АКВАБИТУМОИДЫ ПАЛЕОЗОЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ  ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ ПЛИТЫ

В. П. Данилова, В.Г. Иванов

В кн. «Исследования в области органической гидрогеохимии нефтегазоносных бассейнов». М. Наука. – 1982. с. 93-96.

Изучение ОВ подземных вод палеозойских образований Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна находится на начальной стадии. Некоторые сведения о нем для верхней части разреза приведены в литературе [52]. Более детальные исследования аквабитумоидов (АБ) глубоких горизонтов доюрского фундамента проводились в районе Вездеходной площади А.Э. Конторовичем с сотрудниками [107,106].

Объектом исследования авторов статьи явились ОВ подземных вод Тымско-Кетского и Нюрольского доюрских осадочных бассейнов. В Тымско-Кетском бассейне исследования проводились в его западной части. Водовмещающие породы представлены доломитами мелко- и среднекристаллическими, водорослевыми, в верхней части разреза кавернозными. Возраст пород, по данным А.Г. Поспелова, определяется как поздний рифей - венд. Общая мощность допалеозойских образований, вскрытых скв. 3 на Вездеходной площади, 863 м.

Подземные воды отличаются сравнительно высокой минерализацией (57,9-84,1 г/л), повышенным содержанием Са (8,24-15,2 %-экв). Из анионов преобладает С1 (99,2-99,8 %-экв.), а из катионов - Na (79,6-88,8 %-экв). Содержание сульфат-иона (0,03-0,14 %-экв) и гидрокарбонат-иона (0,09-1,15 %-экв.) довольно низкое. Отмечается высокое содержание (в мг/л) Вг (до 207), Sr (до 429) и низкое- I (3,53-5,21), Li (2,1-5,4), Rb (0,29-0,40). Натрий-хлорный коэффициент варьирует в пределах 0,80—0,85, хлор-бромный - 247-3142.

В подземных водах докембрийских отложений Тымско-Кетского осадочного бассейна содержание (в мг/л) АБ в хлороформенных экстрактах 8,7-22 и в изобутиловых 5,35—23,03. Их соотношение в основном меньше единицы. В составе АБ содержание (в %) С-64,49-82,86; Н - 9,67-13,39; S -0,77—2,66. В групповом составе доминируют в основном смолы и асфальтены. УВ составляют 22,16-65,98% от массы битумоида. Среди них резко преобладают насыщенные соединения. Соотношение между насыщенными и нафтеново-ароматическими УВ варьирует от 0,83 до 3,38. Важно подчеркнуть, что богаче всего УВ (65,98%), особенно насыщенными (47,82%), АБ из интервала 3860—3870 м. В пересчете на воду концентрация насыщенных УВ 2,68-16,78, аренов 0,95-6,53 мг/л.

Н - алканы составляют 9,42-12,71% от насыщенных фракций. В 1 л воды их 0,33—1,53 мг. В составе н-алканов преобладают УВ с длинной цепью (С21 –С25 - 27,91-42,66% и С2629-29,61-40,33%), УВ со средней длиной цепи также немного (10,38—19,02%). Но среди н-алканов вод, отобранных из более глубокого интервала, их роль весьма значительна (30,8%). Резкого преимущества "нечетных" н-алканов над "четными" не проявляется. Средняя цепь состоит из 22—26 атомов углерода, а средний молекулярный вес равен 313-370.

Изо- и циклоалкановые УВ являются основными компонентами углеводородной части изученных АБ (51,66-68,58%). Среди насыщенных УВ они составляют 87,29-90,58%. В АБ их концентрация измеряется 12,3-43,3%, а в 1 л воды - 2,35-15,20 мг. В составе изо-и циклоалканов преобладают длинные алифатические цепи с шестью и более метиленовыми группами и звенья из трех метиленовых групп. Весьма значительна роль изопреноидных цепей.

В составе доюрских АБ на Вездеходной площади количество нафтеново-ароматических УВ по разрезу изменяется от 8,35 до 18,61%, а в 1 л воды — от 0,85 до 6,53 мг. Среди них преобладают моноциклические. Из более ароматических соединений превалируют нафталиновые (0,8—6,5%) и в меньшей мере фенантреновые (до 3,2%). Содержание УВ хризенового и пиренового рядов находится на уровне 0,0-0,3%, а антраценовых структур - 0,0-0,7%.

