Файл: Прошляков, Б. К. Вторичные изменения терригенных пород-коллекторов нефти и газа.pdf

не проявляется. Наряду с этим в Восточном Предкавказье, как и в Прикаспийской впадине, наблюдается довольно четкая за­ висимость распределения растворимой части (карбонатов) от температуры (рис. 27, А). Минимум карбонатов здесь соответ­ ствует температуре 65—80°С, т. е. почти так же, как и в ранее описанном случае. Ниже по разрезу с повышением температу­ ры до 145°С количество карбонатов в песчано-алевритовых по­ родах возрастает, лишь несколько точек, представляющих сред­

личествах. По данным кавказских гидрогеологов, содержание карбоновых кислот в нефтеносных породах достигает 223 мг/л, а в непродуктивных составляет 0—15,6 мг/л; в нефтеносных по­ родах количество фенола 0—30,87 мг/л, бензола 0—1,82 мг/л,

внепродуктивных 0—1,5 мг/л.

Вглинистых породах подобной закономерности в распреде­ лении карбонатов не наблюдается. Среднее количество раство­ римой (в 6 %-ной НС1) части колеблется в пределах от нуля до 25% (рис. 28); лишь на глубинах свыше 3500—4000 м содержа­ ние р. ч. устойчиво повышается. Это явление, как уже отмеча­ лось, связано с появлением в породах трещин и заполнением их вторичными карбонатами.

Сцелью получения дополнительных данных о поведении кар­ бонатов на различных глубинах для одновозрастных литологи­

71

ческих пачек были вычислены отношения среднеарифметичес­ ких значений растворимой части в песчано-алевритовых поро­ дах к одноименным показателям в глинистых.

Графические построения (рис. 29) показали, что от поверх­ ности до глубины 500—800 м описываемое отношение практи­ чески всегда больше 1 и в отдельных случаях достигает 3—3,5.

песчано-алевритовых пород, как было показано выше, на этих глубинах изменяется в небольших пределах), этот коэффициент

натности с увеличением глубины залегания пород подтвержда­ ют вывод о том, что в мезозойских отложениях Прикаспийской впадины происходит грандиозный по масштабам процесс постдиагенетического перераспределения карбонатов, при этом он

72

протекает преимущественно в обломочных песчано-алевритовых породах, а если и затрагивает глинистые, то только в очень ог­ раниченных пределах. Основная часть седиментогенных карбо­ натов в них сохраняется.

В областях с повышенными геотермическими градиентами зона минимальных значений отношений карбонатности теорети­ чески должна располагаться выше, там, где выносится макси­ мальное количество карбонатов из песчано-алевритовых пород. Это положение подтверждается материалами исследования ме­ зозойских отложений Мангышлака. Здесь минимальные значе­

бине1200—2000 м. В Актюбинском Приуралье, где геотермичес­ кий градиент весьма низок, зона минимальных значений описы­ ваемой величины и максимального выноса карбонатов из пес­ чано-алевритовых пород должна располагаться на глубине

2800—3800 м.

СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ КАРБОНАТОВ В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ

Ионы кальция и магния постоянно присутствуют в подзем­ ных водах описываемых районов, притом нередко в значитель­ ных количествах. Ионы угольной кислоты обычно устанавлива­ ются в относительно небольших количествах, при этом с уве­ личением глубины залегания содержание их, как правило, по­ нижается.

Воды мезозойских и верхнепермских отложений исследуе­ мых территорий относятся преимущественно к хлоркальциевому типу, при этом резко преобладают ионы натрия и хлора, в сумме составляющие обычно более 90%-экв. В меньших ко­ личествах присутствуют кальций и магний, а сульфат и гидро- карбонат-ионы занимают подчиненное положение.

Минерализация растворов изменяется в широких пределах— от 4 до 33 г/100 г, причем на глубинах более 500—1000 м содержание растворенных веществ, как правило, не меняется. Интересующие нас ионы кальция на глубинах до 500 м состав­ ляют всего 0,1—0,5 г/100 г раствора. Ниже диапазон колебаний возрастает, но и содержание иона в общем увеличивается, дос­ тигая к 2 0 0 0 м максимальных значений — 2 , 6 г/ 1 0 0 г (а в еди­ ничных случаях до 5,0 г/100 г). Такие же количества кальция сохраняются до глубины 3300 м (см. рис. 26, Б), а затем на­ блюдается их снижение, причем максимальные содержания на глубине около 4000 м не превышают 1,5 г/100 г.

