книги из ГПНТБ / Швец В.М. Органические вещества подземных вод

разгрузки по сравнению с грунтовыми и глубокими межпластовыми водами. В водах нефтяных месторождений содержание фено­

По данным люминесцентного анализа можно видеть сравни­ тельное постоянство состава люминесцирующих органических ве­ ществ •— среди них преобладают гумусовые вещества (и спирто­ вые смолы) изобутиловой вытяжки, составляющие 37—57%, и кислые смолы (19—24%)- При этом минимальное количество гу­ мусовых веществ отмечается в приконтурных водах нефтяных и газовых месторождений (37—40% от суммы). Для этих же вод характерны наибольшее содержание и встречаемость углеводоро­ дов— соответственно 15—19% и 53—77%.

Интересно, что во всех группах вод, за исключением прикон­ турных вод нефтяных, газовых и газоконденсатных месторожде­ ний, сохраняется более или менее одинаковое соотношение различ­ ных люминесцирующих веществ: гумус 50—57%; кислые смолы 19—22%; нейтральные смолы 13—17%; масла 4—7%; углеводо­ роды 4—9% и кислоты 1—4%. Вероятно, это постоянство соотно­ шений может свидетельствовать об устойчивости указанных групп органических веществ в водах различных обстановок. И лишь неф­ тегазовые залежи влияют на изменение этого соотношения в сто­ рону увеличения углеводородов в водах и уменьшения гумусовых веществ.

Сравнительная оценка содержаний N o p r . в разных водах пока­ зывает, что азот накапливается по мере движения вод в глубокие части стратисферы: если в грунтовых водах N o p r . содержится в ко­ личестве 0,33 мг/л, то в большинстве глубоких вод его содержание увеличивается до 0,60—0,68 мг/л, а в межпластовых водах и при­ контурных водах нефтяных месторождений до 1,20—1,25 мг/л. Од­ нако относительное количество азотсодержащих соединений макси­ мальное в грунтовых водах (С о р г . : N o p r . = 13) и минимальное в при­ контурных водах нефтяных месторождений (Со р г.: N o p r . = 40).

нефтегазовых месторождений, а также воды непродуктивных го­ ризонтов нефтяных месторождений. Органическое вещество дру­ гих групп вод (особенно газовых месторождений) менее устойчиво к окислению ( 0 2 ок. : Со р г. более 0,6).

Выше уже указывалось на сравнительно малое изменение про­ центного содержания нелетучих органических веществ (по сравне­ нию' с общей суммой) во всех изученных водах —7—22% (см. рис. 24). Как известно, к нелетучим веществам относятся смолы, гумусовые вещества, битумы (углеводороды, масла), высокомоле­ кулярные органические кислоты, нелетучие фенолы, углеводы, аминокислоты и др. Большинство из этих веществ определено

в водах количественно. Они довольно устойчивы в подземных во­ дах и могут быть отнесены к постоянно присутствующей стабиль­ ной группе водорастворенных органических соединений. Менее устойчивы летучие органические соединения, в том числе жирные кислоты.

ОЦЕНКА ЗАКОНА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

ВПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ

Впредыдущих главах рассматривалось распределение различ­ ных органических веществ (и их показателей) в подземных водах.

Гистограммы распределения органических веществ, приведенные на ряде рисунков, в подавляющем большинстве случаев дают /-об­ разную кривую, которая характеризуется асимптотическим при­ ближением нисходящей и восходящей ветвей к координатным осям.. В соответствии с геохимической интерпретацией этой кривой, данной М. Е. Альтовским [8], /-образные кривые отвечают обла­ стям неустойчивых концентраций первоначального накопления компонентов химического состава подземных вод.

Предположительно можно отметить, что отсутствие во всех случаях симметричной, одновершинной кривой, которая бы свиде­ тельствовала о состоянии вещества, близкого к физико-химиче­ скому равновесию, подтверждает наличие неустойчивого, неста­ бильного состояния органических веществ во всех типах подзем­ ных вод. Эта неустойчивость характерна даже для вод нефтяных месторождений, для которых С. И. Смирновым [170] в отношении ионно-солевого состава показана полная стабилизация природного раствора.

Однако, если сравнить колебания коэффициента вариации (см. табл. 59) для разных показателей органического вещества в водах различных групп, то можно видеть наименьшую его изменчивость (а следовательно, и влияние меньшего числа факторов) для при­ контурных вод нефтяных и газоконденсатных месторождений (табл. 61).

