К оглавлению	УДК 556.314(470.13)
	© В.Д. Партная, 1993

Новые данные по гидрохимии Кочмесской тектонической ступени

В.Д. ПАРТНАЯ (ТПО ВНИГРИ)

Кочмесская тектоническая ступень расположена на территории Косью-Роговской впадины Предуральского краевого прогиба. На западе она граничит с грядой Чернышева, на востоке - с Абезьской депрессией и Интинской складчато-чешуйчатой зоной. Осадочный чехол Кочмесской ступени, представленный породами позднепермского - ордовикского возраста, имеет мощность 6-8 км и погружается в восточном направлении. Характерная особенность данного района - наличие в нижней части осадочного чехла (в ордовике) соленосных отложений, представленных галитами. Последние пройдены бурением (не полностью) на Кочмесской площади. На Бергантымылькской и Поварницкой площадях их присутствие предполагается по геофизическим работам.

Терригенные породы казанского яруса выходят под четвертичные отложения или непосредственно на дневную поверхность.

Гидрохимическая обстановка в литогидросфере Кочмесской тектонической ступени соответствует закономерностям артезианского бассейна [1], а также имеет некоторые особенности. Остановимся на характеристике результатов исследования 154 проб пластовой воды, отобранной из скважин, пробуренных на Бергантымылькской, Кочмесской, Южно-Кочмесской, Романьельской и Кымбожьюской площадях. Скважины имеют различную глубину, а самая глубокая - скв. 5 Кочмес - остановлена в терригенно-сульфатно-доломит-эвапоритовых отложениях верхнеордовикского отдела при забое 6225 м.

Пластовые воды терригенных водоносных горизонтов казанского и уфимского ярусов Кочмесской и Южно-Кочмесской площадей относятся к слабо- и сильносолоноватым (здесь и далее по H.И. Толстихину) ГКН типа, хлоридно-кальциево- натриевого и хлоридно-натриевого состава, с минерализацией 1,25-11,6 г/л, возрастающей с глубиной. Воды содержат (в мг/л): йод 0,84-3,8, бром - 2,66-37,3, аммоний - 14-20, сероводород - 0,34-207. Количество бикарбонатов и сульфатов широко варьирует (в мг/л): НСО₃^- от 0 до 1342, SO₄^2-=12,1-186,4; rSO₄^2-*100/С1=0,27- 9,23. Натрий-хлорный коэффициент равен 1,17-1,63, хлор-бромный - 99-280, Ca²+/Mg²+ - 2-21.

По материалам исследования угольных скважин Воркутинского и Интинского бассейнов [2] был сделан вывод о том, что Косью-Роговская впадина представляет собой зону глубокого распространения опресненных подземных вод, которая, согласно исследованиям последних лет, составляет около 2000 м на севере и 1000 м на юге Кочмесской ступени (рисунок). Она совпадает с зоной свободного водообмена (по Н.К. Игнатовичу) от поверхности до регионального водоупора кунгурского возраста. Залежей углеводородов в ней не обнаружено, нефтегазопроявлений не наблюдалось.

Зона ГКН вод (I группа) отделена флюидоупорным комплексом терригенных пород кунгура от нижележащей зоны затрудненного водообмена, которая, по Н.К. Игнатовичу, простирается от подошвы кунгурских отложений до поверхности кыновско (тиманско)-саргаевского регионального водоупора. В гидрохимическом отношении эта зона в пределах Кочмесской ступени подразделяется на две части. Верхняя - от подошвы кунгура до поверхности тарусско-стешевского доломит-ангидритового горизонта - вмещает пластовые воды всех четырех (по В. А. Сулину) типов, а нижняя - от поверхности C₁tr+st до кыновско-саргаевского экрана - только рассолы ХК типа. Верхнюю часть можно назвать подзоной политипных вод, а нижнюю - подзоной ХК рассолов (табл. 1). Замеренные пластовые давления в данной зоне соответствуют условным гидростатическим.

Подзона политипных вод включает в себя терригенно-карбонатные отложения нижнепермского и карбонатные отложения среднекаменноугольного (башкирский+московский горизонты) отделов. Мощность подзоны составляет примерно 800 м в районе Бергантымылькской площади, увеличиваясь к югу до 2000 м (см. рисунок).

