Определение степени минерализации пластовых вод различных месторождений Оренбургской области

В приведённой работе рассматривается определение степени минерализации межпластовых вод разных месторождений Оренбургской области. Эти данные несут большую ценность о разнообразных процессах, происходящих как на глубине, так и снаружи областей нефтяных залежей. Минерализация вод является одним из показателей нефтености горизонта, так как органические соединения, в основном фенолы и жирные кислоты, различным образом взаимодействуют с подземными водами. Часто даже сама минерализация, при определённых условиях, уже говорит о близости нефти. Анализ месторождений Оренбургской области поможет в дальнейшем поиске новых месторождений и более эффективной разработке уже существующих.

На минерализацию вод влияют процессы, представленные ниже.

Растворение − процесс разрушения водой кристаллической решётки различных мономинералов и приведение их в полностью растворённое состояние Выщелачивание − переход в раствор части легкорастворимых минералов, приводящий либо к их разложению до рыхлой стадии, либо увеличению пористости и проницаемости. На состав пластовых вод влияет множество процессов: давление, температура и гидрогеологический режим. Кроме этого, огромное значение имеют слагающие породы пласта, наличие в них полезных ископаемых, изолированность пласта от внешних воздействий, а также климат и даже рельеф местности. Основными веществами, растворёнными в природных водах, являются: сульфаты, хлориды, карбонаты металлов I и II подгрупп ПСХЭ. Диссоциируя, данные элементы образуют разнообразные ионы: Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^-, SO₄^2-, HCO₃^-, CO₃^2- − главные ионы, или, по-другому − макрокомпоненты. Также, вследствие процессов растворения, выщелачивания, адсорбции, фильтрации и других процессов в состав пластовых вод входят диоксид кремния, гидраты оксидов железа и алюминия.

Однако в поиске нефти большую роль играют различные органические вещества, иногда вступающие в реакцию с рассолами. В основном это различные гуминовые вещества и битумоиды. Немаловажное значение имеют фенолы и жирные кислоты. Так, битумы в солевых растворах образуют с ионами Mg²⁺, Na⁺ и K⁺ различные нафтенаты (нафтеновые мыла). Реже встречаются мыла жирных кислот. Хотя их концентрация в водах не велика − 1-3 мг/дм³, но они являются весомым маркером, говорящим о нефтеносности горизонта.

Наравне с битумоидами выделяют фенолы − они поступают в воду только из нефти. Правда стоит отметить, что обращать на них внимание начали только недавно, т.к. их концентрация значительно ниже (0,005-0,017%), чем у нафтенатов. Фенолы в воде находятся в свободной форме и редко образуют соединения с металлами. Другим важным показателем является содержание соды в воде, которая образуется  при окислении углеводородов сульфатами.

Nа2SO4 +2С+СаCО3=Nа2СОз+СаS↓+2СО2↑

Нами был изучен химический состав пластовых вод Оренбургской области осеннего и весеннего периода. Результаты анализов представлены в таблице 1, 2.

Таблица 1.

Химический состав компонентов в пластовых водах, выделенных из местных водонефтяных эмульсий за весенний период

Таблица 2.

Химический состав компонентов в пластовых водах, выделенных из местных водонефтяных эмульсий за осенний период

Обычно для наглядности сравнения насыщенности вод различными соединениями и элементами пользуются общепринятыми классификациями.

Пластовая вода классифицируется по величине ее минерализации г/дм³:

• <0,2 − ультрапресные;
• 0,2−0,5 − пресные;
• 0,5−0,1 − с относительно повышенной минерализацией;
• 1,0 – 3,0  − солоноватые;
• 3,0 – 10,0 − соленые;
• 10,0 – 35,0 − с повышенной соленостью;
• 35,0−50,0 − переходные к рассолам;
•  50,0−400 – рассолы.

Также существует и другая классификация пластовых вод по В. А. Сулину:

Воды всех приведённых выше месторождений относятся к различным классам, с большой разницей концентрации вещества − от солоноватых 10461,2 мг/дм³ в Зайкино весной и до рассолов 258734,6 мг/дм³ в Гаршино осенью. Однако концентрация минералов в разное время года меняется, например, в Зайкино осенью концентрация увеличивается до 39975,9 мг/дм³ и такие воды уже классифицируют как переходные к рассолам. Это может вызывать некоторые трудности при исследовании скважин, так как воды разной концентрации, особенно по хлору и щелочам, по-разному взаимодействуют с органическими веществами. Похожую роль играет классификация по В. А. Сулину. Высокое содержание хлора типично для нефтяных бассейнов I типа, к которым относится и территория Оренбургской области. Правда, другие элементы тоже влияют на пластовые воды. Например, заборы из Гаршино весной являются типичными хлоридно-кальциевыми, осенью они становятся хлоридно-магниевыми, что непосредсвенно влияет на их химические и физические свойства.

Таким образом,  анализ минерализации вод месторождений Оренбургской области показал, что из-за различного состава весной и осенью, имеет смысл брать замеры и изучать их в разное время года. Это поможет как находить скрытые нефтяные залежи, не реагирующие с водой в определённое время года так и предсказывать обеднение и размыв в других месторождениях.