Асфальтово-смолистые компоненты играют значительную роль в составе АБ. Представлены они в основном смолами (27,6—63,1%). Бензольные смолы составляют 6,4-22,2%. Спирто-бензольные смолы в большинстве случаев являются основной фракцией (39,0—56,0%). Количество асфальтенов в АБ 1,26—27,4%. Больше всего их в АБ верхней части доюрского разреза.

Наиболее полный разрез доюрских образований Нюрольского осадочного бассейна (962 м) вскрыт на Тамбеевской площади параметрической скважиной 3, которая достигла глубины 4038 м. Водовмещающие породы представлены преимущественно известняками. В средней части разреза обнаружены глинисто-кремнистые породы, аргиллиты и алевролиты. Известняки трещиноватые. Возраст пород установлен А.М. Обутовым и О.Ф. Юфиревым с сотрудниками в верхней части разреза как средне-позднедевонский, а в нижней - как силурийско-раннедевонский. Породы характеризуются хорошей водообильностыо (до 115 м3/сут при самоизливе). Минерализация не превышает 55,3 г/л. Содержание Са (9%-экв) ниже, чем в водах Тымско-Кетского бассейна. В водах гораздо ниже содержание Sr (до 178 мг/л) и Вг (142,0-150,9 мг/л). В то же время содержание I повышено (до 29,4 мг/л). Степень метаморфизма вод ниже (натрий-хлорный коэффициент 0,9). Хлор-бромный коэффициент 219,7-234,9.

В подземных водах палеозойского разреза Нюрольского осадочного бассейна содержание АБхл+иб варьирует от 5,25 до 31,02 мг/л, в том числе хлороформенного экстракта 4,71-24 и изобутилового 0,54-15,17 мг/л. В АБхл+иб определено С-54,70-78,62 и Н-8,70-11,83%.

В групповом составе АБ доминируют смолы и асфальтены. Исключение составляют АБ воды с интервала 3034—3054 м, который больше, чем на половину (56,28%) представлен углеводородами. Среди УВ всех рассматриваемых АБ резко преобладают насыщенные соединения, концентрация которых увеличивается вверх по разрезу от 19,12 до 45,27%. Соотношение между насыщенными и нафтеново-ароматическими УВ варьирует от 2,22 до 4,11. В 1 л воды количество насыщенных УВ равно 1,32—12,46 мг.

В 1 л воды с интервала 3940-3954 м обнаружено 0,52 мг н-алканов. В общей массе битумоида они составляют 2,53% и представлены непрерывным рядом углеводородов от C15 до C31. В их смеси преобладают соединения, содержащие в цепи 21-25 (48,62%) и в меньшей мере 17-20 (25,17%) атомов углерода. Углеводороды C12-C16 присутствуют в подчиненном количестве (5,26%) н-алканов с высокими молекулярными весами также немного (С30— С36-2,09%). Коэффициент "неч/чет" равен 0,94. Средняя цепь состоит из 22 атомов углерода.

Более резкое преобладание длинноцепочечных н-алканов отмечается в АБ воды, отобранной с глубины 3034—3054 м. Среди них углеводороды C21— С25 и С26—С29 составляют больше половины (36,95 и 30,78%). Высоко содержание УВ группы С3036 (10,39%). На долю УВ со сред­ней длиной цепи (С17) приходится 16,49%, а короткоцепочечные УВ составляют всего 5,33%. Среди "четных" н-алканов максимум отмечается при С24 (9,42%), среди "нечетных" — при С25 (9,99%). Коэффициент нечетности равен 1,04.

Более детально проанализирована изо- и циклоалкановая фракция АБ с горизонта 3940-3954 м. На ее долю приходится 86,78%насыщенных УВ, а в 1 л воды — 3,41 мг. Метиленовые группы в алифатических УВ изостроения зафиксированы в количестве 51,7%. В них очень четко выражено преобладание длинных метиленовых цепей (32,5%). Отношение СН2 ? 6/СН2 < 6 равно 2,69.

Присутствие СН2 групп в нафтенах выражается 13,9%. Они входят преимущественно в состав гексацикланов (11,1%). Количество метиленовых групп, входящих в пятичленные нафтены, равно 2,88.