Нижнепермские отложения вмещают слабосолевые воды ГКН, СН, ХМ и ХК типов с минерализацией 9,6-24 г/л, а среднекаменноугольные - слабосоленые воды СН типа с минерализацией до 20 г/л и весьма слабые рассолы ХК и ХМ типа с минерализацией 21,3-49,9 г/л. С ростом минерализации в последних увеличивается содержание (в мг/л) брома (до 77,3), йода (до 7,5), аммония (до 61), сероводорода (61-700); сульфатность падает до значений (rSO₄^2-/Cl^-)*100=5,5, бикарбонатность - до 134,2-488 мг/л. В зависимости от типа вод натрий-хлорный коэффициент принимает значения 1,37-0,88, хлор-бромный - 719-362, уменьшаясь с глубиной и ростом минерализации. Ранее эти политипные воды были выделены во II группу [3].

В подзоне политипных вод наблюдались нефте- и газопроявления, обнаружены залежи нефти и газа.

Тарусско-стешевский ангидрит-доломитовый горизонт является водоупором зонального значения и в данном случае служит верхней границей зоны ХК вод. Как в отложениях С₁tr+st, так и в нижележащих водоносных пластах, вплоть до забоя в верхнеордовикских галитах, в осадочном чехле Кочмесской ступени обнаружены пластовые воды исключительно ХК типа.

Водоносные пласты тарусско-стешевского горизонта вмещают слабые, с минерализацией 30-4 г/л, и умеренно-крепкие, с минерализацией 168-180 г/л (гипсовая стадия сгущения), рассолы ХК типа. Слабые рассолы хлоридно-кальциевонатриевого состава характерны для северной и центральной частей Кочмесской ступени (см. рисунок). С ростом минерализации при погружении в этих рассолах увеличивается содержание брома (84,2-133,5 мг/л), йода (5,29-18,75 мг/л), аммония (до 120 мг/л и более), сероводорода (до 1133 мг/л); сульфатность уменьшается - (rSO4²/Cl^_)*100=4,74-2,31, отношение Ca²⁺/Mg²⁺=2,87-10,23. Натрий-хлорный и хлор-бромный коэффициенты приобретают значения, характерные для вод карбонатных отложений (0,85-0,89 и 427-674 соответственно).

Умеренно крепкие рассолы хлоридно-натриевого состава вскрыты в скв. 1 Кымбожью в южной части Кочмесской ступени. При значениях минерализации в 4-5 раз более высоких, чем в водах II группы той же скважины, в этих рассолах содержание йода возрастает незначительно - до 10,6 мг/л, а содержание брома остается на том же уровне - 76,2-82,6 мг/л. Количество аммония (NH₄+=82-91 мг/л), сероводорода (H₂S=31-84 мг/л), сульфатов (rSO₄²/Cl)*100=1,4-1,15, SO₄^2-=1915-1677 мг/л) и бикарбонатов (НСО₃=204- 305 мг/л) уменьшается (табл. 2).

По сравнению со слабыми рассолами, полученными из тарусско-стешевских отложений Бергантымылькской и Романьельской площадей, более концентрированные (в 1,5-2 раза) рассолы Кымбожью содержат значительно меньше брома, йода и кальция (см. табл. 2, зона ХК вод). Натрий-хлорный и хлор-бромный коэффициенты в них равны 0,93 и 1320 соответственно, отношение Ca²⁺/Mg²⁺=3,47-5,70. Подобные рассолы вскрыты также в тарусско-стешевских отложениях соседней Интинской складчато-чешуйчатой зоны при минерализации 242-249 г/л, хлор-бромный коэффициент в них равен 1521-2017, натрий-хлорный - 0,95. Пластовые воды с пониженным содержанием брома и высокими значениями коэффициентов rNa⁺/Cl- и Сl/Вr принято относить к водам выщелачивания.

