|
Общее количество
минеральных веществ, растворенных в водах нефтяных месторождений,
обычно изменяется от нескольких сотен частей на миллион¹ (нескольких
сотых долей процента) в практически пресных водах до 300 000
ч. на млн. (30 %) в тяжелых рассолах. Известны и
более высокие концентрации. Самая высокая концентрация отмечена Кейсом [18]
для рассолов (плотностью 1,458) из доломитов Салайна (силур) в Мичигане,
содержащих 642 798 ч. на млн., или 64,3% растворенных минеральных веществ. В
морской воде содержание растворенных минеральных компонентов, как видно из
табл. 5-2, составляет около 35 000 ч. на млн. (3,5 %).
Некоторые воды нефтяных месторождений, особенно те из них, которые имеют
метеорное происхождение, а также воды в районах, характеризующихся
значительным наклоном пьезометрической поверхности, содержат меньше
растворенных минеральных веществ по сравнению с морскими. В других случаях
содержание минеральных веществ в них больше, чем в морской воде. В водах
нефтяных месторождений, кроме того, гораздо более изменчивы концентрации
различных минералов.
Плотность² вод возрастает с увеличением
количества солей в растворе. Приблизительное соотношение между удельным весом
рассола и общим количеством содержащихся в нем растворенных минеральных
веществ показано в табл. А-1 в Приложении.
Таблица плотности воды позволяет получить
приблизительные данные о количестве растворенных минеральных веществ в тех
случаях, когда других определений концентраций не имеется. Другой способ
получения приближенных данных о количестве растворенных минеральных
компонентов был применен при изучении вод, приуроченных к верхнемиссисипским
песчаникам Честер в Иллинойсе. В этих водах количество хлоридов достигает
примерно 60 % от общего веса растворенных
твердых веществ [19]. Приблизительный состав рассолов можно быстро установить
по диаграмме, подобной показанной на 5-13, которая представляет собой график
зависимости состава растворенных веществ в водах Канзаса от плотности
рассола.
Ионные анализы вод, обладающих низкой концентрацией
солей, обычно подобны анализам вод с высокой концентрацией. Это объясняется
тем, что первые из них являются разбавленными, а низкая концентрация
растворенных веществ может быть обусловлена инфильтрацией метеорных вод,
связанной либо с современной дневной поверхностью, либо с поверхностями
несогласия в геологическом разрезе. Присутствие пресных или слабосоленых вод
иногда свидетельствует о существовании проницаемой связи с участком дневной
поверхности, откуда поступают питающие воды. Эта связь в свою очередь
указывает на такой характер гидродинамических условий, который мог вызвать
вымывание нефти и газа из некоторых структурных ловушек. Однако на земном
шаре известно много нефтяных месторождений, из которых нефть добывается
вместе с пресными или слабосолеными водами, поэтому присутствие таких вод в
общем не может служить препятствием для положительного заключения о
нефтегазоносности благоприятных ловушек. Для примера
можно привести месторождение Кирикире в восточной Венесуэле [20] (см. стр.
324 и 7-57, А.Ф.), где концентрация растворенных солей изменяется от
совершенно незначительной до 2300 ч. на млн. (0,23%), а в среднем составляет
около 1400 ч. на млн. (0,14 %); месторождение
Лас-Крусес в западной Венесуэле с пресными, пригодными для бытовых целей
водами, концентрация растворенных солей в которых составляет всего 323 ч. на
млн. (0,03%) [21], и многие другие залежи в регионе Скалистых гор в США [22].
Региональные изменения солености пластовых вод
удобно показывать на картах равных концентраций ‑ изоконцентраций, или
изокон (isocon maps), где линиями соединяются точки с равными концентрациями.
На этих картах можно видеть характер изменения концентрации растворенных солей
в водах непрерывно протягивающегося песчаного горизонта [23]. На 5-14 в
качестве примера приведена карта равных концентраций для песчаников
Сент-Питер-Симпсон (ордовик) в центральных штатах США. Карты изокон могут
быть использованы для грубой проверки данных, полученных из пьезометрических
карт (карт потенциометрической поверхности), поскольку и на тех и на других
видно общее направление движения вод в коллекторах от области питания к
области разгрузки.
Для пластовых вод большинства районов отмечается
увеличение концентрации растворенных минеральных веществ с глубиной. Это
увеличение минерализации, возможно, определяется тем, что соленые воды
тяжелее пресных. И если соленые воды в результате тектонических движений
окажутся поднятыми выше пресных, они, как более тяжелые, со временем придут в
равновесие с легкими пресными водами, заняв возможно более низкое
гипсометрическое положение в водоносном пласте. Или же, что более вероятно,
увеличение солености пластовых вод с глубиной связано с тем, что глубже
расположенные воды более длительное время подвергались процессам, приводящим
к увеличению концентрации растворенных веществ.
Исключения из общей закономерности увеличения
концентрации растворенных солей с глубиной установлены на некоторых
месторождениях района Баку и на Ново-Грозненском нефтяном месторождении в
СССР. Верхние воды Ново-Грозненской площади соленые, концентрация
растворенных в них веществ порядка 60 г 1 л (60 000 ч. на млн. или 6 %), в то время как воды в нижележащих нефтенасыщенных
природных резервуарах характеризуются концентрацией от 0,80 до 5,0 г 1 л (800-5000 ч. на млн.) [24]. Другое исключение подобного же рода известно в
Канзасе (см. табл. 5-4), где концентрация солей в водах пенсильванских
отложений составляет 10 000-125 000 ч. на млн. (1-12 %), а в
водах более глубоко залегающих ордовикских отложений 5000-35 000 ч. на
млн. (0,5-3,5 %). Возможно, что это объясняется разбавлением пластовых
вод метеорными, которое происходило во время предпенсильванского периода
эрозии, а также существованием непроницаемого раздела, препятствовавшего
миграции флюидов вкрест поверхности несогласия. Положение этой поверхности в
разрезе отмечено резким изменением концентрации. Внезапное уменьшение с
глубиной концентрации солей в пластовых водах и в других районах можно
считать результатом наличия в разрезе поверхности несогласия. Вероятным
объяснением этому в ряде областей, включая и Канзас, может служить также
предположение, что воды в нижних слоях лучше связаны с зоной питания и больше
разбавлены метеорными водами, чем воды в верхних горизонтах осадочного чехла.
|