Гидрогеология. 
Геологическое строение и опытно-промышленная разработка Дулисьминского месторождения

Разрез осадочной толщи расчленяется на три гидрогеологические формации — надсолевую, соленосную и подсолевую.

Верхняя часть разреза (до верхоленской свиты включительно), которая в значительной степени дренируется речной сетью и содержит в основном пресные или солоноватые воды, образует надсолевую гидрогеологическую формацию (свободный режим водообмена).

Нижележащие отложения от литвинцевской свиты до верхней части усольской (до балыхтинского горизонта включительно) объединяются в соленосную гидрогеологическую формацию. В гидродинамическом отношении она является переходной зоной от свободного к затрудненному режиму водообмена и содержит соленые воды и хлоридные натриевые и натриево-кальцевые рассолы, концентрация которых разрастает вниз по разрезу формации.

Центральная часть усольской свиты (наиболее соленасыщенная) рассматривается в качестве усолъского регионального водоупора, а Осинский горизонт и вся нижележащая часть разреза до коры выветривания фундамента включительно условно объединяется в под солевую гидрогеологическую формацию. Последняя характеризуется затрудненным и сильно затрудненным режимом водообмена, близким к застойному режиму. Пластовые воды в ней представлены крепкими и весьма крепкими метаморфизованными рассолами хлоридного натриево-кальциевого и магниево-калиевого состава.

Гидрогеологические формации подразделяются на гидрогеологические комплексы, а комплексы, в свою очередь, — на водоносные горизонты и пласты. На юге платформы известно более 20 регионально выдержанных водоносных горизонтов, но в пределах Дулисьминского месторождения гидрогеологическая информация имеется в основном только по горизонтам подсолевой формации (главным образом по ярактинскому горизонту) и по горизонтам надсолевой формации, которые дали воду при опробованиях и испытаниях или проявили себя поглощениями бурового раствора.

Зоны поглощений отмечались в различных интервалах разреза, в том числе в подсолевой формации и непосредственно в ярактинском горизонте. Наиболее интенсивные поглощения (вплоть до полного прекращения циркуляции) приурочены к горизонтам надсолевой формации (от 15 м и глубже) и к верхней части соленосной, а также к траппам. Самоизливов пластовой воды ни в одной из скважин не зафиксировано.

Характеристика водоносных горизонтов В четвертичных отложениях водовмещающими являются гравийно-песчаногалечные отложения, водоупором — глинистые разности грунтов ложа долин и сезонномерзлые породы. Подземные воды характеризуются свободной поверхностью, тесной гидравлической связью с полостными водами и с водами нижележащих горизонтов. Глубина залегания подземных вод 1,5−2,5 м. Вследствие незначительной мощности и зависимости питания от осадков запасы подземных вод в этих отложениях незначительны, родников в них не зафиксировано. Довольно широким распространением пользуются грунтовые воды рыхлых аллювиальных отложений, развитых на плоских заболоченных водоразделах. Из-за малой мощности аллювия (0,4−0,8 м) эти воды практического значения тоже не имеют. В целом воды четвертичных отложений гидрокарбонатные кальциево-магниевые с минерализацией 0,3г/л (весьма пресные). Макаровская свита среднего-верхнего ордовика обводнена спорадически. Ее верхняя часть, занимающая обширные водораздельные пространства, в связи с высоким гипсометрическим положением почти полностью сдренирована. Обводнена лишь нижняя часть — трещиноватые алевролиты и аргиллиты на глубине 55−70 м.

Это обстоятельство, а также глинистый состав пород не способствуют накоплению воды в этих отложениях. Они содержат ее лишь в отдельные периоды года (таяние сезонно-мерзлого слоя, выпадение атмосферных осадков).

Дебеты немногочисленных родников незначительны, в пределах 0,01−0,25 л/с.

