CC BY
43
УДК: 553.984
А.Н. Имамеев1, Р.Ф. Вафин2, А.Х. Галимов2
1 Казанская государственная архитектурно-строительная академия, Казань, info@ksaba.ru 2Казанский государственный университет, Казань, varus13@mail.ru
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРМСКИХ ЗАЛЕЖЕЙ АНОМАЛЬНОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ ЮЖНО-ТАТАРСКОГО СВОДА В СВЯЗИ С ИХ РАЗРАБОТКОЙ
В работе приведены результаты гидрогеологических исследований водоносных горизонтов пермских залежей аномальновязкой нефти в пределах Южно-Татарского свода и сделан вывод о перспективности использования подземных вод при разработке залежей тепловыми методами.
Ключевые слова: аномальновязкая нефть, водоносный горизонт, подземные воды, дебит воды, минерализация.
Одной из основных проблем топливно-энергетического комплекса России в целом и Республики Татарстан (РТ) в частности, в начале XXI века является освоение альтернативных источников углеводородного сырья, в первую очередь - аномальновязких нефтей (АВН).
АВН - продукты гипергенных изменений нефти, обладающие аномально высокой вязкостью, широко развиты в пермских отложениях РТ. Нефтеносными являются залегающие на глубинах до 450 м терригенные и карбонатные породы-коллекторы ассельского, сакмарского, артинско-го и кунгурского ярусов нижнего отдела, а также уфимского и казанского ярусов среднего отдела пермской системы. В настоящее время только на территории РТ выяв-
лено свыше 450 (Муслимов и др., 2007) залежей АВН.
Вовлечение в разработку месторождений АВН - сложная, многогранная задача, решение которой затрагивает технологические, экономические и другие аспекты. Высокая вязкость нефти не позволяет добывать ее традиционными методами. Проведенные в РТ исследования и опытно-промышленные работы (ОПР) показали перспективность и рентабельность разработки залежей нефтеносных пород тепловыми методами, применение которых подразумевает использование большого количества воды, поэтому для более эффективного извлечения нефти необходимо изучать подземные воды (ПВ) месторождений. В отличие от вод нефтяных месторождений карбона и дево-
Окончание статьи М.А. Петров, И.М. Насибулин, Н.А. Мисолина... «Проблема добычи...»
M.A. Petrov, I.M. Nasibulin, N.A. Misolina, A.N. Kolchygin, R.F. Vafin, M.P. Kruglov, O.V. Kazanbaeva. The problem of mining highly oils Bashkir time tier east side Melekesskoy depression.
The article discussed the geological structure of deposits Bashkir tier east side Melekesskoy depression, as well as some techniques used in extracting oil from these deposits.
Key words: carbonate reservoirs, sediment layers of the Bashkir, fracturing, methods of influence on the formation, processing bottomehole.
Михаил Александрович Петров Инженер кафедры геологии нефти и газа КГУ.
420008, Казань, КГУ, ул. Кремлевская д.18. Тел.: (843)292-90-46.
Ильшат Маратович-Насибулин
Начальник отдела разработки и внедрения методов увеличения нефтеотдачи ОАО «НИ-ИНефтепромхим». Научные интересы: геология, нефтеносность карбонатных коллекторов и инновационные технологии увеличения нефтеотдачи.
420045, Россия, г. Казань, ул. Н.Ершова, 29.
Тел.: (843) 272-52-14.
Наталия Анатольевна Мисолина
Младший научный сотрудник ОАО «НИИНефтепромхим». Научные интересы: геология и нефтеносность карбонатных коллекторов.
420045, Россия, г. Казань, ул. Н.Ершова, 29. Тел.: (843) 272-52-14.
Антон Николаевич Кольчугин Аспирант кафедры минералогии и петрографии.
420008, Казань, КГУ, ул. Кремлевская д.18.
Тел.: (843)292-96-92.
Михаил Павлович Круглов
Главный геолог ЗАО «Предприятие Кара Алтын».
423450, Россия, РТ, Альметьевск, ул.Тимирязева, 47. Тел.: (8553) 25-94-56.
OKcana Bлaдuмupoвнa Kaзaнбaeвa Главный геолог ОАО «Кондурчанефть».
423000, Россия, РТ, г. Нурлат, ул. Советская, д. 100. Тел.: (8-245) 54958.
на, представляющих собой однотипные хлоридно-натрие-вые рассолы (хлор-кальциевый тип по В.А. Сулину) (Анисимов и др., 1996; Хисамов и др., 2007) с общей минерализацией до 200 - 260 г/л, ПВ пермских нефтяных залежей более разнообразны по составу и минерализации.
В данной работе обобщены результаты гидрогеологических исследований водоносных горизонтов пермских залежей АВН в пределах Южно-Татарского свода и дана их гидродинамическая и гидрохимическая характеристика.
Ниже приведены характеристики водоносных горизонтов (ВГ).