Как видно из данного расположения групп вод (по увеличению пределов изменений), наибольшая изменчивость содержания орга­ нических веществ характерна для межпластовых артезианских вод вне нефтяных месторождений, а также для вод непродуктивных горизонтов нефтяных месторождений. Следовательно, можно сде­ лать вывод о том, что число факторов, воздействующих на форми­ рование органической составляющей подземных вод, увеличива­ ется в глубоких горизонтах стратисферы. Очевидно, при этом боль­ шое влияние оказывает повышение температуры и давления, более

залежи, где существует замедленный водообмен.

водах и в верхних частях водоносных горизонтов артезианских бассейнов по мере движения вод до некоторой относительно не­ большой глубины происходит уменьшение органического вещества вследствие его адсорбции, коагуляции и механической задержки породами зоны аэрации и водовмещающими породами. Аналогич­ ное явление для почвенных растворов отмечается почвоведами, установившими, что при движении вод через почвенный покров, наряду с процессами растворения органических веществ из почв (главным образом фульвокислот и частично гуминовых кислот и их щелочных и аммиачных солей), происходят процессы осажде­ ния органического вещества из вод в почву при изменении рН среды, концентрации и состава минеральных солей и других условий.

линах рек) оно уменьшается до 7,3 мг/л и еще в более глубоких

ходит только в верхних частях водоносных горизонтов. При даль­ нейшем погружении вод на глубину до 2—3 км в них происходит концентрирование органического вещества. Так, например, если в грунтовых водах общее количество органического вещества в среднем составляет —55 мг/л, то в глубоких межпластовых во­ дах (вне нефтегазовых месторождений) оно повышается почти до 100 мг/л, т. е. примерно в два раза. В отдельных районах зависи­

органических веществ в глубоких подземных водах является не непосредственной, а косвенной, так как при этом увеличиваются температура и давление, непосредственно влияющие на раствори­ мость нефти и рассеянного органического вещества, большее зна­ чение приобретает фактор времени и др.

Проведенный корреляционный анализ (порядковая корреля­ ция) показал, что в приконтурных водах многих нефтегазоносных бассейнов, как правило, существует положительная корреляцион­ ная связь между содержанием органических веществ и глубиной залегания вод (табл. 64).

Однако это общее положение не всегда проявляется в природе в чистом виде, иногда затушевываясь под влиянием других усло­ вий и факторов. Поэтому проведенная корреляция между содер­ жанием органических веществ в подземных водах и их температу­

и низких значений рН летучие органические кислоты будут уходить из водного раствора. В грунтовых водах северных районов низкие температуры, угнетая микробиологический фактор, будут способ­ ствовать накоплению органического вещества в водах и т. п.

Весьма существенное влияние на обогащенность подземных вод органическим веществом оказывает их д и н а м и ч н о с т ь . При интенсивном водообмене породы более промыты, в них содержится меньше органического вещества, время контакта воды и породы меньше, чем при замедленном (затрудненном) водообмене. В связи с этим в водах, заключенных в более водообильных и во­ допроницаемых пластах и двигающихся с большей скоростью, со­ держится меньше органического вещества по сравнению с водами слабопроницаемых водоносных пород, имеющих низкие коэффици­ енты фильтрации. К сожалению, в генетической гидрогеологии еще не решен вопрос возраста глубокозалегающих подземных вод ар­ тезианских бассейнов, а расчеты скоростей их движения нена­ дежны и противоречивы. Поэтому условно о динамичности и ско­

Как известно, на динамичность подземных вод влияют струк­ турные особенности района. Например, на участках нефтегазовых месторождений по сравнению с остальными областями глубокого залегания вод скорость движения подземных вод значительно уменьшается (приконтурные воды часто существенно отличаются даже от законтурных вод более высокой величиной минерализа­ ции). То же самое относится к поднадвиговым частям структур, где движение вод часто замедленно по сравнению с надвиговыми их частями. В связи с этим в водах нефтяных месторождений (осо­ бенно контактирующих с нефтяными и газоконденсатными зале­ жами) содержание органических веществ является максимальным.

В большинстве случаев (как это наблюдается в ГрозненскоДагестанской области) экранирующее влияниетектонических на­ рушений приводит к обогащению вод поднадвиговых структур ор­ ганическими веществами.

Известное влияние на формирование органической составляю­

вод нефтяных месторождений, что маломинерализованные щелоч­ ные воды содержат больше нафтеновых кислот, чем высокомине­ рализованные хлоридно-натриевые и хлоридно-натриево-кальцие- вые воды, что объясняется лучшей растворимостью щелочных со­ лей нафтеновых кислот по сравнению с их щелочноземельными солями.