Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
9.3. ЗОНАЛЬНОСТЬ ГАЗОВОГО СОСТАВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД (НА ПРИМЕРЕ ПЛАТФОРМЕННЫХ ОБЛАСТЕЙ)
В. И. Вернадский писал, что газы и воды находятся в постоянном обмене «природная вода — природные газы». Для газов, как и для макрокомпонентов химического состава подземных вод характерна вертикальная зональность, связанная i основном с их генезисом в различных геолого-геохимических условиях. В связи с этим зональность газового состава подземных вод различна в геосинклинальных и платформенных областях. Если в первых наиболее развиты воды, обогащенные углекислотой и азотом, то во вторых — наряду с этими газами важное место занимает сероводород и метан. Это наглядно показано А. М. Овчинниковым на примере горизонтальной газовой зональности подземных вод Северного Кавказа, где от центральной части Кавказа к периферии углекислые воды сменяются азотными и далее сероводородными и метановыми водами.
- Детальное рассмотрение газовой зональности в: подземных водах содержится в работах А. В. Щербакова, Н. Д. Козловой, Г. Н. Смирновой. Характеристика газовых зон платформ в обобщенном виде приведена в табл. 9.2.
Большой теоретический и практический интерес представляет зональное распределение растворенных газов в нефтегазоносных бассейнах. Рассмотрим его на примере нескольких
конкретных регионов. V
В Волг о-У ральской нефтегазоносной провинции для всех гидрогеологических комплексов палеозоя зональный характер газонасыщения выражается в изменении состава растворенных газов и их объемов в направлении от окраин бассейна к внутренним частям. Состав растворенных газов при этом изменяется от азотного до метанового через зоны метаново-азотных и азотно-метановых газов. От западных окраин провинции (восточный склон Воронежской анте-клизы) на восток к Предуральскому прогибу и Прикаспийской впадине с увеличением содержаний метана появляются тяжелые углеводороды — вначале этан, затем пропан, бутан и более высокие гомологи метана. Количество растворенных газов (газонасыщенность) в этом же направлении увеличивается от десятков кубических сантиметров на литр до 500—600 (Пред-уральский прогиб) и 1200—1300 см3/л (прибортовая зона Прикаспийской впадины).
" ? 233
Таблица 9.2. Вертикальная зональность растворенных газов подземных вод платформенных областей (по А. В. Щербакову)
Газовые зоны Газонасыщенность, МЛ/л Состав газов (мх содержание) Eh, мВ pH Т, X. Af. г/л Кислородно-азотная* 15-100 O2 (до 14 мг/л) N2 (до 30 мг/л) + 110-т- +650 2,6- -8,5 До 20 ?
До 3 Азотная ' 17—180 N2 (95—99%) Не и Ar (доли процента)
? *
+33+ +100 5,6- -7,7 25-100 1—35 (Тураиская, Западно-Сибирская плиты) 55—300 (Русская платформа) Сульфидно-угле-
кнсло-метаново-
азотная 1300—2200 N2 (до 80%) CO2 (до 10-20%) CH4 (до 15-25%) H2S (2-5%) —10 -г--320 6.5- -8,2 10-75 2—250
IVVV *-* *- \J \.J
* V t V/«* V
Метаново-азотная
(азотно-метано-
вая) >2000 CH4AiN2 H2 (до 25-30%). Имеются ТУ -80 + -180 5,4- -7,8
? 34—85 . 20-260
» ?
Метановая до 10000 CH4 (85-95%) ТУ (3—10%)
* -100 + —180 6,7- -8,5 зо—юо 20—90 (Скифская и Западно-Сибирская плиты) 200—300 (Русская платформа) Углекнсло-метано-вая 600—5000 CH4 и ТУ (до 95%) CO2 (до 65%) —30+-—150 6,3- -6,8 100—1500 3—120
* Сульфидно-угле-кнсло-метановая
,1 До 5000 CH4 (до 90%) CO2 (50-700 мг/л) H2S (до ЗСЮ мг/л) —300 -=- —370 5,3-
? -5,6
% 100—180
4
•
• 80—160 • Преобладающий газ ставится на последнем месте.
Указанная зональность растворенных газов связана с различными типами углеводородных залежей территории. В нижнем Поволжье- с преимущественно метановым составом газов по всему разрезу подсолевых отложений палеозоя содержатся в основном газовые залежи, реже встречаются газонефтяные и нефтяные залежи с высоким газовым фактором. В Среднем Поволжье, Татарии и Башкирии, где в составе растворенных газов значительную роль играет азот, в подсолевых палеозойских отложениях встречаются преимущественно нефтяные залежи. Состав попутных газов и газовых залежей более азотный в северных районах провинции и более метановый — в южных.
В 3ападно-Сибирской нефтегазоносной провинции в направлении от обрамления к центральным районам впадины и далее на север состав газов изменяется от чисто азотного до метанового. Зона азотных газов широко распространена по южной и юго-восточной окраинам бассейна, а зона метановых газов занимает большую его часть. Со стратиграфической глубиной площадь зоны метановых газов расширяется, а азотных — сужается. Газонасыщенность вод также изменяется от окраин бассейна к центру от десятков кубических сантиметров на литр до 3000 см3/л. Особо высокой газонасыщенностью отличаются воды юрских отложений, местами насыщенные преимущественно углекислым газом (до 20 000 см3/л).
В Иркутском нефтегазоносном бассейне в отложениях терригеиного комплекса венда — нижнего кембрия состав растворенных газов закономерно изменяется от ме-таново-азотного в окраинных частях бассейна до азотио-мета-нового с обогащением тяжелыми углеводородами (ТУ) во внутренних частях бассейна и в Приленском районе. По мере удаления от окраинных зон в составе растворенных газов постепенно возрастает роль высокомолекулярных гомологов метана. Изменение состава растворенных газов по пласту (в разных частях нефтегазоносного бассейна) показано в табл. 9.3.