Плоский рельеф водоразделов способствует образованию в отложениях макаровской свиты озер и многочисленных болот. Химический состав воды — гидрокабонатный кальциево-магниевыйс минерализацией до 0,2 г/л (весьма пресные).

К отложениям чертовской свиты среднего ордовика, как правило, приурочен первый от поверхности зональный водоносный горизонт. Водовмещающими являются аргиллиты с прослоями органогенных известняков и трещиноватые песчаники. В нижней части свиты песчаники замещаются слабопроницаемыми алевролитами. Трещинно-пластовые и трещинно-поровые воды вскрываются скважинами на глубинах 42−62 м. Обычно это безнапорные или слабонапорные воды, образующие слабодебитные нисходящие родники, их дебит не превышает 0,5−0,8 л/с. Статические уровни устанавливаются на 9−27 м выше кровли водоносного горизонта, иногда на этой же глубине (скв.1, 12, 38).Производительность скважин при откачках 48−216 м³/сут. Воды чертовской свитытолща безводных пород. Скважинам при откачке свойственен небольшой дебит (до 96 м³/сут.) при значительных понижениях динамического уровня. Напоры подземных вод 20−90 м, статические уровни 7−70 м.

В связи с гипсоносностью нижних горизонтов химический состав подземных вод в верхоленской свите по глубине вниз изменяется от гидрокарбонатного магниево-кольцевого или натриево-кальцевого с минерализацией 0,2−0,4 г/л (для вод зоны экзогенной трещиноватости) до сульфатного магниево-кальциевого с минерализацией до 1,1 г/л (пресные и весьма слабосолоноватые).

Температура пород 0−5 ОС, геотермический градиент 1,50°/100 м.

Водоносный комплекс литвинцевской свиты нижнего и среднего кембрия выходит на дневную поверхность в северо-восточной части исследуемой территории и представлен доломитами известняками, известковистыми доломитами. Интенсивная раздробленность пород, их экзогенная трещиноватость и хорошо развитая речная сеть способствуют значительному развитию карстовых явлений, Напорные трещинно-карстовые воды вскрыты скважиной 7 в келорском горизонте в кровле свиты на глубине 294 м. Толщина водоносного пласта 5 м. Водоносными являются трещиноватые закарстованные доломиты. Статический уровень на глубине 152 м. Производительность скважин при откачках 7−240 м³/сут. Отбор проб воды на химический анализ не проводился. По аналогии с соседними площадями, воды здесь могут меняться от пресных и соленых до слабых рассолов выщелачивания хлоридного натриевого состава с общей минерализацией до 80−120 г/л.

Во многих скважинах в литвинцевской свите наблюдались поглощения от 0,5 м /сут. до полной потери циркуляции. Судя по плотности поглощавшей жидкости, пластовые давления здесь ниже гидростатических или равны им. Температура пород свиты 2−12 °С, геотермический градиент 1,02°/100 м.

В ангарской свите поглощающие интервалы вскрыты в ее верхней и нижней частях на глубинах 240−1140 м, где прослеживаются зоны сильно трещиноватых и кавернозных доломитов (бильчирский и другие горизонты). Интенсивность поглощений от 2−80 м³/ч до полного. Отбор проб воды не проводился. Температура в ангарской свите 5−15 °С, геотермический градиент 0,88−1,18/100 м. В булайской свите по данным ТИС коллекторы трещинно-порового типа (биркинский и другие горизонты) залегают трещинно-порового типа (биркинский и другие горизонты) залегают на глубинах 780−1340 м. При бурении водопроявлений не отмечено. В скважине 46 Междуреченской площади отмечалось поглощение 1,5 м³/час. Судя по плотности поглощавшегося раствора, пластовые давления немного ниже гидростатического. Проб воды не отобрано.

В бельской свите региональные водоносные горизонты на месторождении себя не проявили, по данным ТИС пластов коллекторов в них нет. Незначительное единичное водопроявление отмечено в скв.37.

Балыхтинский горизонт в кровле усольской свиты тоже не проявился.