В общих чертах подобным же образом распределяется в подземных водах и магний (см. рис. 26, Б). Максимальное его содержание до 1 г/ 1 0 0 г зафиксировано в пробах из интервала 2000—3000 м. Характерно, что в этих случаях несколько пони­ жено количество кальция.

73

Соленость подземных вод изменяется в тесной связи с тем пературой. С повышением последней общая минерализация бы­ стро возрастает и при температуре 40—45°С не опускается ни­ же 15 г/100 г. Дальнейшее повышение температуры до 90°С не отражается существенно на минерализации вод; величина пос­ ледней варьирует в пределах 17,5—33 г/100 г, независимо от состава вмещающих пород (имеются в виду не соляные поро­ ды) и их возраста — мезозойского или палеозойского.

Отсутствие связи между составами вод и вмещающих пород вообще характерно для гидрохимических зон с затрудненным и весьма затрудненным водообменом (Жданов, Карцев, 1958). Натрий и калий при температурах более 45°С присутствуют примерно в постоянных количествах. Суммарное количество кальция и магния в подземных водах возрастает от 0 ,2 —- 0,6 г/100 г при температуре 20—25°С до 1,2—2,8 г/100 г (в еди­ ничных пробах до 5,4 г/100 г) при температуре 60—70°С (см. рис. 26, Б). При дальнейшем повышении температуры количе­ ство этих ионов начинает понижаться и при 90°С не превышает 1,2 г/100 г. Содержание каждого из этих элементов порознь из­ меняется подобным же образом, только доля кальция увели­ чивается с глубиной быстрее, поэтому отношение rCa/rMg воз­ растает от 1,5—2,5 при температуре 20—30°С до 3— 6 при 60—70°С. Примерно таким же остается этот коэффициент и на больших глубинах, но уже при общем снижении содержания кальция и магния в подземных водах. Эти особенности поведе­ ния кальция и магния определяют близость состава (по основ­ ным ионам) подземных вод при температурах 40—50°С и 80— 90°С. Коэффициент rNa/rCl изменяется здесь от 0,80 до 0,91. Воды при температурах 55—75°С, отличающиеся повышенными концентрациями ионов Са и Mg, характеризуются отношением rNa/rCl равным 0,63—0,83. При этом общая минерализация вод в интервале температур 45—90°С остается более или менее по­ стоянной (см. рис. 26, Б), следовательно, разбавление проб в процессе отбора исключается.

В связи с выявленными особенностями распределения каль­ ция и магния может возникнуть вопрос, не изменилось ли со­ держание кальция и магния в воде за промежуток времени от отбора пробы до производства анализов? Естественно, что пре­ жде всего можно ожидать снижения концентрации ионов Са и Mg в пробах, отобранных из зон повышенных температур вслед­ ствие охлаждения растворов (увеличение их содержания иск­ лючается). Если это происходило, то содержание кальция и магния в пробах из интервалов температур 50—70°С было еще выше, чем зафиксировано анализами. Это не изменило бы об­ щего характера выявленной зависимости. Что касается более высоких температур, то, согласно экспериментам И. Г. Киссина, С. И. Пахомова (1967), количество ионов кальция, переходя­ щее в раствор (тождественный природным водам) из размель-

74

ценных алевролитов и глин с повышением температуры от 2 0 До 100—150°С, понижалось (к сожалению, влияние температур в интервале 20—100°С не исследовалось). Следует подчеркнуть, что определение кальция и магния в растворах производилось ■сразу же после экспериментов.

Сравнение характера изменения содержания растворимой в 6 % -ной НС1 части в песчано-алевритовых породах с одной сто­

скарбонатами, находя­

щимися в породах, характер распределения последних в оса­ дочном комплексе вниз по разрезу (по сравнению с изобра­ женным на графике) почти не меняется. Это обстоятельство подтверждает вывод о том, что растворенные карбонаты не

75