По характеру присоединения метильных групп в молекулах изоалифатических и нафтеновых УВ преобладающими являются изолированные (17,4 из 20,3%). Большинство из них (7,72%) расположено на конце цепей. Концентрация (СН3) групп, находящихся на кольцах, значительно меньше, чем в середине цепей (3,34 против 6,36%). Геминальные СН3 группы в изо- и циклоалкановой фракции составляют всего 2,98%, из них 2,92% находятся в цепях с изопропильным разветвлением и только 0,06% с диметильным.

Группы С и СН в изо- и циклоалкановых УВ битумоидов этой пробы во­ды обнаружены в количестве 13,9%.

В составе доюрских АБ на Тамбеевской площади количество нафтеново-ароматических УВ по разрезу изменяется от 7,25 до 11,29%, а в 1 л воды их концентрация варьирует от 0,59 до 3,04 мг.

Среди ароматических УВ резко преобладают моноциклические. Из более конденсированных ароматических соединений превалируют нафталиновые (1,30-8,26%) и в меньшей мере фенантреновые (0,46-4,0%). Содержание УВ хризенового ряда на уровне 0,2-1,45%, а антраценовых и пиреновых структур - 0,2-0,4 и 0,1-0,2 % соответственно.

Асфальтсво-смолистые компоненты в АБ с глубин 3674—3681 и 3940-3954 м играют значительную роль (соответственно 63,63 и 73,73%). Представлены они смолами (46,5 и 52,0%) с большим содержанием спирто-бензольных (39,12 и 33,34%). В АБ с интервала 3034-3054 м смол зна­чительно меньше (37,78%), хотя преобладание кислых смол над нейтраль­ными фиксируется так же четко (29,26 против 8,52%). Концентрация асфальтенов в АБ нарастает вниз по разрезу от 5,93 до 26,98%.

Количество и состав АБ Тамбеевской площади Нюрольского осадочного бассейна, вероятно, определяются сапропелевой природой РОВ морских толщ силура и девона, которое, по приведенным выше данным, к настоящему времени претерпело превращения, соответствующие главной зоне нефтеобразования. Все эти геохимические особенности АБ доюрских образований Нюрольского осадочного бассейна находят отражение в составе нефтей, полученных из одновозрастных отложений этого же бассейна.

Сведения о распределении АБ в мезозойских отложениях были опубликованы ранее [107]. Сравнение АБ мезозойских отложений с вендскими АБ показывает, что концентрация хлороформенного экстракта в этих водах выше средней для вод мезозоя, концентрация насыщенных УВ находится на том же уровне. Вендские АБ по сравнению с мезозойскими, судя по име­ющемуся материалу, беднее аренами и асфальтенами и богаче смолами. Вероятнее всего, вендские нефти Тымско-Кетского бассейна будут легкие, алифатические, малопарафинистые, близкие по составу к нефтям венда и нижнего кембрия Сибирской платформы.

По многим показателям состав АБ (3822—3825 м) близок составу АБ второй совокупности из мезозойских отложений, т.е. может свидетельство­вать о наличии в непосредственной близости от скважины залежей нефти.

Сравнивая АБ доюрских образований Нюрольского бассейна с АБ рифей-вендских отложений Тымско-Кетского осадочного бассейна и аквабитумоидами первой совокупности юрских отложений Западно-Сибир­ской плиты, необходимо отметить, что они ближе к первым и несколько отличны от вторых. Различие проявляется в большей алифатичности углеводородной части при явно преобладающей роли изоалифатических структур и значительной нафтеновых, в низкой конденсированности аренов и приниженном значении асфальтенов.

Таким образом, в водах доюрских образований Тымско-Кетского и Нюрольского бассейнов в настоящее время в широких масштабах протекает миграция нефтяных углеводородов.

Литература

  1. Конторович А.Э., Данилова В.П., Иванов В.Г., Худорожков Г.П. Распределение и состав аквабитумоидов в отложениях Тымско-Кетского доюрского осадочного бассейна. — Тр. СНИИГГиМС,  1977, вып. 255.

  2. Конторович А.Э., Данилова В.П., Фомичев А.С. Геохимия битумоидов в подземных водах Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна. - В кн.: Геохимические критерии перспектив нефтегазоносности мезозойских и палеозойских отложений Сибири. Новосибирск: Наука, 1976. (Тр. СНИИГГиМС; Вып. 231).

+