Изотопы кислорода и водорода природных вод СССР
Методическое пособие - Геодезия и Геология
Другие методички по предмету Геодезия и Геология
?ещество в закрытых условиях создает предпосылки для метаморфизации всего состава залежи, в том числе и изотопного состава воды.
Зависимость в исследуемых водах, представленная на рис. 20 в виде прямых 1-6, по существу, отражает участие ведущих процессов в формировании их изотопного состава. Фигуративные точки, относящиеся к водам Советского нефтяного месторождения (прямая 1), расположены в нижней левой части диаграммы в связи с существенной долей метеогенной составляющей, к водам Припятского прогиба - в верхней правой (прямые 4 - 6), что объясняется преимущественной долей морских вод и изотопно-обменными процессами с карбонатными породами. Общим для них является расположение точек справа от полей нормального фона А и Б, т. е. они сдвинуты в сторону увеличения значений и .
Таблица 22
Изотопные и другие характеристики подземных и поверхностных вод Днепровско-Донецкой впадины
Водовозмещающий комплексПо бассейну в целомДевонский и нижнепермскийНижнекарбоновыйСреднекарбоновыйВерхнекарбоновыйПоверхностные водыИнтервал опробования,м0-43902260-38122627-43901885-26651939-2247-Температура,51,3-107,072,2-90,265,0-107,049,4-75,851,3-62,5-Минерализация,г/л0,5-320,0175,0-282,078,0-320,0146,0-204,0150,0-199,0-,‰
-4-56-14
(-38)-51 -8
(-28)-38 -4
(-17)-46 -10
(-33)-77 -60
(-70) ,‰
,1 +1,1-6,7 -1,9
(-4,3)-6,1 +1,1
(-2,8)-5,1 -0,5
(-2,6)-7,2 +0,1
(-3,6)-10,9 -6,4
(-9,7)Соотношение
=6,6-4,8=8,7-0,5=2,9-21,0=6,2- 1,7=3,4- 22,0-Коэффициент корреляции0,850,880,510,830,72-Число определений64723128-Доля инфильтрационной составляющей,%4,2-10014,7-58,98,4-53,54,2-40,010,5-58,0-Примечание. В скобках указаны средние значения и
Угловые коэффициенты в уравнениях регрессии для контурных вод меньше (), чем для метеорной прямой Крейга (прямая 2) и разбавления океанической воды метеорной (прямая 3). Равные значения тангенса угла наклона (4,2) для Давыдовского и Мармовичского нефтяных месторождений (подсолевые отложения) Припятского прогиба подтверждают, видимо, однообразие палеогеологических условий их формирования, в то время как тангенс угла 0,85 для межсолевых отложений Сосновского месторождения свидетельствует, что здесь эти условия были иными. Однако перечисленными выше факторами или даже их совокупностью невозможно в полной мере объяснить наблюдаемое распределение изотопов водорода и кислорода в водах зоны ВНК. Сам факт закономерного увеличения концентрации изотопов обоих элементов в направлении к ВНК для различных месторождений и регионов позволяет сделать следующие заключения. Во-первых, наблюдаемое явление весьма распространено. Во-вторых, процесс метаморфизации изотопного состава вод происходит и в условиях сформированной залежи углеводородов и в этом смысле является функцией времени. В-третьих, обоюдное изменение содержания дейтерия и кислорода-18 в контурных водах обусловлено не химическими, биологическими и другими процессами, которые, как правило, сопровождаются избирательным фракционированием изотопов одного из элементов, а, вероятнее всего, обязано физическому явлению, которое воздействует на молекулу воды в целом. Последнее более отчетливо видно на примере распределения изотопов водорода и кислорода в водах зоны ВНК Советского нефтяного месторождения, поскольку здесь в меньшей степени сказывается влияние изотопно-обменных равновесий с вмещающей средой. Небольшая дисперсия содержаний дейтерия и кислорода-18 в этих водах ( составляет 11, - 3,3‰) указывает, что в целом формирование их изотопного состава происходит под воздействием одних и тех же процессов метаморфизации. Дисперсия точек для отложений валанжина (=11, = 2,9) несколько больше, чем для аптских (, что явно обусловлено фактором времени. Еще более высокая дисперсия отмечается в водах Припятского прогиба (=18, = 8,7‰), которая объясняется повышенными значениями - условий, составом вмещающих пород, а также значительно большей длительностью контакта с ними. Отсюда приближенно можно оценить средние значения скорости изменения содержания дейтерия и кислорода-18 с расстоянием до ВНК ( для обоих бассейнов. Так, для Советского месторождения она составляет 3,0‰/км по дейтерию и 0,9‰/км по кислороду-18, для межсолевых отложений Припятского прогиба - 3,4 и 2,8, для подсолевых отложений -5,4 и 1,9‰/км соответственно. В формировании изотопного состава вод зоны ВНК в сложных природных условиях взаимодействующей системы важное значение приобретают также такие процессы, ведущие к фракционированию изотопов, как диффузионный, радиационно-химический, адсорбционный, электрохимический и др. Наиболее существенное значение для формирования изотопного состава вод зоны ВНК, на наш взгляд, имеют диффузионный и радиационно-химический. Если участие диффузионного процесса сомнений не вызывает, то подтверждением правомочности радиационно-химического взаимодействия являются корреляционная связь между распределением концентраций дейтерия, кислорода-18 и радия относительно ВНК, закономерность распределения радия по экспоненциальному закону в водах зоны ВНК Восточного Предкавказья и других районах [54], наличие свободного кислорода и водорода в контурных водах нефтегазовых залежей Днепровско-Донецкой впадины и выявленное увеличение концентрации кислорода и радия по мере приближения к ВНК [28].
Особое внимание обращают на себя поведение изотопов кислорода в водах зоны ВНК Припятского прогиба и возможное его значение для нефтегазопромысловой геологии. Как следует из табл. 21, концентрация кислорода-18 увеличивается по мере приближения к ВНК до значений SMOW и даже превышает таковые, что как бы усиливает информацию о застойном режи?/p>