Основная газоконденсатная залежь Оренбургского месторождения находится на глубине 1300–1800 м в нижнепермских, верхне- и средне-каменноугольных карбонатных отложениях. Покрышкой служат сульфатно-галогенные породы кунгурского яруса мощностью 80–1460 м. Выше развиты терригенные верхнепермские и мезозойско-кайнозойские отложения мощностью 90–1560 м. Выделяют надсолевой и подсолевой водоносные комплексы, разобщенные экранирующей толщей кунгура, в которой подземные воды развиты спорадически. В газовой залежи присутствует парообразная вода, которая, поступая с газом из скважин, конденсируется в промысловых сепараторах (конденсационная вода). Макроионный состав пластовых вод подсолевого карбонатного комплекса, соленосных кунгурских отложений и конденсационных вод газовой залежи достаточно изучен по большому количеству анализов и характеризуется существенными отличиями.

В соленосных кунгурских отложениях подземные воды развиты на глубине 600–1100 м в виде отдельных линз и при вскрытии скважинами изливаются дебитом от 10 до 24000 м3/сут. Они характеризуются минерализацией 307– 360 г/л, очень высоким содержанием калия (20–30 г/л), брома (4–5 г/л), сульфатов (6–12 г/л) и относятся к хлормагниевому типу (по В. А. Сулину). Из анионов преобладает хлор, из катионов – магний и натрий. Содержание хлора значительно превышает содержание натрия; концентрация магния намного выше, чем кальция, и зачастую превышает содержание натрия, хлорбромное отношение низкое (45–56), что характерно для маточной рапы, оставшейся после садки каменной соли и подвергшейся метаморфизации.

В карбонатных породах каменноугольно-артинского возраста подземные воды образуют единую водонапорную систему, подстилающую и окон-туривающую газоконденсатную залежь. Они опробованы на глубинах от 1820 до 3000 м. Минерализация воды 240–270 г/л, тип хлоркальциевый, в ионном составе доминируют хлор и натрий, кальций преобладает над магнием, содержание калия 1,4–2 г/л, брома 0,4–0,7 г/л, хлорбромное отношение 260–350.

При подаче в эксплуатационные скважины матанола в качестве ингибитора гидратообразования из скважин с газом и конденсатом выносится водометанольная смесь (ВМС), содержащая метанол (от 0,2 до 92 % объема) и воду (конденсационную, остаточную поровую), фильтрат бурового раствора, продукты солянокислотных обработок (СКО), а иногда и пластовую воду. В случае преобладания конденсационной воды ВМС имеет минерализацию 2–12 г/л и относится к гидрокарбонатно-натриевому типу. Продукты СКО имеют минерализацию до 150 г/л и резко выраженный хлоркальциевый тип. За счет фильтрата бурового раствора ВМС относится к хлормагниевому типу.

Экстракционно-хроматографический метод, или хроматография с обращенной фазой, разработанный в ЛГУ, заключается в том, что неподвижной фазой служит органический растворитель, удерживаемый инертным носителем, а вода, фильтруемая через колонну, является подвижной фазой. В качестве инертной основы использовали, фторо-пласт-4 и полихром-1, неподвижной фазы – ди-бензолметан в ацетилене. Применялись хроматографические колонки диаметром 10 и высотой 150 мм. Колонки заполняли на 5–7 см полихромом-1 (4 г из-под сита с размером ячейки 0,25 мм). Затем колонки промывали ацетоном, высушивали продуванием воздуха, на полихром-1 наносили неподвижную фазу – 0,4 г дибензолметана в 2 мл ацетилацетона, Концент-рирование металлов из пластовой воды велось при рН 8–10, для чего колонку предварительно промывали 10–20 мл хлоридно-аммиачного буферного раствора, а проба пластовой воды доводилась аммиаком до рН 8–9. Для концентрирования брали 250 мл пластовой воды и пропускали через колонку со скоростью 10 мл/мин. Затем вымывали металлы 10 %-ной соляной кислотой объемом 20 мл. Объем элюата доводили до 25 мл в мерной колбе, откуда отбирали аликвот-ные части для определения отдельных микроэлементов.