Нижнеуржумский карбонатно-терригенный ВГ
распространен повсеместно. Наиболее проницаемыми являются мелкокристаллические известняки. Для изучения водообильности и состава воды из интервала 10,7 - 20,6 м проведена опытная откачка, с понижением уровня до 2,3
Рис. 1. Результатыы трехрежимной опыгтной откачки из интервала 10,7 -20,6 м.
Рис. 2. Результаты трехре-жимн о й опыгтной откачки из интервала 44,2 -60 м.
Рис. 3. Результатыы трехре-жимн о й опыгтной откачки из интервала 112 -116,8 м.
Рис. 4. Ре-зультатыг трехре-жимн о й опыгтной откачки из интервала 148,5 - 168 м.
м, суточный дебит при этом составил 112,3 м3/сут. (Рис. 1, Табл. 1). ПВ являются напорными.
Вода без вкуса, цвета и запаха хлор-магниевого типа (Беляев, Имамеев, 2004).
Верхнеказанский (верхнеуслонско-морквашинский) карбонатно-терригенный ВГ развит повсеместно. Водовмещающими породами являются мелкозернистые песчаники и глинистые известняки. При проведении опытной откачки из интервала 44,2 - 60 м при понижении уровня воды на 1,7 м получен дебит 82 м3/сут., коэффициент водо-проводимости составил 53,6 м2/сут. (Рис. 2, Табл. 1). Вода без вкуса, запаха и цвета хлор-магниевого типа. Питание ВГ происходит за счет атмосферных осадков и перетоков из выше- и нижележащих горизонтов, разгрузка - в виде родников.
Верхнеказанский (приказанско-печищенский) кар-бонатно-терригенный ВГ залегает на глубинах от 112 до 120 м. ПВ приурочены к мелкозернистым песчаникам пачки «ядреный камень» приказанской свиты толщиной до 2 м. Воды являются порово- и трещинно-пластовыми. Из ВГ получены притоки воды суточным дебитом 72,6 м3/ сут. при понижении уровня на 6 м, коэффициент водопро-водимости составил 6 м2/сут. (Рис. 3, Табл. 1).
Вода без вкуса, цвета и запаха сульфатно-натриевого типа. Питание свиты осуществляется за счет атмосферных осадков и перетоков из выше- и нижележащих горизонтов.
Нижнеказанский (камышлинско-барбашинский) терригенный ВГ распространен повсеместно. Водовмещающими породами являются: мелкокристаллические известняки и песчаники толщиной 2,5-4 м, залегающие на глубинах 141-169 м. По условиям циркуляции и насыщения воды трещинно-пластовые и порово-пластовые, напорные. По результатам опытной откачки из интервала
148.5 - 168 м при понижении уровня воды до 45 м дебит воды составил 92 м3/сут. (Рис. 4, Табл. 1). Вода без цвета и запаха, сульфатно-натриевого типа. Питание водоносных горизонтов комплекса осуществляется за счет атмосферных осадков и перетоков с выше- и нижележащих горизонтов.
Нижнеказанский (байтуганский) терригенно-кар-бонатный ВГ. Пластовые воды вскрыты на глубине от
165.5 до 169,5 м. Они приурочены к глинистым известня-
Рис. 5. Ре-зультатыг тр ехр е-жим ной опыгтной откачки из интервала 165 -169 м.
Рис. 6. Ре-зультатыг трехрежимной опыгтной откачки из интервала 181 -191 м.
S = f(t);Q = f(t), инт. 165-169 м
J ОТКАЧКА ВОССТАНОВЛЕНИЕ
1 статическим уровень 49.55 м -
:
:>S=5,58m s=5i84m S=6,03 м
Qi НС 0-1,2л/с Q-1,36 л /с
W
час . 5 11 14 17 20 23 2 5 8 11 14 17 20 23 2 5 8 11
да] 14.01.02 1 15.01.02 1 16.01.02
Показатель pH нитрат-ион, мг/дм3 йод, мг/дм3 бор, мг/дм3 бром, мг/дм3 железо, мг/дм3 коррозионная активность, г/м2час
Значение 6,45-8,31 0,29-0,66 1,27 -13,9 2,7-9,2 1,03 -16,8 21,33 1,21 —1,91
Табл. 2. Результаты лабораторных исследований ПВ.
ВГ* I режим П режим ПІ режим Q. м3/сут Коэфф. водо-пров. м3/сут Минера- лизация, г/дм3
ПОН. уровня, м Q, л/с нон. уровня, м Q, л/с ПОН. уровня, м Q, л/с
1 1,3 0,75 1,8 1 2,3 1,3 112,3 32 0,99
2 0,8 0,95 1,3 1,5 1,7 2 82 53,6 2,19
3 4,2 0,8 5 1 6 1,2 72,6 6 0,83
4 34 0,4 40 0,45 45 0,5 н.д. н.д. 2,92
5 5,58 1 5,84 1,2 6,03 1,36 117,5 7,8 1,92
6 34,1 0,2 36,38 0,25 39 0,2 34,6 2 5,57
Табл. 1. Результаты трехрежимной опытной откачки по водоносным горизонтам. 'Водоносные горизонты: 1 - нижнеуржумский карбонатно-терригенный; 2 - верхнеказанский (верхнеуслонско-морквашинский) карбонатно-терригенный; 3
- верхнеказанский (приказанско-печищенский) карбонатно-терригенный; 4 - нижнеказанский (камышлинско-барбашин-ский) терригенный; 5 - нижнеказанский (байтуганский) тер-ригенно-карбонатный; 6 - шешминский терригенный.
