Бороносность продуктивной толщи Апшеронского полуострова
Г.П. ТАМРАЗЯН
Бор содержится в различных природных водах в различных концентрациях. В водах нефтяных месторождений (табл. 1, по данным [2, 4, 6, 8, 15 и др.]) содержание бора (как и других микроэлементов - иода, брома) повышено. Вместе с тем богатейшие скопления бора в водах нефтяных месторождений (Содержание борного ангидрида в водах продуктивной толщи Апшеронского полуострова и Апшеронского архипелага ориентировочно около сотен млн. т. Представление об этих колоссальных количествах бора становится несколько более наглядным, если учесть, что общее количество нефти в недрах Апшеронской области [3], эксплуатируемых в течение века и принесших мировую известность Бакинскому нефтеносному району, превосходит количество борного ангидрида в них в численном выражении величиной не более чем на один порядок) до сих пор пока не нашли промышленного применения (в то время как иод и бром нефтяных вод уже давно являются объектами промышленной эксплуатации).
Химический состав вод продуктивной толщи Сураханского месторождения (Апшеронский полуостров) показан на рис. 1. Как видно из этого рисунка, среднее содержание бора в водах продуктивной толщи со стратиграфической глубиной возрастает, хотя с глубиной содержание ионов хлора и щелочей, щелочноземельных элементов и вообще общая минерализация вод резко уменьшаются.
При общем уменьшении минерализации вод продуктивной толщи с глубиной содержание некоторых составных частей этих вод с глубиной не уменьшается, а в общем увеличивается. Это гидрокарбонаты и карбонаты, соединения нафтеновых кислот, а также, как отмечено выше, бор.
При этом на примере Сураханов видно, что изменение содержания бора в пластовых водах по разрезу продуктивной толщи в общем сходно с изменением содержания гидрокарбонатного и в особенности карбонатного иона. Соединения нафтеновых кислот в верхах продуктивной толщи отсутствуют (так же как ионы СO3); они появляются в середине сабунчинокой свиты (IV горизонт), и далее их содержание по разрезу изменяется слабо (в пределах 0,1-2,0 мг-экв) с тенденцией приурочивания наибольшего содержания к трем интервалам разреза, являющимся обычно песчаными. Поэтому общее увеличение содержания бора с глубиной (от 35-47 мг/л в водах верхов и середины сабунчинской свиты до 400-750 мг/л в водах свит ПК и КС) не связано с присутствием соединений нафтеновых кислот.
Содержание бора наиболее отчетливо возрастает в водах в связи с присутствием гидрокарбонатных и карбонатных ионов, и так как было отмечено [11, 13] увеличение содержания этих ионов в глинистых пластах и горизонтах, то следует ожидать увеличения содержания бора в глинистых горизонтах, если, конечно, другие причины не будут затушевывать подобную связь.
В общем бор чаще приурочивается в разрезе продуктивной толщи к щелочным водам, увеличивающим свою щелочность, как и содержание бора, со стратиграфической глубиной (отметим, кстати, что в Сураханах содержание бора с глубиной резко возрастает, начиная с IVde -V горизонтов, выше которых располагаются (см. рис. 1) жесткие, а ниже - щелочные воды. С изменением по Апшеронскому полуострову и архипелагу стратиграфического уровня верхней границы щелочных вод [12], возможно, будет связано и изменение бороносности пластовых вод в различных районах Апшеронской области.
С изменением содержания бора в водах продуктивной толщи возникает вопрос, как связано оно с изменением литологического состава вмещающих пород и минералов, содержащих бор (если последние имеются).
Боросодержащим минералом продуктивной толщи является, в основном турмалин. Анализ фактического материала показывает, что содержание турмалина в продуктивной толще часто больше в глинистых породах и меньше в песчаных. В табл. 2 приведено вычисленное нами (по материалам [1]) среднее содержание турмалина в продуктивной толще в зависимости от типа пород.
Как видно из этой таблицы, среднее содержание турмалина в продуктивной толще в направлении снизу вверх обычно уменьшается в песчаных (графа 2) и увеличивается в глинистых породах (графа 4).
В общем присутствие боро-алюмосиликата в продуктивной толще и его постепенное выщелачивание, вероятно, в некоторой мере способствовали обогащению пластовых вод бором.
