Распределение пиридина и спиртов в подземных водах западно-сибирского нефтегазоносного бассейна

Р.Г. Прокопьева. М.А. Старовойтова

В кн: «Исследования в области органической гидрогегохимии нефтегазоносных бассейнов» М., Наука, 1982. С. 129-132.

Комплекс органических компонентов подземных вод, используемых при решении нефтепоисковых задач, постоянно расширяется. В последнее время в качестве надежных гидрогеохимических показателей нефтегазоносности   предложены водорастворенные спирты, пиридин, сложные эфиры [31,77,197].

Для определения пиридина в подземных водах авторами использована методика, разработанная в ИГиРГИ [21], с чувствительностью 1 мкг пи­ридина в пробе. Спирты определялись по методике Р.В. Дудниковой, Т.Г. Карантовой и Э.Г. Иокамис [71] с чувствительностью 0,1 мг/л. Про­анализировано 180 проб вод мезозойских отложений Западно-Сибирского НГБ. Средние концентрации пиридина и спиртов в водах "пустых" струк­тур, газоносных и нефтеносных пластов различных нефтегазоносных районов бассейна приведены в таблице.

В водах непродуктивных пластов встречаемость пиридина составляет 78%, причем концентрация его не превышает 0,038 мг/л. В ореоле рассеяния газовых залежей водорастворенный пиридин обнаружен в 67% проанализированных  проб, максимальное содержание его  равно 0,018 мг/л. В приконтурных водах нефтяных и газоконденсатных залежей пиридин обнаружен в 50% проанализированных проб, концентрация его не превышает 0,049 мг/л. Как видно из таблицы и приведенных данных по встречаемости пиридина в различных объектах, в распределении его четкой закономерности не наблюдается. В одних случаях (воды аптско-альбско-сеноманских отложений) отмечается увеличение концентраций пиридина в водах нефтеносных пластов, в других (воды готерив-барремских и юрских от­ложений) , наоборот, уменьшение концентраций пиридина в водах нефтенос­ных пластов, в третьих (воды валанжинских отложений) никаких различий не установлено.

Максимальные концентрации пиридина обнаружены на глубинах 1700-2200 м, которые характеризуются наибольшей нефтенасыщенностью раз­реза. Высокие содержания пиридина характеризуют воды новых разведоч­ных площадей северных районов с еще не доказанной нефтегазоносностыо на глубинах ниже 3000 м.

Спирты обнаружены в 76% от общего количества проанализированных проб в водах непродуктивных горизонтов, концентрация спиртов не пре­вышает 5,6 мг/л. Практически такие же концентрации спиртов установлены в водах газовых залежей (максимальное содержание 4,8 мг/л). Встречае­мость спиртов здесь 83%.

Содержание спиртов в водах нефтеносных пластов отличается незначи­тельно от содержания их в водах непродуктивных и газоносных пластов. В водах нефтеносных пластов спирты обнаружены в 79% проб, концентра­ция их достигает 93 мг/л. Максимальное содержание спиртов, равное 24,7 мг/л, зафиксировано в водах валанжинских отложений Геофизической площади (скв. 41, интервал 3235-3243 м), где при испытании по­лучена вода с конденсатом. В поверхностных и грунтовых водах спирты не обнаружены.

Максимальные средние концентрации спиртов приурочены к водам нефтеносных пластов, а минимальные — к водам непродуктивных отложе­ний (см. таблицу). Однако в отдельных случаях (воды валанжинских отложений северных и Нижневартовского нефтегазоносных районов) наблюдается уменьшение средних концентраций спиртов в водах нефте­носных пластов. Контрастность концентраций спиртов в водах продуктивных и непродуктивных пластов невысокая и, как правило, не превышает 2.

