Гидрогеология нефтегазоносных бассейнов Бассейны гидрогеологические Для геолога: бассейн – бассейн осадконакопления. Для гидрогеолога: бассейн – бассейн стока. Для гидрогеолога гидрогеологический бассейн – океан в оковах континента. Стратиграфия: Водоносные проницаемые комплексы (пласты, горизонты) Водоупорные комплексы разделяют водоносные Динамика: Области питания – источники воды. Области разгрузки – сток воды. Направление фильтрации.
Бассейны нефтегазоносные – бассейны осадконакопления. • По возрасту: – Бассейны древних платформ – Бассейны молодых платформ и – Бассейны складчатых областей. • По тектонике: – Внутриплатформенные (около 30%), – Внутрискладчатые (около 35%), – Передовых прогибов (около 15%), – Периокеанические платформенные – Периокеанические складчатые – Внутриокеанические
Структура: Складчатый фундамент – подстилает и окаймляет Осадочный чехол – заполняет объем бассейна. Осадки – покрывают их поверхность.
Схема расположения артезианских бассейнов на территории бывшего СССР: • 1— артезианские бассейны платформ древних и молодых; • 2— гидрогеологические массивы щитов и складчатые области; • 3 — артезианские бассейны складчатых областей. I — Восточно Европейские (1— Прибалтий ский, 2 — Московский, 3 — Северо Двинский, 4 — Печорский, 5 — Волго Камский, 6— Сурско Хоперский, 7— Днепровский, 8— Припятский, 9 — Львовско Предкарпатский); II— Черноморско Каспийские (10— Причерно морский, 11— Азово Кубанский. 12— Терско Каспийский); III— Арало Каспийские (22— Северо Каспийский, 23— Устюрский, 24— Средпекас пийский, 25— Южно Каспийский, 26— Амударьииский, 27— Сырдарьин ский, 28 — Чуйский, 29 — Тургайский); IV — Западно Сибирский; V — Вос точно Сибирские (34— Ангаро Леиский, 35— Якутский, 36— Тунгусский, 37— Оленекский, 38— Котуйский, 39— Хатангский). Гидрогеологические массивы и складчатые области: 15— Балтийский, . 16 — Украинский, 17 — Донецкая, 18— Карпатская, 19— Тиманская, 20— Уральская, 21 — Крым ско Кавказская, 30— Копетдагская, 31— Памирская. 32— Тяньшаньская, 33— Северо Казахстанская, 40— Анабарский, 41 — Алданская, 42— Тай мырская, 43 — Саяно Алтайская, 44 — Саяно Ениеейская, 45 — Восточно Сибирская. •
Водоупоры – породы непроницаемые относительно воды, нефти и газа (коэффициент фильтрации менее 0, 001 м/сут, менее 0, 1 мд) Водоупоры: соленосные, глинистые и глинисто карбонатные. Соленосные водоупоры 1. Процесс образования. 2. Распространение: кембрий (7, 4%) Вост. Сибирь, Иран Пакистан, Сев. и Южн. Америка девон ДДВ, Казахстан, Тува, Сев. Америка пермь (10, 2%) Волго Уральский басс. , Северная Европа, Сев. Америка. 3. Состав: неселикатные минералы хорошо растворимые соли: галит, сильвин, карнолит, бишофит и др. плохо растворимые соли: гипс, известняк, ангидрит, доломит. 4. Свойства: хорошая растворимость пластичность увеличивается с глубиной диапиризм 5. Влияние на состав подземных вод. повышение минерализации увеличение хлора и натрия повышение плотности воды
Глинистые водоупоры. 1. Процесс образования: выщелачивание выветривание снос осадкообразование. > 50% частицы размером < 0, 01 мм: 2. Распространение: 3. Состав: глинистые минералы : 4. Свойства: низкая растворимость, плохое взаимодействие с водой набухаемость, пластичность, способность адсорбировать 5. Влияние на состав подземных вод: опреснение поглощение калия монтморилонит Выветривание выщелачивание каолинит Диагенез выщелачивание монтморилониты дегидратация гидрослюды Эпигенез гидрослюдизация хлориты хлоритизация аргиллит серицит Метаморфизм слюды
Глинисто-карбонатные – мергели 1. Образуются в морской, лагунной и озерной среде у побережий при одновременном осаждении карбонатных и глинистых частиц. 2. Широко распространены, особенно в ассоциации с эвапоритами и карбонатами. 3. Состав: кальцита до 50 %, 30 50% глинистого материала, гипс 4. Свойства: пористость до 39 42%, способны к набуханию (до 4%) и пластичности (0, 43 0, 58 Мпа) 5. Влияние на состав воды. Источник Ca, CO 32