Распределение борного ангидрида в свитах верхнего отдела продуктивной толщи одной из площадей Апшеронского полуострова показано на рис. 2, на котором легко заметить связь количества бора с литологическим составом вмещающих пород. Содержание борного ангидрида часто больше в глинистых и меньше в песчаных образцах пород. В песчаных образцах пород (песчаной фракции >0,1 мм свыше 50% всего образца) содержание борного ангидрида составляет в среднем 3 мг/кг (по данным 11 образцов), в алевритово-глинистых образцах (содержание алевритовой и глинистой фракции <0,1 мм в сумме свыше 50 % всего образца) оно составляет в среднем около 3 мг/кг (по данным 23 образцов). Следовательно, содержание барного ангидрида в алевритово-глинистых образцах примерно в 2-3 раза больше, чем в песчаных образцах.
Повышенное содержание бора в глинистых породах по сравнению с песчаными находится в соответствии с установленным повышенным содержанием бора в морских глинах и образований морского генезиса [2].
Связь распределения бора с литологией вмещающих пород не является чем-то специфическим для бора. Такая связь выявлена в отношении химического состава вод [11, 13] и для вещественного состава пород и отчасти вмещаемых образований [7].
Для выявления многих закономерных связей распределения бора в недрах необходимы детальные геологические работы. При этом следует учесть, что распространение бора в недрах зависит от ряда факторов: от изменения содержания бора в водах бассейна седиментации продуктивной толщи, литологического состава пород, вулканической деятельности в век продуктивной толщи, щелочности пластовых вод, степени раскрытости структур (в размытых структурах концентрация бора в недрах уменьшается из-за инфильтрации пресных поверхностных вод) и т. д.
Недра Апшеронского полуострова выгодно отличаются от других нефтеносных районов с повышенной бороносностью (например, платформенных районов) многопластовым строением месторождений (в разрезе продуктивной толщи встречается до 40 и более нефтеносных горизонтов) и большой мощностью вмещающей толщи, что обусловливает большие ресурсы этого ценного редкого элемента.
Повышенной бороносностью отличаются и воды грязевых вулканов [4, 6, 8, 10 и др.]. В отношении грязевых вулканов Азербайджана было отмечено [10], что в восточном Азербайджане южнее осевой зоны Большого Кавказа «содержание бора понижается в общем по направлению с севера на юг. Максимальное количество бора приурочено к водам грязевых вулканов Кобыстана. В водах грязевых вулканов Бакинского архипелага и в особенности приустьевой части Прикуринской низменности содержание бора по сравнению с содержанием в водах грязевых вулканов Кобыстана уменьшается в несколько раз. Малым содержанием бора отличаются и воды грязевых вулканов, приуроченных к громадной полосе разлома, проходящей от Шемахи до Нефтечала...» (стр. 69).
Однако незначительные ресурсы вод самих грязевых вулканов по сравнению с громадными ресурсами пластовых вод разбуренных нефтяных месторождений указывают на необходимость развертывания работ по получению бора в первую очередь из вод нефтяных месторождений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алиев А.Г. и Даидбекова Э.А. Осадочные породы Азербайджана. Азнефтеиздат, 1955.
2. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. Изд. АН СССР, 1950.
3. Губкин И.М. Мировые запасы нефти. Труды XVII сессии Международного геологического конгресса, т. I. ГОНТИ, 1939.
4. Гуляева Л.А. Бор грязевых вулканов. Труды ин-та горючих ископаемых АН СССР, 1939.
5. Сулин В.А. Воды нефтяных месторождений в системе природных вод. Гостоптехиздат, 1946.
6. Сулин В.А. Гидрогеология нефтяных месторождений. Гостоптехиздат, 1948.
7. Султанов А.Д. и Тамразян Г.П. О литолого-стратиграфическом обосновании ритмического строения продуктивной толщи Апшеронской нефтеносной области. ДАН Азерб. ССР, № 9, 1956.
8. Тагеева Н.В., Цейтлин С.Г., Морозова А.И. О содержании бора в природных водах. ДАН СССР, т. III, № 5. 1934.