Таблица

Средние концентрации пиридина (в числителе) и спиртов (в знаменателе) в под­земных водах мезозойских отложений, мг/л

Отсутствие дифференциации между подземными водами продуктивных и "пустых" пластов по содержанию в них пиридина и спиртов в отдельных объектах исследования можно объяснить следующим образом: анали­зировались в основном пробы воды, отобранные на новых разведочных площадях, поэтому в класс "пустых" пластов, возможно, попали пласты с недоказанной нефтегазоносностью, а в группу вод нефтеносных пластов — пробы, отобранные вне зоны влияния залежи (за пределами ореола рас­сеяния пиридина и спиртов). Ореол рассеяния пиридина вблизи нефтяной залежи составляет сотни метров. Кроме того, на концентрацию пиридина в пластовых водах влияет солевой состав вод [21]. Гидрокарбонатно-натриевый тип вод не способствует формированию контрастных ореолов рассеяния вблизи залежи. В водах же хлоридно-кальциево -натриевого типа вблизи нефтяных залежей формируются ореолы рассеяния пиридина, которые можно использовать для прогноза нефтегазоносности. В Западно-Сибирском НГБ хлоридно-кальциево-натриевые воды обнаружены только в юго-восточных его частях (в юрских отложениях).

Для выяснения влияния времени хранения проб воды на содержание в них водорастворенных органических веществ авторами был поставлен экспери­мент в лабораторных условиях продолжительностью до 5 месяцев. Для экспе­римента были использованы три типа вод: 1) обессоленная вода, 2) хлорид-но-натриевая вода с минерализацией 8,6 г/л из непродуктивных готерив-барремских отложений и 3) хлоридно-натриевая вода из продуктивного пласта валанжинских отложений. В исследуемую воду вводили определен­ное количество бензола, толуола, пиридина, спиртов и уксусной кислоты. Пробы воды хранились в термостатах при температуре 60°С. В первые же 5 суток хранения проб содержание бензола уменьшилось в 20 раз, толуола - в 4, органических кислот и пиридина — в 2 раза. Концентрация спиртов уменьшилась на 10%. При хранении проб в течение 35 суток во всех пробах не были обнаружены спирты, концентрация пиридина умень­шилась в 200 раз, кислот - в 10 раз. По сравнению с первым определением содержание бензола и толуола уменьшилось в 2 раза.

При дальнейшем .хранении проб до 5 месяцев наблюдалось постепенное снижение концентраций кислот, отсутствие спиртов в пробе, приготовлен­ной на обессоленной воде. Однако через 3 месяца наблюдается появление спиртов в соленых хлоридно-натриевых водах, резкое повышение содержа­ния бензола (в 8 раз) в водах нефтяного пласта и незначительное повыше­ние (в 2 раза) в водах непродуктивного пласта.

После 5 месяцев хранения во всех пробах воды появился пиридин, причем минимальные концентрации (25 мкг/л) обнаружены в обессолен­ной воде, а максимальные (281 мкг/л)- в пробе воды, отобранной из про­дуктивного пласта; наблюдалось резкое повышение концентрации толуола (в 20 раз) в пробах по сравнению с предыдущим анализом в обессоленной воде и соленой воде непродуктивного пласта и незначительное повышение в водах продуктивного пласта. Такое изменение содержания ВРОВ, в частности пиридина и спиртов, можно объяснить физико-химическими и микробиологическими процессами, происходящими при окислении раз­личных групп ВРОВ в аэробных условиях.

Т.Ю. Зеленина и В.А. Кузнецова [71] установили, что ВРОВ при хранении проб воды подвергаются интенсивному микробиологическому окислению. В условиях комнатной температуры изменение 0В и микрофлоры про­исходит с первых дней хранения. При минимуме 0В через 20 дней было обнаружено максимальное содержание бактерий, которые используют для своего развития ВРОВ. К концу хранения (6 месяцев) наблюдается отмирание бактерий, приводящее к освобождению растворенного ОВ, составляющего материал клеток бактерий, причем состав ОВ изменил­ся в сторону увеличения битумов, спиртовых смол и гумусовых веществ.

Кроме того, согласно литературным данным, при наличии свободного кислорода спирты, органические кислоты, фенолы интенсивно окисля­ются, образуя ряд промежуточных продуктов.

Следовательно, при хранении проб воды на концентрацию ВРОВ влияет много факторов, способствующих как их накоплению, так и распаду. Установление истинного содержания водорастворенных веществ в пласто­вой воде возможно при определении его либо непосредственно у скважины, либо в кратчайший срок после отбора воды.

Дальнейшее изучение закономерностей распределения водорастворен­ных спиртов, пиридина, размеров ореолов рассеяния их вблизи залежей углеводородов, возможно, позволит эффективно использовать пиридин и спирты в качестве критериев нефтеносности локальных структур в Запад­но-Сибирском НГБ.

***

Авторы: 

Тематические разделы: