Гидрогеология Западно-Сибирской нефтегазоносной области.

Введение. Западно-Сибирская низменность, на сегодняшний день, является крупнейшей нефтегазоносной областью (провинцией ?) России. Территория низменности характеризуется в целом высокой, хотя частично, неравномерной изученностью.

Физико-географические условия территории: климат, рельеф, гидрография, строение и мощность многолетнемерзлых пород рассмотрены в многочисленных крупных публикациях (нужно подобрать работы для ссылок).

В целом достаточно полно на основе данных буровых и геофизических работ охарактеризованы структурно-тектоническое строение и геологические условия Западно-Сибирской плиты: строение разреза, мощности и состав отложений мезо-кайнозойского осадочного чехла, а также структуры, возраст и состав пород образований палеозойского складчатого фундамента. (опять нужны хорошие ссылки)

В соответствии с этим в настоящей работе эти вопросы рассматриваются относительно кратко и только с позиций необходимости характеристики конкретного влияния тех или иных условий и особенностей строения на гидрогеологию Западно-Сибирской артезианской области.

Климат, рельеф, гидрография, мерзлота.

Глава ? Гидрогеологические условия.

В гидрогеологическом отношении Западная Сибирь представляет собой одну из крупнейших артезианских областей (в некоторых определениях – артезианский бассейн), приуроченной к молодой (эпипалеозойской) плите. Особенности гидрогеологии области определяются климатом территории, изменяющимся от аридной зоны на крайнем юге до тундровой в северной части территории, структурно-тектоническим строением, определяемом главным образом структурами складчатого фундамента (Р, Т ??), строением и составом пород эпипалеозойского (J–Q) осадочного чехла.

Границы и строение гидрогеологического разреза области.

Границы Западно-Сибирской артезианской области на большом протяжении (запад и юг) являются геолого-структурными, отделяющими плиту от складчатых сооружений Урала, Северного Казахстана и Алтае-Саянской складчатой области. В большинстве случаев, кроме крайней юго-восточной части, эти границы устанавливаются достаточно четко, поскольку отложения осадочного чехла плиты практически отсутствуют на склонах складчатых областей. В гидродинамическом отношении эти границы являются «условными» так как на всем их протяжении в современных условиях в принципе возможно формирование подземного притока в осадочные комплексы артезианской области из пород складчатого обрамления. Исключением является относительно «узкий» участок Тургайского прогиба, где структурное поднятие Кустанайского вала в своей сводовой части практически совпадает с континентальным водоразделом, разделяющим бассейны Арало-Каспийский и Карского моря.

В пределах Бийско-Барнаульского района глубоко врезанная долина р. Оби «отделяет» от плиты ее крайний восточный участок. В связи с относительно малой мощностью отложений осадочного чехла подземные воды неогеновых и палеогеновых отложений и, вероятно, верхней части образований складчатого фундамента плиты полностью дренируются долиной р. Оби. Таким образом, на этом участке современной гидродинамической границей Западно-Сибирской артезианской области является водораздел Приобского плато.

Восточная граница Западно-Сибирской плиты с Восточно-Сибирской платформой в структурном отношении выражена достаточно четко. Однако широкая и глубоко врезанная долина р. Енисея, в среднем и нижнем течении, на значительном протяжении проходит непосредственно в пределах Западно-Сибирской плиты. Пьезометрические данные, имеющиеся по крайнему югу Обь-Енисейского междуречья, свидетельствуют о том что долина Енисея полностью дренирует подземные воды рыхлых отложений осадочного чехла и, вероятно, верхней части пород складчатого фундамента на приенисейской (бассейн р Сым? )части территории плиты.[Всевол.]. Для северной части территории с относительно большими мощностями пород осадочного чехли в наличием многолетнемерзлых пород, где пьезометрические данные практически отсутствуют, ситуация может быть другой, но наиболее вероятно, что под руслом реки в ее нижнем течении и в пределах Енисейской губы существует сквозной подрусловой талик и дренирующее влияние р. Енисей в современных условиях распространяется на всю приенисейскую часть территории (бассейны рек ). В связи с этим можно полагать, что приенисейская часть, граница которой примерно совпадает с континентальным Обь-Енисейским водоразделом, представляет особый гидрогеологический район Западно-Сибирской плиты, в пределах которого в современных условиях водоносные комплексы осадочного чехла, а возможно и верхней части образований складчатого фундамента, практически не имеют гидродинамической связи с внутренней областью бассейна.

Гидрогеологический разрез Западно-Сибирской артезианской области представлен кайнозойскими и мезозойскими (Q–J) отложениями осадочного чехла и породами складчатого фундамента (переходный комплекс Т–D). Образования допалеозойского кристаллического фундамента плиты, залегающие в центральной части на глубинах порядка 7–8 км. и более в гидрогеологическом отношении практически неизучены.

Современный тектонический план гидрогеологического разреза области связан почти исключительно со структурами складчатого фундамента, амплитуды которых по его поверхности достигают в центральной части 300–400 м ??? м и более (Сургутский свод, др ) и до 1000–1500 м – в северной [Справ.]???? В осадочном чехле плиты эти структурные формы выражены главным образом в нижней (J, К) части разреза и за пределами краевых областей слабо (северная часть плиты) или практически не проявляются в верхних.