9. Тамразян Г.П. К вопросу об изменении химического состава вод продуктивной толщи Апшеронской нефтеносной области. Изв. АН Азерб. ССР, № 1, 1954.
10. Тамразян Г.П. Некоторые закономерности в изменении химического состава вод грязевых вулканов Азербайджана. Тр. Инст. геол. АН Азерб. ССР, т. XV, 1954.
11. Тамразян Г.П. К вопросу о зависимости химического состава вод нефтяных месторождений от литологии вмещающих пород. Азерб. нефт. хоз., № 8, 1954.
12. Тамразя н Г.П. Подземные воды нефтяных месторождений Апшеронского полуострова. Природа, № 5, 1955.
13. Тамразян Г.П. О химической характеристике вод низов сураханской свиты продуктивной толщи Бакинского полукольца. ДАН Азерб. ССР, № 8, 1955.
14. Цейтлин С.Г. Содержание бора в нефтяных водах. ДАН СССР, т. I (X), № 3, (80), 1936.
15. Решение Всесоюзного совещания по геохимическим методам поисков рудных месторождений. Госгеолтехиздат, 1956.
Ин-т геологии АН Азерб. ССР
Таблица 1 Содержание бора в поверхностных водах и в водах нефтяных месторождений
|
Местонахож дение |
Возраст, свита |
B2O3, мг/л |
|
Пресные воды (реки) |
|
n*0,01 |
|
Атлантический океан |
|
15 |
|
Каспийское море |
|
5 |
|
Сызрань |
Карбон (верейский горизонт) |
78 |
|
Ишимбай |
Пермь (артинские известняки) |
До 750 |
|
Эмба (Макат, Доссор, Искине, Косчагыл) |
Пермь - триас, юра |
2-14 |
|
Новогрозненский район |
Миоцен: от I пласта до XX пласта (караган + чокрак-спириалисовые слои) |
7-37 |
|
XXIII пласт (чокрак-спириалисовые слои) |
319 |
|
|
Дагестан ( Дагогни, Берекей) |
Миоцен - палеоген |
250-370 |
|
Грузия (Тарибани) |
Плиоцен (ширакская толща) |
82 |
|
Туркмения (Челекен) |
Средний плиоцен (красноцветная толща) |
42-72 |
|
Сахалин |
Неоген |
2 |
|
Апшеронский полуостров |
Средний плиоцен (продуктивная толща): |
|
|
верхний отдел |
4-470 |
|
|
нижний отдел |
250-750 (местами меньше) |
Таблица 2 Среднее содержание турмалина в продуктивной толще Апшеронского полуострова
|
Свиты |
Тип породы |
|||
|
среднее содержание турмалина в породе, % |
преимущественный литологический состав свит |
|||
|
песчаные |
алевритовые |
глинистые |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Балаханская свита и свита „перерыва “ |
0,006 |
0,001 |
0,092 |
Песчаная |
|
Надкирмакинская глинистая свита (НКГ) |
0,098 |
0,033 |
0,103 |
Алевритово-глинистая |
|
Надкирмакинская песчаная свита (НКП) |
0,009 |
0,020 |
0,098 |
Песчаная |
|
Кирмакинская свита (КС) |
0,012 |
0,012 |
0,088 |
Глинисто-алевритовая |
|
Подкирмакинская свита (ПК) |
0,036 |
0,018 |
0,034 |
Песчаная |
|
Калинская свита (КаС) |
0,049 |
0,088 |
0,031 |
Глинисто-алевритовая |
Рис. 1. Схема изменения среднего химического состава пластовых вод продуктивной толщи (средний плиоцен) района Сураханы (Апшеронский полуостров).
Содержание ионов (в мг - экв на 100 г воды); 1-Са; 2-Mg; 3-нафтеновых кислот; 4-НСО3; 5 -СО3; 6-соленосность вод в градусах Боме; 7-примерное содержание В2О3 (в мг/л); 8 - соленые (хлоридные) воды; 9 - щелочные (гидрокарбонатн-онатриевые) воды.
Рис. 2. Распределение В2O3 (в мг/кг) в породах верхнего отдела продуктивной толщи одного из районов южной части Апшеронского полуострова.
1 - фракция > 0.1 мм; 2-фракция < 0.1 мм.