Введение к работе
Актуальность. Несмотря на длительность изучения проблемы формирования ионно-солевого состава подземных вод, их дальнейших преобразования в ходе эволюции, исследований гидрогеохимической зональности, взаимосвязи зон катагенеза с подземными водами по прежнему актуальны и в настоящее время.
Среднедевонско-нижнефранский комплекс является одним из наиболее продуктивных в Печорском нефтегазоносном (артезианском) бассейне. С ним связано более 40 месторождений нефти и газа. Вместе с тем потенциал комплекса еще не исчерпан, свидетельством чего являются открытия новых залежей углеводородов (УВ). Воды среднедевонско-нижнефранского водоносного комплекса (ВК) Печорского артезианского бассейна перспективны для использования в качестве минеральных и промышленных. К настоящему времени накоплен огромный фактический материал, анализ которого позволяет провести комплексное изучение литолого-фациальных, современных и палеогидрогеологических условий, без чего невозможно эффективное планирование комплекса геологоразведочных работ, направленных на поиски углеводородного сырья и других полезных ископаемых. Исследование генезиса подземных вод, изменений их состава в процессе взаимодействий в системе вода-порода имеет огромный научный и практический интерес, поскольку позволяет воссоздать процессы образования флюидов, проследить пути их миграции, характер и направленность постседиментационных преобразований пород и состава вод, оценить перспективы нефтегазо-носности.
Решению этих проблем на примере изучения среднедевонско-нижнефранского ВК Печорского артезианского бассейна (ПАБ) посвящена настоящая работа.
Цели и задачи. Цель данной работы состоит в изучении генезиса вод и эволюции среднедевонско-нижнефранского ВК ПАБ на основе исследования современных и палеогидрогеологических условий. Для достижения этой цели решались следующие задачи:
изучение вертикальной гидрогеохимической зональности ПАЕ и
выяснение причин ее формирования;
анализ особенностей ионно-солевого состава вод среднедевон-
ско-нижнефранского ВК ПАБ;
исследование термобарических условий среднедевонско-
нижнефранского ВК ПАБ и их влияния на гидрогеохимическую
обстановку;
моделирование взаимодействий в системе вода-порода;
реконструкция условий формирования и эволюции среднедевон-
ско-нижнефранского ВК в связи с нефтегазоносностью.
Научная новизна исследований. На основе анализа особенностей компонентного состава подземных вод среднедевонско-нижнефранского ВК в зависимости от глубины и термодинамических параметров среды выявлены характер распределения концентраций ионов в рассолах и направленность преобразований ионно-солевого состава вод хлоркальциевого типа (по В.А.Сулину) в процессе эволюции, отражающие пластовую инверсионную вертикальную гидрогеохимическую зональность в пределах изучаемого ВК. Установлена ведущая роль процессов дегидратации глинистых пород в формировании гидрохимического облика рассолов и инверсионной вертикальной гидрохимической зональности ПАБ. Построена серия палеогидродинамических карт ВК среднедевонско-нижнефранских отложений для основных этапов развития Печорского бассейна. Анализ карт позволяет проследить эволюцию ВК, установить области создания напора и флюидного питания элизион-ного бассейна, направления движения флюидов, гидродинамические области минимальных напоров. В течение всей истории геологического развития осадочного чехла Печорского бассейна, области пьезо-минимумов в целом сохраняли свое местоположение, что создавало благоприятные условия для нефтегазонакопления.
Практическая значимость работы. Выявленные закономерности изменения химического состава подземных вод в ходе эволюции и результаты моделирования взаимодействий в системе вода-порода позволяют прогнозировать как гидрогеохимический облик вод, так и направленность процессов преобразования воды и пород,
а следовательно, и характер изменения коллекторских свойств последних в пределах малоизученных территорий. На основе установленного инверсионного распределения компонентов в водах средне-девонско-нижнефранского ВК, включая промышленно значимые бром, стронций, литий, в зависимости от глубины залегания отложений, представляется возможность осуществить прогноз и предварительную оценку территорий на воды промышленного значения. Построенные палеогидродинамические карты могут быть использованы для оценки перспектив нефтегазоносное Печорского бассейна, выявления путей миграции флюидов, выделения возможных зон нефтегазонакопления, определения времени, в течение которого изучаемые отложения находились в зонах нефте- и газообразования.
Используемые материалы. Исходным гидрогеологическим материалом послужили данные опробования среднедевонско-нижнефранского ВК в 370 скважинах (результаты химических анализов воды, водорастворенного газа, замеров температуры и давления), представленные в фондовых работах производственных объединений "Ухтанефтегазгеология", "Архангельскгеолдобыча" и Ти-мано-Печорского НИЦ (ТПО ВНИГРИ). В работе использована также опубликованная и фондовая литература по геологии, тектонике, литологии, гидрогеологии и нефтегазоносности большого числа авторов, в том числе: Е.А.Барс, Е.А.Баскова, С.Б.Вагина, В.А.Дедеева, Р.И.Злочевской, Ю.И.Зытнера, Л.Н.Капченко, А.А.Карцева, В.В.Колодия, АТ.Коссовской, З.В.Кривошеевой, З.В.Ларионовой, Б.А.Лебедева, Г.В.Лебедевой, Г.П.Лысенина, Б.Н.Любомирова, Л.В.Мигунова, В.М.Милькова, Н.М.Невской, А.М.Никанорова, Е.В.Пиннекера. С.Л.Шварцева.
Апробация и публикации. Результаты исследований опубликованы в 19 научных работах. Основные положения диссертационной работы докладывались на различных конференциях: международных - "Новые идеи в науках о Земле" (Москва, 1997) и "Структура и эволюция минерального мира" (Сыктывкар, 1997); всероссийских -XII Геологической конференции Республики Коми (Сыктывкар, 1993) и VI Толстихинских чтениях (Санкт-Петербург, 1997); региональной - "Моделирование геологических систем и процессов"
(Пермь, 1996); XII Коми республиканской молодежной научной конференции (Сыктывкар, 1994) и научных конференциях Института геологии Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар, 1992-1996).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 146 страниц текста, 94 рисунка, 10 таблиц, список использованной литературы из 234 наименований и текстовое приложение.
Работа выполнена в отделе геологии горючих ископаемых Института геологии Коми НЦ УрО РАН под научным руководством
доктора геолого-минералогических наук, профессора В.А.Дедеева], в рамках тем "Природные углеводороды европейского севера России" и "Эволюционно-генетические основы прогноза и закономерности распространения горючих ископаемых в осадочных бассейнах европейского севера России". Автор искренне признателен академику РАН профессору Н.П.Юшкину, к.г.-м.н. Н.А.Малышеву, к.г.-м.н. Б.А.Пименову за организационную помощь и поддержку в работе, сердечно благодарит научных сотрудников Института геологии Коми НЦ Н.В.Конанову, А.В.Корзуна, С.В.Лыюрова, Е.О.Малышеву, В.А.Носкова, М.Б.Пименова, Н.Н.Рябинкину, С.В.Рябинкина, Н.Н.Тимонину, Я.Э.Юдовича за советы и рекомендации, высказанные при работе над диссертацией.