Опробование горизонта не проводилось, водопроявлений не было. В кровле усольской свиты и в подошве бельской имеются пласты траппов от 20 до 180 м. В траппах отмечены поглощения в ряде скважин от 0,5 м³/час до потери циркуляции.

В осинском горизонте и надосинском пласте, которые залегают в усольской свите на глубинах 2050;2340 м, водоносными являются интервалы трещиноватых и кавернозных карбонатных пород. В процессе бурения с помощью ИП осинский горизонт опробован в скважинах 1, 5. Из скважины 1 получена смесь пластовой воды с фильтратом бурового раствора и пленки нефти (опробование велось совместно с устькутским горизонтом). Под защитой колонны осинский горизонт не испытывался. Температура горизонта в скважине 191 на глубине 2117 по данным ОГТ 25 °C.

Устъкутский горизонт в верхней части мотской свиты, представлен доломитами с прослоями доломито-ангидритов.

Залегает на глубинах 2166−2404 м. Коллекторские свойства не выдержаны изза различной степени засолонения пород. При опробовании отдельных скважин получена смесь фильтрата бурового раствора с пластовой водой.

Преображенский горизонт в основании среднемотской подсвиты представлен доломитами с прослоями глинистых доломитов. Залегает на глубинах 2400−2430 м, толщина 14−20 м. Тип коллектора поровый, участками трещиновато-поровый, не выдержанный. Испытание горизонта не проводилось.

Ярактинский горизонт нижнемотской подсвиты является основным продуктивным горизонтом месторождения. Представлен базальными преимущественно кварцевыми песчаниками, трансгрессивно залегающими на кристаллическом фундаменте. Литологически неоднороден.

Залегает горизонт на глубинах 2460−2638 м. Толщина его уменьшается с юга на север от 46,6 м до 8,5 м (скважина 191), на северо-западе он выпадает из разреза. Тип коллектора поровый, средняя пористость от 6,4% до 16,9%. Средняя проницаемость от 118,84−10−3 до 0,2−10−3 мкм². При бурении отмечались поглощения в ряде скважин Дулисьминской и 45, 47 Междуреченской площадей от 1 м³/час до полного.

Пластовые давления в ярактинском горизонте близки к нормальным гидростатическим или чуть ниже их. Коэффициент аномальности изменяется от 0,86 до 0,97, т. е. пластовая энергия недостаточна для подъема собственных рассолов на дневную поверхность. Их плотность достигает 1,28−1,30 г/см³, минерализация до 450 г/л и более. Состав рассолов хлоридный кальциевый, иногда магниевокальциевый.

Дебиты попутных и внутриконтурных рассолов из ярактинского горизонта, как правило, низкие. Даже при больших депрессиях на пласт они редко превышали 3−5 м³ /сут., иногда до 20−60 м³ /сут. опробовании горизонта в открытом стволе с помощью ИП дали значительные притоки рассолов, соответственно, 80 и 200 м /сут. при динамических уровнях 1300 и 1450 м от устья. На Аянской площади в законтурных скважинах 57 и 74 м³/сут. при динамических уровнях 1380 и 1300 м. Междуреченская скважина 45 вместе с газом (около 40 тыс. м) дала пластовую воду до 84 м³/сут.

В региональной гидродинамической системе подсолевых терригенных отложений месторождение расположено в пределах крупного регионального пьезоминимума, охватывающего юго-восточные склоны Непско-Ботуобинской антеклизы и северо-западный борт Предпатомского регионального прогиба. Указанный пьезоминимум ограничен изопьезой приведенных напоров +200 м. Предгорья Байкало-Патомской горной области, где терригенные породы выходят на дневную поверхность (т.е. краевые зоны внешнего питания), расположены в 200 км от месторождения и поэтому (несмотря на существующие там высокие напоры до 500 м и выше) существенного влияния на его гидродинамические условия не оказывают. Само месторождение ограничено изопьезой +150 м, т. е. находится в пределах локального пьезоминимума с амплитудой более 100 м.