Отложения, залегающие под серпуховским зональным водоупором, в гидрохимическом плане почти не изучены, Пластовые воды фаменского и франского ярусов скв. 1 Бергантымылькская идентичны водам тарусско-стешевского горизонта скв. 12 той же площади (см. табл. 2), что свидетельствует о вертикальных перетоках по тектоническим нарушениям. Наличие последних установлено геофизическими работами.

В верхнедевонских отложениях наблюдались нефте- и газопроявления.

Таким образом, к настоящему времени в нижней части зоны затрудненного водообмена (нижней подзоне) - от поверхности тарусско-стешевских до кыновско-саргаевских отложений - выявлены рассолы двух видов: слабые хлоридно-кальциево-натриевого состава, сингенетичные карбонатным отложениям, с высоким (до кондиционных) содержанием йода и средним - брома; умеренно крепкие выщелачивания с низкими содержаниями йода и аномально низкими брома. Рассолы, сингенетичные карбонатным отложениям, мы предлагаем объединить в III группу, а рассолы выщелачивания - в IV.

В зоне застойных (по Н. К. Игнатовичу) вод - от подошвы кыновских глин до поверхности фундамента - на Кочмесской ступени в гидрохимическом отношении охарактеризован только интервал 5572-6115 м, представленный терригенно-ан- гидрито-доломито-галитовыми отложениями. Пластовые воды характеризуются как крепкие и очень крепкие рассолы ХК типа, хлоридно-кальциево-натриевого состава с минерализацией 300,13-342,21 г/л галитовой стадии сгущения так называемые «маточные рассолы». Содержание кальция возрастает по сравнению с перекрывающими зонами в 3-4 раза и составляет 18,2-46,1 г/л, соответственно уменьшаются значений натрий-хлорного коэффициента до 0,61-0,51. Коэффициент Ca²⁺/Mg²⁺=8,54-11,93. Максимальное содержание брома является аномально высоким для Тимано-Печорской провинции - 1092,2 мг/л, ему соответствует аномально низкое значение хлор-бромного коэффициента - 191. Рассолы высокосероводородные (H₂S=986-2465 мг/л), содержание аммония в них среднее - до 90 мг/л, а сульфатов, бикарбонатов и йодатов - низкое. При вскрытии соленосных отложений наблюдались проявления СГПД, что связано с ограниченными размерами водовмещающих резервуаров - линз терригенных пород, заключенных в толще эвапоритов. О линзообразном строении резервуаров свидетельствует низкодебитность водопроявлений, порядка 0,85 м³/сут, а также быстрое затухание выбросов метано-сероводородного газа на Кочмесской площади.

В зоне застойных вод выявлены только непромышленные залежи газа (см. табл. 1) на Кочмесской площади.

Таким образом, пластовые воды Кочмесской ступени имеют нормальную вертикальную гидрохимическую зональность в данной тектонической зоне Косью-Роговской впадины.

Характер нефтегазоносности в разрезе осадочного чехла Кочмесской ступени тесно связан с гидрохимической градацией пластовых вод. В верхней части зоны затрудненного водообмена - подзоне политипных вод - находятся месторождения нефти и газа. В нижней части этой зоны - подзоне ХК вод III и IV групп - наблюдались нефте- и газопроявления и выявлена залежь газа (непромышленная), а в зоне застойных вод открыты только непромышленные залежи газа (см. табл. 1). Следует обратить внимание на то, что в нефтегазоносных регионах Западной Сибири большинство залежей углеводородов находятся в пределах ареалов политипных вод.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зайцев И.К. Гидрохимические особенности гидрогеологических структур разного типа // Тез. докладов восьмого совещания по подземным водам Сибири и Дальнего Востока.- Иркутск, 1976.

2. Оберман Н.Г. Региональные особенности Тимано-Уральской области // Изв. вузов. Сер. Геология и разведка.- 1974.- № 22.- С, 98-103.

3. Партная В.Д. О формировании пластовых вод Кочмесской площади // Геология нефти и газа.- 1990.- № 3.- С. 41-43.

Abstract

Hydrochemical situation in lithohydrosphere of Kochmes fault. bench is characterized on the ground of 54 bed water samples investigations.