кам толщиной 1 - 2 м. Воды порово- и трещинно-пластовые. Вода без вкуса, цвета и запаха сульфатно-натриевого типа. Суточный дебит при понижении уровня воды до отметки 6,03 м составил 117,5 м3/сут., коэффициент водопро-водимости - 7,8 м2/сут. (Рис. 5, Табл. 1).
Шешминский терригенный ВГ приурочен к песчаникам глинисто-песчаной толщи шешминской свиты. Водовмещающими породами являются мелкозернистые битумонасыщенные песчаники. Воды порово- и трещиннопластовые. ПВ шешминского ВГ вследствие перекрывающего их мощного водоупора «лингуловые глины» байту-ганского горизонта, являются напорными. По данным опытной откачки, проведенной в скважине в интервале 181
- 191 м, суточный дебит составил 34,6 м3/сут., коэффициент водопроводимости 2 м2/сут. при понижении уровня воды до 39 м (Рис. 6, Табл. 1).
Полученная вода с запахом сероводорода и нефтепродуктов, с обильной примесью частиц нефти, солоноватая на вкус, опалесцирующая. Тип воды гидрокарбонатнонатриевый. Питание и разгрузка водоносных горизонтов комплекса происходит за счет перетоков из выше- и нижележащих горизонтов.
Результаты и расчеты дебита, коэффициента водопроводимости, минерализации по данным трехрежимной опытной откачки приведены в Табл. 1.
При проведении опытных откачек из скважин отбирались пробы воды для определения в лабораторных условиях количественного содержания нитрат-иона, йода, бора, брома, железа, а также рН и коррозионная активность водной среды (Табл. 2).
Таким образом, ПВ залежей АВН характеризуются неоднородными гидрохимическими и гидрогеологическими условиями, воды преимущественно соленые и рассольные хлор-магниевого, сульфатно-натриевого и гидро-карбонатно-натриевого типов, содержащие в себе бор, бром, йод и нитраты. Также, в воде отмечается присутствие сероводорода в высоких концентрациях, что ряд исследователей (Анисимов и др., 1996; Хисамов, 2007) связывают это с разрушением залежей в присутствии сульфатных вод. Вследствие повышенной минерализации для хозяйственно-питьевого водоснабжения воды рассмотренных ВГ непригодны, но результаты опытных откачек (по величине притока и коэффициенту водопроводимости)
позволяет нам говорить о том, что воды могут быть использованы при разработке месторождений АВН тепловыми методами, отсутствие в водах механических примесей и низкие значения коррозионной активности будут способствовать долгосрочной работе эксплуатационных скважин.
Литература
Анисимов Б.В., Ибрагимов Р.Л., Гилязова Ф.С. Подземные воды пермских битумных месторождений Республики Татарстан. Пермские отложения Республики Татарстан: Материалы республиканской пермской геологической конференции. Казань: Изд-во «Экоцентр». 1996. 236 - 241.
Беляев Е.В., Имамеев А.Н. Бурение разведочных скважин на природные битумы. Казань. 2004.
Хисамов Р.С. и др. Геология и освоение залежей природных битумов Республики Татарстан. Казань: Изд-во «ФЭН». 2007. 295.
Муслимов Р.Х. и др. Нефтегазоносность Республики Татарстан. Геология и разработка нефтяных месторождений. Казань: Изд-во «ФЭН». 2007. 316.
A.N. Imameev, R.F. Vafin, A.H. Galimov Hydrogeological characteristic of permian deposits of abnormally viscous oil in the South-Tatar arch in connection with their development.
In this work we present the results of hydrogeological studies water Permian deposits of abnormally viscous oil in the South-Tatar body and concluded that the viability of groundwater use in the development of deposits by thermal methods.
Key words: abnormally viscous oil, aquifer, undeground waters, water discharge, mineralization.
Амир Нуриевич Имамеев Канд. геoлoгo-минеpaлoгичеcкиx Hay^ дoцент КГАСУ Область нayчныx иш^е^в: гидpoгеoлoгия, геoлoгия co-ляньк и нефтяньк меcтopoждений.
420043, Poccия, Казань, ул. Зеленая, 1, rapn. 2. Тел.: 8(843) 238-25-53.
Рустем Фердинантович Вафин Ассистент кафедры геологии нефти и газа КГУ. Область научных интересов: нефтепромысловая геология, геология месторождений нефти и газа. 420008, Россия, Казань, ул. Кре Тел.: 8(843)292-90-46. I ^ : млевшая, 18
Адель Халилович Галимов Студент кафедры геологии нефти газа КГУ. Область научных интересов: геология месторождений нефти и газа. 420008, Россия, Казань, ул. Кремлевская, 18. Тел.: 8(843)292-90-46. щщт. rfjM№iU
