства нефти |
|||||
|
минерализация, г/ л |
содержание брома, мг\л |
градиент минерализации |
бромный показатель |
удельный вес |
содержание смол и асфальтенов, % |
содержание серы, % |
|||
|
Н. мел. |
Озек-Суат |
VIII, IX, X, XIII1. XIII2, XIII3, 3218 |
86 |
182 |
26 6 |
5,64 |
0,819 |
2,4 |
0,04 |
|
Русский Хутор |
IX, X, 3205 |
125 |
310 |
39,0 |
9,65 |
0,817 |
4,8 |
0,16 |
|
|
Южно-Сухокумск |
VIII, IX, X, XI, XII, XIII1, 3358 |
126,5 |
397 |
37,6 |
11,8 |
0.816 |
4,7 |
0,09 |
|
|
Сухокумск |
XIII1, 3380 |
133 |
348 |
39,4 |
10,1 |
0,813 |
3,5 |
0,11 |
|
|
В. юра |
Русский Хутор |
XIII2, 3320 |
124,5 |
311 |
37,6 |
9,37 |
- |
|
- |
|
Южно-Сухокумск |
XIII2, 3460 |
130 |
336 |
37,6 |
9,72 |
0,823 |
4,9 |
0,22 |
|
|
Сухокумск |
XIII2, 3460 |
135 |
431 |
39,0 |
12,4 |
- |
- |
- |
|
|
С. юра |
Озек-Суат |
I, II, III,IV, V, VI, VII, 3357 |
93,5 |
|
27,9 |
|
0,830 |
4,53 |
0,05 |
|
Русский Хутор |
Ниже ХIII2, 3364 |
139 |
527 |
41,4 |
15,6 |
0,807 |
1,3 |
0,02 |
|
|
Южно Сухокумск |
VI-VII, 3663 |
142 |
428 |
38,8 |
11,7 |
0,829 |
4,96 |
0,13 |
|
|
Сухокумск |
VI, 3617 |
- |
- |
- |
- |
0,779 |
0,74 |
0,013 |
|
Рисунок Схематические карты минерализации вод VIII (а), IX (б), и X (в) пластов нижнемеловых отложений Прикумской нефтеносной зоны.
1 -изоминеры (в мг-экв/л), 2 - площади