Таблица 1. Характеристика гидрогеологических зон

Гидрогеологическая зона	Подзона/стратиграфический индекс	Инте рвал, м	Минерализация, г/л	rNa/rCl	Cl/Вт	Тип вод (по В.А. Сулину), группа вод	Распределение нефтегазоносности
Свободного водообмена	Q-P1k	100-2000	1,3-11,0	1	99-280	ГКН-1
Затрудненного водообмена	1 / P1a-C1tr+st	2000- 3000	9,0-50,0	1,37-0,88	719-362	Политипные-II	Залежи газа, нефти
	2	3000-4500	25-95	0,85-0,89	430-680	ХК-III	Нефтегазопроявления, непромышленная залежь газа
	C1ok-D3kn+sr		160-180	0,93-0,95	1500	XK-IV
Застойных вод	D3f1-PR	4500-7500	300-342	0,61-0,51	344-190	XK-V	Непромышленные залежи газа

Таблица 2. Химический состав пластовых вод

Площадь	Номер cкважины/ тип вод	Интервал, м	Минерализация, г/л	Содержание ионов, мг/л, % мг-экв						Микрокомпоненты, мг/л		rNa+/Cl^-	(rSO4^2-/Cl^-)*100	Cl/Br
		Возраст		Сl	HCO3-	SO4^2-	Na^++K^+	Са^2+	Mg^2+	Вr^-	I^-
Зона ГКН вод
Кочмесская	106	442-448	6,98	2982	512,4	12,11	2272,7	620	7,3	10,66	-	1,15	0,27	280
		P2kz		32,28	3,28	0,09	37,23	12,1	0,23
	106	610-644	6,81	2201	1342	31,27	2274,8	324	7,3	-	-	1,63	1,02	-
		P2kz		26,22	9,30	0,27	41,55	2,85	0,25
	106	954-965	2,85	745,5	1159	25,52	874,73	45,0	2,66	-	-	1,80	2,51	280
		P2u+P1k		25,89	23,42	0,65	46,58	0,62	0,04
Южно-Кочмесская	1	1178-1210	6,09	2923,5	-	105,3	2236,7	210	6,08	12,25	1,06	1,17	2,65	238
		P2u		38,0		1,01	44,56	4,85	0,23
Кочмесская	25	1177-1188	3,09	1491,0	-	186,4	1211,5	8,0	2,43	14,92	1,06	1,20	9,23	99
		P2u		40,09		3,70	49,43	0,38	0,19
Зона политипных вод
Кочмесская	11	1543,7-1643	6,52	4970	-	205,7	3512,79	60	1,21	6,72	1,27	1,20	5,53	486
	ГКН	P1ar		44,16		1,35	48,17	1,32	0,04
	11	1593,9-1643	9,52	5502,5	-	133,73	3642,97	98	-	7,15	0,84	1,02	1,80	114
	СН	P1ar		47,46		0,85	48,50	1,5
Бергантымылькская	12	1329-1384	11,01	5728,7	866,2	153,9	4001,3	110	30,4	39,43	8,46	1,07	1,98	145
	ГКН	P1K		44,40	3,90	0,88	47,80	1,51	0,69
Кочмесская	11	1763,5-1854,9	24,90	13 135	231,8	2280	7770,09	1080	364,8	37,25	8,03	0,91	12,8	352
	хк	P1a+s		43,86	0,45	5,63	40,04	6,4	3,56
	12	1998-2065	11,72	4579,5	-	1650	3115,35	1070,09	16,08	3,21	-	1,04	26,6	1426
	сн	P1a+s		34,09		9,08	35,75	14,12	0,13
	19	2010-2032	12,37	5325	317,2	2405	3103,39	900	310	9,81	0,84	0,89	33,4	547
	ХМ	C2b		36,51	1,27	12,19	32,84	10,95	6,21
Южно-Кочесская	1	2438-2458	10,44	4578,5	134,2	1980	2913,19	660	164	13,87	2,11	0,95	3,2	330
	хм	C2b		37,39	0,64	11,97	36,14	9,57	3,92
Бергантымылькская	12	2272-2330	46,05	27 335	158,6	2032	16140,9	2360	-	2,66	-	0,91	5,5	10276