Коллектора породы с высокой проницаемостью, более 10 мд , и водо нефтеотдачей. Терригенные и карбонатные Терригенные коллектора. 1. Процесс образования: 2. Распространение: 3. Состав: глинизация и карбонатизация 4. Свойства: неравномерностью уплотнения химическая инертность, низкая растворимость 1, 5 3 км 4 5 км 6 7 км от 20 до 10% < 7%, 15 18% >2 Д <2 м. Д. 5. Влияние на состав подземных вод. удаление сероводорода окиси и гидроокиси железа препятствуют накоплению H 2 S
Карбонатные коллектора 1. Процесс образования: органогенные и химогенные 2. Распространение: 3. Состав: кальцит, доломит, арагонит, магнезит 4. Свойства: уплотняется быстро растворимость зависит от CO 2 доломитизация 2 Ca. CO 3 + Mg+2 Ca. Mg(CO 3)2 + Ca+2 пористость увеличивается на 12 13%. 5. Влияние на состав подземных вод. обогащается Ca 2+, Mg 2+, CO 32 , H 2 S
Органическое вещество Рассеянное <20% 1 2% Концентрированное Сорг глины 1% песчаники 0, 4% карбонаты 0, 2% >20% до 100% 0, 4 0, 5% мацералы: сапропелевые и гумусовые витринит отражательная способность: отклонение от отражательной спсобности эталона в воздушной (Rа) или масляной среде (Rо) Rо от 0, 2 до 11%. Шкала углефикации: протокатагенез < 90 1000 С угли бурые c Ro <0, 5%. мезокатагенез до 200 2350 С угли длиннопламенные, газовые, жирные, коксовые и отощенно спекающиеся c Ro <2, 0%. апокатагенез от 200 до 3000 С угли полуантрацитовые и антрацитовые с Ro от 2 до 11%
Температура. Внешняя гелиотермозона Средний нейтральный слой Внутренняя геотермическая От 0 до 40 м (Суточные колебания температуры проникают на глубины 1 2 м. Сезонные колебания проникают значительно глубже). Инфильтрация увеличивает, артезианское питание уменьшает. Относительные термы выше среднегодовой. Абсолютные терм выше максимальной среднегодовой на земной поверхности (340 С). Среднегодовое значение на поверхности ± 0, 10 С. От 130 С на Таймыре до 200 С на юге. Изотерма 00 С на уровне нейтрального слоя граница территории многолетней мерзлоты. Геотермическим градиентом в 0 С на каждые 100 м. (3, 30 С/100 м, от 0, 5 1 до 200 С Геотермической ступенью в метрах на каждый 0 С. (От 5 до 200 м/0 С) где g геотермическая ступень, м/град. . В провинциях многолетней мерзлоты ниже 00 С иногда до глубин 1, 5 2, 0 км.
Пластовое давление определяется: поступлением воды уменьшением скважности и открытостью недр. Различают: инфилтрационную систему давлений • Гидростатическое • Артезианское эксфильтрационную систему давлений • Аномально высокое (элизионные) давление (2, 61 МПа на 100 м при пластовом давлении 86 МПа на глубине 3291 м)
Гидродинамическая зональность. Зоны Условия Скорости (м/сут) Возраст Свободного водообмена Самая высокая скважность 30% n 100 n 10 3 <10 тыс. лет ( обновление за 330 лет) 10 или 100 тысяч лет Затрудненного водообмена Застойных подземных вод n 10 4 n 10 5 Низкая проницаемость • скорости фильтрации закономерно уменьшаются; • преимущественно горизонтальная фильтрация сменяется на преимущественно вертикальную; • вертикальная фильтрация подземных вод, за очень редким исключением, направлена снизу вверх. Глубина, м 100 200 эрозион н ые врезы до 2000
Гидрохимическая зональность. Верхняя зона: пресные с субширотной зональностью, минерализация растет с глубиной Средняя зона: преобладание рассолов хлоридного типа. Литология (менее 20 30 г/кг в терригенных породах, до 70 80 г/кг в сульфатных и доломитовых породах, 140 270 г/л в присутствии солей, гипсов и ангидритов. • толщи с широким распространением эвапоритовых и карбонатных отложений; • толщи без терригенных отложений Нижняя зона: гидрохимическая инверсия.