Общая мощность отложений (мезо–кайнозойского) осадочного чехла в центральной части плиты изменяется от 3000 и менее на юге до 4,5–6,0 км и более [Спр.] в северной части территории.

Строение разреза отложений осадочного чехла артезианской области характеризуется тремя особенностями, имеющими принципиальное гидрогеологическое значение:

- разрез осадочного чехла артезианской области представлен почти исключительно терригенными морскими, прибрежно-морскими и в меньшей степени континентальными отложениями в указанном выше возрастном диапазоне. Сульфатные и галогенные отложения (ангидриты, гипсы и соли) отсутствуют практически полностью. Карбонатные породы (главным образом органогенные известняки) встречаются на отдельных участках прослоями до 50–100 м в отложениях средней и нижней юры в крайней северной части территории. Некоторым исключением можно считать карбонатно-кремнистые опоки эоцена, наличие которых установлено на отдельных участках территории и интенсивно засоленные отложения четвертичных озерных террас крайней приказахстанской части низменности.

- для терригенных отложений осадочного чехла характерно наличие мощных (до 800 м и более в центральной части) регионально распространенных морских преимущественно глинистых (глины, аргиллиты, глинистые опоки и др.) пород, наличие которых определяет возможности выделения в разрезе трех относительно изолированных гидрогеологических этажей с существенными различиями характеристиками гидрогеодинамики и гидрогеохимии.

- для региональных слабопроницаемых толщ разреза в краевых частях плиты (в узкой полосе в Приуралье и более широко в юго-восточной части) характерно постепенное замещение морских типично глинистых отложений прибрежно-морскими песчано-глинистыми и существенно песчаными осадками. По имеющимся (ограниченным) данным такая же закономерность может быть характерна для отложений нижней части разреза (J–K₁) в пределах сводов крупных положительных структур.

Образования палеозойского (складчатого) фундамента представлены интенсивно дислоцированными вулканогенными и вулканогенно-осадочными породами (порфириты, граниты и др.???) а также литифицированными осадочными отложениями (песчаники, известняки, углистые сланцы и др.) ??? Общая мощность образований складчатого фундамента в центральных районах плиты достигает 3–4 км и более.???)

Верхний гидрогеологический этаж артезианской области включает покровные, болотные (центральная и северная части низменности), эоловые (крайний юг), аллювиальные и озерно-аллювиальные отложения четвертичного возраста, песчано-глинистые и преимущественно глинистые – неогена и континентальные песчаные и песчано-глинистые отложения верхнего олигоцена. На отдельных участках (Приуралье, Приказахстанская часть территории и др.) к верхнему гидрогеологическому этажу могут быть отнесены водоносные горизонты, связанные с трещиноватыми кремнистыми опоками или песчаниками эоцена. Общая мощность отложений верхнего гидрогеологического этажа в центральной части области составляет 300 и более м.

К северу от широтного участка долины р. Оби отложения этажа частично находятся в многолетнемерзлом состоянии. По ограниченным данным бурения можно предполагать, что в мерзлом состоянии находятся преимущественно прослои слабопроницаемых пород, в то время как слои более проницаемых – могут находиться в талом состоянии. На Обь–Тазовском водоразделе и к северу от него в области распространения ММП мощностью до 300 м и более отложения верхнего этажа, вероятно, полностью находятся в мерзлом состоянии, за исключением возможного существования талых зон под руслами крупных дрен (рр. Обь, Енисей, Таз и др.)

С отложениями верхнего гидрогеологического этажа связаны грунтовые, в более глубоких частях разреза–напорные, на пониженных участках напорные самоизливающиеся подземные воды. В северной части территории в талых прослоях, как правило, распространены меж–и подмерзлотные напорные воды.

Условия формирования подземных вод в целом являются характерными для верхнего этажа артезианских бассейнов платформенного типа.

В грунтовом водоносном горизонте и в залегающих ниже–межпластовых формируется система местных потоков подземных вод, связанная с рельефом и гидрографической сетью территории. На плоских междуречных пространствах южной части низменности со слабо развитой гидрографической сетью разгрузка грунтовых вод в значительной степени формируется за счет испарения на относительно пониженных участках. В крайней южной (приказахстанской) части низменности разгрузка подземных вод всего разреза первого этажа связана с глубокими котловинами крупных соленых озер (см.гл. ?) В крайней северной части полная разгрузка подземных вод первого этажа вероятно возможна только по относительно крупным речным долинам с наличием сквозных подрусловых таликов.

В пределах зоны умеренного и избыточного увлажнения с водоносными горизонтами первого этажа связаны преимущественно пресные (менее 1,0 г/л) подземные воды НСО₃–Са состава. Воды с относительно повышенной минерализацией (до 2–3 г/л и более) SO₄, НСО₃–Nа, Са состава могут быть связаны с нижней частью разреза комплекса континентального олигоцена с отложениями эоцена и с межмерзлотными и подмерзлотными горизонтами северной части области.

В зоне недостаточного увлажнения (южная часть низменности) подземные воды первого этажа характеризуются в целом «пестрым» составом с изменением минерализации от менее 1,0 до 10 г/л и более в зависимости от глубины залегания, состава водовмещающих пород, условий питания и разгрузки и др. В отложениях террас соленых озер южной части территории на отдельных участках распространены высоко минерализованные воды и слабые рассолы (до 50 г/л и более) Cl-Na состава.