На внешнем контуре ВНК в кровле ярактинского горизонта пластовое давление составляет 22,7−23,0 МПа, температура 33−36 °С. В пределах месторождения давление и температура изменяются. В его северной части давление в кровле горизонта 22,6−23,1 МПа, температура 28−32 °С. С ростом глубины залегания ярактинского горизонта пластовые давления в нем за внешним контуром ВНК увеличиваются более 23 МПа, а температура выше 37,5 °С (скв.65).

Состав подземных вод В надсолевой гидрогеологической формации (в зоне активного водообмена) подземные воды, как правило, весьма пресные (минерализация до 0,5 г/л) и пресные (0,5−1,0 г/л), но в подошве формации иногда встречаются весьма слабосолоноватые воды с минерализацией до 1,1 г/л (терминология принята по ОСТ 41−05−263−86). Состав их весьма разнообразный и зависит от литологического состава вмещающих пород. По водородному показателю они относятся к нейтральным (pH = 6−8) или к слабощелочным (pH = 8−8,5). В генетическом отношении все они являются метеогенными, реже — смешанными. Бром в них отсутствует.

В соленосной формации вниз по разрезу происходит смена пресных и соленых вод на хлоридные натриевые рассолы, которые в генетическом отношении являются рассолами выщелачивания соли или их смесью с метаморфизованными древнеинфильтрационными и седиментационными водами. Вниз по разрезу концентрация и метаморфизм рассолов возрастает, и они становятся, судя по сменным территориям, крепкими и весьма крепкими рассолами хлоридного натриево-кальциевого и кальциевого состава с минерализацией до 320 г/л и выше.

В подсолевой формации, в том числе в ярактинском горизонте пластовые воды представлены однотипными сильно метаморфизованными хлоридными натриево-кальциевыми и магниево-кальциевыми рассолами с минерализацией до 351−450 г/л и выше с высокими содержаниями брома (до 5−7 г/л), стронция, лития, рубидия, калия и других ценных микрокомпонентов (табл.1). Содержание водорастворенных органических веществ в рассолах ярактинского горизонта следующее (мг/л): углерода органического (общего) в пределах 42−110; нафтеновых кислот — от 3,4 до 9,5; фенолов летучих — от 0,009 до 0,1; бензол обычно отсутствует (возможно, по причине отбора до анализа). Ион аммония содержится в пределах 54- 493 мг/л (табл. 1). Плотность не дегазированных рассолов достигает 1,28 г/см³ и выше, кислотность высокая (pH от 1,5 до 6,0).

Газонасыщенность рассолов ярактинского горизонта и их физические свойства в пластовых условиях определялись по глубинным пробам, отобранным из скважин 3, 34, и 49. В лабораторию пробы доставлялись в контейнерах (камерах) пробоотборника, газонасыщенность определялась однократным дегазированиемконтейнеров. Всего исследовано 13 глубинных проб, в том числе из скв.34 — 6 проб, из скв. 3 — 2 пробы, из скв.49 — 5 проб .

Таблица 1.

Содержание органических веществ и аммония в пластовых водах Дулисьминского месторождения.

Примечание:

• 1. Прочерк означает, что компонент не определялся (или сведения отсутствуют),
• 2. Пометка «нет» означает, что компонент при анализе не обнаружен.
• 3. Всего по месторождению проанализировано на ВРОВ 19 проб, из них отбраковано (как ФБР)

Газонасыщенность рассолов ярактинского горизонта в среднем по указанным трем скважинам (13 проб) составляет 320 см³/л. Водорастворенные газы по составу метанового типа, содержание метана и «тяжелых» УВ в сумме по объему более 75% (табл. 2). Расчетное давление насыщения в среднем 20 МПа.

Таблица 2.

Состав водорастворенных газов ярактинского горизонта Дулисьминского месторождения (% по объему).