Минерализация • Минерализация с глубиной растет, затем уменьшается • Не зависит от возраста вмещающих пород. • Градиент роста минерализации зависит от положения соленосных пород. • Зависит от литологии пород: терригенные 20 30 г/л Примеры: C и P отложениях Кузбасса до 35 г/л, MZ Западной Сибири 15 25 (редко 50 80) г/л, KZ Сахалина 10 20 (редко 30 60) г/л. карбонатные до 70 80 г/кг гипс и ангидрит до 140 270 г/л каменные соли крепкие рассолы Примеры: Cm юга Восточной Сибири до 600 680 г/л, P Прикаспийской впадины 450 г/л, J Восточной Туркмении 600 г/л, N Предкарпатья 460 г/л
И. К. Зайцев предложил различать разрезы: 1 толщи терригенных пород без солей 2 толщи с широким распространением эвапоритовых и карбонатных отложений преимущественно древние платформы, реже молодые. Терригенные разрезы. • Характерны для молодых плат форм, передовых прогибов и межгорных впадин с мезозойскими и кайнозойскими отложениями • Не более 50 100 г/л. Воды Cl Na состава. Особое значение играет HCO 3 и Ca (до 20 экв%. ). Содержание SO 42 не велико и уменьшается с глубиной • Коэффициент метаморфизма r. Na/r. Cl до 0, 9 1, 0. В присутствии CO 2 до 1, 0 1, 4 • Растет содержание J, Br, B, Si • Инверсия (20 г/л, HCO 3, Na)
Соленосные разрезы • Характерны для древних и некоторых молодых платформ. • Максимумы минерализации соответсвуют соленосным толщам. в Cm юга Восточной Сибири 600 680 г/л, в P Прикаспийской впадины 450 г/л, в J Восточной Туркмении 600 г/л, в N Предкарпатья 460 г/л. • От максимума минерализация уменьшается вверх и вниз до пород фундамента и глубже. 2 подтипа: а. пачка эвапоритов располагается в верхней части разреза. б. пачка эвапоритов располагается в нижней части, у основания разреза. Примеры: В Мончегорском районе Кольского полуострова в ультроосновных породах на глубине до 500 м от 2 до 57 г/л. Cl Na состав с J до 33 мг/л. На Балтийском щите, в Карелии, в гранитах и гнейсах архея и протерозоя минерализация от 1, 4 г/л на глубине 120 м до 138 г/л на глубине 785 м. При этом состав вод меняется от Cl SO 4 Na до Cl Na и даже Cl Ca. На Украинском щите минерализация вод достигает 150 г/л при Cl Na Mg составе. • • • Величина коэффициента метаморфизма r. Na/r. Cl уменьшается по мере роста их минерализации вплоть до значений 0, 4 0, 7. Концентрация Br растет до 10 15 г/л, а величина Cl/Br снижается до 50 100 10 30 ( в океане 303) Гидрохимическая инверсия. В Печорском бассейне до 68 107 г/л
Подземные воды • Гидролитосфера содержит до 150 млн. км 3 гравитационной воды, что почти в 9 раз меньше, чем в океане. • С физически и химически связанной влагой объем только 420 млн. км 3, что в 3 раза меньше, чем в океане. • В верхнем слое в 2 км 23, 4 млн. км 3, 10, 53 млн. км 3 пресной. • В недрах Земли находится до 30, 1% пресных вод на Земле Подземные воды: 1. Субаквальной океанической коры; 2. Субаквальной континентальной коры (шельфа) 3. Субаэральной континентальной коры. Подземные воды: 1. условий диагенеза 2. условий гипергенеза 3. условий эпигенеза
Внешний гидрологический круговорот: Атмогенные или метеогенные воды: из 577 тыс. км 3. На поверхность суши выпадает 119 тыс км 3. 61% испаряется. 44 тыс км 3 стекает в океан и озера. Из них13 тыс. км 3 инфильтруется и фильтруется через недра. Основная область питания поверхность Основная область разгрузки поверхность. Внутренний геологический круговорот: Атмогенные Седиментогенные (60 км 3/год) Литогенные (1 км 3/год) Магматогенные, в том числе ювенильные (0, 5 90 км 3/год) Основная область питания нижняя граница гидролитосферы Основная область разгрузки нижняя граница гидролитосферы
Скачать презентацию Гидрогеология нефтегазоносных бассейнов Бассейны гидрогеологические Для геолога бассейн
09 Бассейны.ppt