Полуколичественным спектральным эмиссионным методом проанализированы 74 пробы воды из эксплуатационных газовых скважин. Из них 27 проб оказались конденсационной водой гидрокарбонатно-натриевого типа с минерализацией 0,6–26,9 г/л (чаще 1,3–5,4 г/л). Другие 47 проб относятся к хлоркальциевому типу, имеют минерализацию 10,3–258 г/л и представляют собой пластовую воду каменноугольно-артинских отложений и опресненные смеси ее с технической водой. Результаты анализов пересчитаны из процентной формы в весовую и таким образом получено содержание каждого элемента в мкг/л (табл. 1).

Спектральным методом установлено наличие 18 микрокомпонентов в водах. Встречаемость микрокомпонентов различная. Такие микрокомпоненты, как медь и литий, встречены во всех 74 пробах. Встречаемость титана, молибдена, свинца, никеля, ванадия и марганца составила от 98,6 до 89,2 %, серебра, бария и стронция соответственно 67,6; 52,7 и 51,4 %. Олово, цинк, галлий и хром встречаются в водах значительно реже (в 45,9–28,4 % проб), еще реже – цирконий, висмут, кобальт: встречаемость соответственно 21,5; 13,5 и 5,4 %. Пределы колебаний концентрации микрокомпонентов изменяются в широком диапазоне. Наиболее велики пределы колебания концентраций лития, титана, марганца (см. табл. 1).

В лаборатории Волго-УралНИПИгаза определены микроконцентрации металлов в 155 пробах воды из пьезометрических и оценочных скважин. В большинстве проб вода относится к хлоркальциевому типу (149 проб) с минерализацией 190,4–276,8 г/л, в трех пробах – к хлормагниевому с минерализацией 341,3–349,4 г/л(иренская рапа), а еще три пробы принадлежат к гидрокарбонатно-натриевому (по В. А. Сулину). Последние являются смесью пластовой и технической воды с минерализацией 5– 19,2 г/л. В результате анализа установлены девять микрокомпонентов-металлов: цинк, медь, кобальт, никель, цирконий, мышьяк, марганец, ртуть, серебро. Цинк, медь, кобальт, никель и цирконий определяли во всех пробах, мышьяк, марганец, ртуть и серебро – в 52 (табл. 2).

Наиболее распространены цинк и медь. Цинк обнаружен в 142 пробах и не обнаружен только в четырех. Концентрация его колеблется в пределах от 20 до 2000 мкг/л. Чаще всего встречается концентрация от 100 до 1250 мкг/л. Медь обнаружена в 143 пробах. Наиболее частые значения концентрации от 100 до 1750 мкг/л. Кобальт и никель обнаружены в 76,2 % проанализированных проб.

В относительно небольших пределах изменяется содержание циркония, который встречается гораздо реже, чем описанные ранее элементы. Мышьяк обнаружен в 40 пробах из 52 проанализированных и в шести есть его следы. Реже встречаются марганец и ртуть. Минимальный предел колебания концентрации и низкий процент встречаемости имеет серебро. В большинстве проанализированных проб серебро не обнаружено.

Содержание стронция в пластовых подошвенных водах основной залежи вычисляют по результатам анализа 14 проб, отобранных из пьезометрических скв. 202, 703, 727, оно колеблется от 215,5 до 307,8 мг/л. Эти воды имеют минерализацию 218–263 г/л, плотность 1,166–1,175 г/см³, относятся к хлоркальциевому типу и содержат калия от 1549 до 2240 мг/л. В сульфатно-соленосной толще кунгура, перекрывающей газоконденсатную залежь, заключены рассолы (рапа) хлормагниевого типа. По результатам анализа проб кунгурской рапы, вскрытой при бурении скв. 736, 738, 784, содержание в ней стронция составляет 10,2–20,4 мг/л, калия 18 750–30 385 мг/л, общая минерализация 308–339 г/л, плотность 1,207–1,233 г/см³. Таким образом, более минерализованная кунгурская рапа содержит стронция в 20 раз меньше, чем пластовая подошвенная вода. Концентрация калия в кунгурской paпe в 10–15 раз выше, чем в подошвенных водах.