	ХК	C2b		46,96	0,16	2,58	42,80	7,20
	12	2272-2330	49,44	28 045	195	2084	16628,3	2362	-	77,25	-	0,91	5,5	362
	ХК	C2b		47,07	0,19	2,58	43,09	6,91
Кымбожьюская	1	3072-3088	35,04	18 339	170	2859	10812,5	2000	-	51,18	4,76	0,91	11,5	358
	хк	C2m+b		44,01	0,24	5,07	40,05	8,52
	1	3220-3227	45,59	25 648	488	2162	14670,1	2175	410,4	77,32	7,48	0,86	6,2	332
	хк	C2b		46,58	0,52	2,90	40,69	7,01	2,18
Зона ХК вод
Бергантымылькская	12	2354-2380	93,97	56 090	128	1698	30941,9	4160	802	133,5	18,4	0,85	2,23	420
		C1tr+st		48,79	0,07	1,09	41,54	6,42	2,04
	13	2662-2668	82,42	47 603	366	3051	26771,4	3800	802	111,5	18,75	0,86	4,74	427
		C1tr+st		47,48	0,21	2,25	40,93	6,73	2,3
	1	3282-3430	83,92	47 747	2458	1964	26 932	3960	717,4	138,5	-	0,87	3,04	345
		C1t-D3fm		47,10	1,41	1,43	41,00	6,93	2,07
	1	3398-3467	54,50	26 942	4160	3420	16888,4	2560	462	50,6	23,96	0,97	9,38	932
		D3fm2		42,21	3,78	3,96	40,78	7,11	2,11
	1	3790-3830	91,59	53 427	1903	1495	29942,8	3920	754	149,3	2,53	0,87	2,06	356
		D3f3		47,97	0,99	0,99	41,78	6,25	1,97
	1	3796-3871	94,26	54 947	1781	1578	30 858	4240	729	122,6	5,29	0,86	2,08	448
		D3f3		48,03	0,90	1,02	41,57	6,57	1,86
Романьельская	5	3601-3614	82,82	48 848	488	1489	28833,7	2650	456	97,59	11,63	0,89	2,26	501
		C1tr+st		48,62	0,28	1,10	43,89	4,68	1,33
	5	3629-3644	84,83	49 487	817	1522	29933,7	3200	212	104,97	1,59	0,89	2,28	471
		C1tr+st		48,25	0,46	1,10	43,75	5,54	0,61
Кочмесская	25	3435-3510	64,60	36 595	183	3036	22568,8	1880	316	51,21	7,40	0,94	6,13	714
		C1tr+st		46,95	0,14	2,88	44,53	4,28	1,19
Кымбожьюская	1	3951-3953	168,68	100 678	274	1915	61549,6	3750	395	76,26	8,99	0,93	1,40	1320
		C1tr+st		49,21	0,08	0,69	46,10	3,25	0,57
	1	4040-4056	179,10	107 210	305	1677	65 908	3430	456	82,60	10,58	0,93	1,15	1292
		C1tr+st		49,35	0,08	0,57	46,49	2,12	0,61
Кочмесская	5	6115	334,14	202 882	1891	126	92549,6	34 000	2067	620,21	3,17	0,65	0,04	327
		О3		49,64	0,27	0,02	33,76	14,76	1,48
	6	5696-5708	342,21	206 965	2818	152	81796,3	46 100	3283	1092,2	-	0,51	0,06	190
		О3		49,46	0,39	0,03	28,15	19,56	2,29

Рисунок Гидрогеохимическая характеристика литогидросферы Кочмесской ступени.

Тип воды: 1 - ГКН, 2 - политипные, 3 - ХК; 4 - региональные водоупоры; 5 - минерализация, г/л; 6 - rNa+/Cl^-; 7-12 - породы: 7 - терригенные, 8 - карбонатные, 9 - ангидриты, 10 - галиты, 11 - доломиты, 12 - мергели; зоны водообмена: I - свободного, II - затрудненного; БМ - Бергантымыльская площадь, КЧ - Кочмесская площадь