Выносимая из эксплуатационных скважин ВМС, в которой определяли стронций, характеризуется плотностью от 0,813 до 1,171 г/см³, содержит метанола от 92 до 0,2 % и калия 4,6–1488 мг/л. В упомянутой смеси, имеющей плотность 0,813–0,955 г/см³, содержащей метанола 45–92 % и калия до 100 мг/л, пластовая подошвенная вода либо отсутствует, либо примесь ее такова, что обычно не превышает 10 % от объема общей (безметанольной) воды. Данная жидкость имеет низкую концентрацию стронция (до 10 мг/л), причем в 20 % проб она меньше 0,1 мг/л. С появлением в продукции скважин пластовой подошвенной воды и по мере роста ее процентного содержания увеличивается плотность выносимой жидкости, повышается концентрация в ней калия и стронция и уменьшается метанола. Из обводняющихся скважин выносится жидкость плотностью 1,123–1,171 г/см³, с содержанием метанола 10–0,2 % и калия 1426–1488 мг/л. В ней концентрация стронция составляет 120–182 мг/л, что приближается к величине данного компонента в пластовых подошвенных водах месторождения.

Содержание лития в пластовых подошвенных водах основной залежи изучено по 16 пробам. Оно колеблется от 13 до 28,7 мг/л. Воды имеют минерализацию 218–263 г/л, плотность 1,166–1,175 г/см³, относятся к хлоркальциевому типу и содержат калия от 1549 до 2240 мг/л.

Повышенное содержание лития (37,8– 42,7 мг/л) и калия (2641–3182 мг/л) отмечается только в воде из пьезометрической скв. 640, общая минерализация которой (231–245 г/л) находится в пределах величин, характерных для пластовых подошвенных вод месторождения. По результатам анализа проб иренской рапы из семи скважин содержание в ней лития составляет 106,9–358,5 мг/л, т. е. на порядок выше, чем в подошвенных водах газоконденсатной залежи.

Выносимая из эксплуатационных скважин ВМС, в которой определяли содержание лития, характеризуется плотностью от 0,813 до 1,174 г/см³, содержит метанол от 92 до 0,2 % и калий от 2,6 до 1522 мг/л. В ВМС, имеющей плотность 0,813–0,950 г/см³, содержание метанола 45–92 % и концентрация калия до 100 мг/л, пластовая вода практически отсутствует. Данная смесь имеет самое низкое содержание лития (до 2 мг/л), причем в 20 % проб концентрация его менее 0,05 мг/л.

С появлением в продукции скважин пластовой воды и по мере роста ее процентного содержания увеличивается плотность выносимой жидкости, повышается концентрация в ней калия и лития и уменьшается содержание метанола. Жидкость, выносимая из обводненных скважин, плотностью 1,123–1,174 г/см³, с содержанием метанола 10–0,2 %, концентрацией калия 1426–1522 мг/л содержит 11,7–23,95 мг/л лития, что соответствует концентрации данного компонента в пластовых подошвенных водах месторождения.

In the Orenburg gas-condensate field, the distribition of 20 heavy metals and rare elements in formation waters developed above and below the pool, as well as in waters, from development wells, including those flooded with bottom water, has been inwestigated by diversified physico-chemical methods using a preliminary concentration. The ranges of variations in the concentrations of the elements are provided. An increase in the concentration of some elements m development well water with the mcreasing formation water impurities in their production is traced.

ТАБЛИЦА 2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОКОМПОНЕНТОВ В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА