5. Гидрогеология нефтегазоносных комплексов

Припятский нефтегазоносный бассейн является самостоятельным артезианским бассейном со сложными гидродинамическими и гидрохимическими условиями, описанными ниже по данным Ж. А. Герасимовой и Л. И. Шаповал (1997).

Гидродинамические особенности нефтегазонсных комплексов определяются наличием двух гидродинамических этажей, отличающихся друг от друга генезисом напора подземных вод и темпами водобмена.

Верхний гидродинамический этаж включает отложения от кайнозоя до надсолевого девона включительно и является артезианским бассейном с инфильтрационным типом гидродинамического режима. В нем пластовые давления увеличиваются с глубиной по прямолинейной зависимости (нормальное распределение давления). Область питания располагается в пределах Белорусской и Воронежской антеклиз, Украинского щита, Полесской седловины, Микашевичского и Брагинского выступов фундамента. Наиболее высокие пьезометрические поверхности установлены на западе и северо-западе бассейна (200‑220 м). Это области питания и формирования напоров. Отсюда потоки подземных вод движутся к базисам подземного стока, приурочеенного к долинам рек Припять и Днепр (абсолютные отметки уровня 120‑140 м).

Нижний гидродинамический этаж включает отложения от верхней соленосной толщи до рифейских отложений включительно и является элизионным с геостатическим типом создания напоров подземных вод и замедленным, близким к застойному, режимом их движения. Для него характерно латеральное движение подземных вод вверх по восстанию пластов, лишь на участках разрывных нарушенний и отсутствия экранов отмечается переход латеральной миграции в вертикальную. В нем наблюдается инверсионное распределение давлений: на одних и тех же глубинах они максимальны в верхнесоленосном комплексе и уменьшаются вниз по разрезу в межсолевом и подсолевом комплексах, при чем в последнем они нередко ниже гидростатических. На одной и той же глубине в межсолевом комплексе пластовые давления на 2‑3 МПа ниже, чем в верхнесоленосном, а в подсолевом на 1,5‑2 МПа ниже, чем в межсолевом. Отмечены как аномально высокие (АВПД), так и аномально низкие (АНПД) давления.

В нижнем гидродинамическом этаже установлена площадная гидродинамическая зональность и выделяются три гидродинамических зоны: северная, центральная и южная. Первая соответствует Северной зоне ступеней, остальные две располагаются во Внутреннем грабене.

Границей нефтеносности является зона гидродинамического равновесия между инфильтрационными и элизионными водами. Языки внедрения инфильтрационных вод наблюдаются в западной части прогиба, наиболее значительные в южной гидродинамической зоне.

Геохимические особенности подземных вод свидетельствуют об условиях формирования и сохранения залежей нефти и газа и используются при оценке перспектив нефтегазоносности. Наиболее информативными показателями вод, которые при этом используются, являются химический состав и минерализация вод, отношения Ca/Mg, Cl/Br, Na/Cl, cодержания Br, J.

Состав и минерализация подземных вод изменяются от северной гидродинамической зоны к южной и от западных и восточных районов к центру прогиба.

В межсолевом водоносном комплексе в западной части северного гидогеологического района распространены воды хлоридно-кальциево-натриевого генетического типа с преобладанием хлоридов натрия, низким содержанием йода и брома и высоким (>300) значением хлорбромного отношения. К востоку состав вод меняется на хлоридно-натриево-кальциевый, минерализация возрастает до 350 г/л, повышается содержание брома (3‑3,5 г/л) и йода (0,03‑0,06 г/л), кальций-магниевый коэффициент изменяется от 4 до 6.

В центральной зоне прогиба в центре распространены рассолы хлоридно-натриево-кальциевого состава с минерализацией до 330‑340 г/л, кальциево-магниевым коэффициентом 3‑4, содержанием брома 1,3‑2,4 и йода 0,03 г/л. Это метаморфизованные седиментогенные рассолы, находящиеся в весьма закрытых гидрогеологических условиях. К западу состав воды меняется на хлоридно-кальциево-натриевый, содержание брома и йода уменьшается до 0,79 и 0,018 г/л.

В южной гидродинамической зоне на западе и востоке преобладают хлоридно-кальциево-натриевые воды инфильтрогеного генезиса, доля которых достигает 60%. Минерализация вод здесь составляет 250‑264 г/л, содержание брома не превышает 3‑4 г/л, содержание йода изменяется от 0,01 до 0,008 г/л. Это рассолы выщелачивания (Сl/Br от 450 до 1050 и более), в основном значительно или слабо метаморфизованные (Na/Cl от 0,72до 0,8 и более.). В гидрогеологическом отношении структуры полураскрытые или раскрытые. К центру южной зоны минерализация увеличивается до 360‑415 г/л, содержание брома до 5,3 г/л. Здесь развиты высокометаморфизованные (Na/Cl не превышает 0,6) хлоридно-натриево-кальциевые воды седиментогенного генезиса (Cl/Br не превышает 200), которые находятся в гидрогеологически закрытых условиях. Состав растворенного газа изменяется от азотного в краевых частях до углеводородно-азотного и углеводородного в центре зоны.

В подсолевом карбонатном комплексе северного гидрогеологического района минерализация вод возрастает с запада на восток от 250‑300 до 360‑400 г/л, гидрохимический класс вод меняется с хлоридно-кальциево-натриевого на хлоридно-натриево-кальциевый, слабометаморфизованные воды выщелачивания (отношение Cl/Br 1000 и более, Сa/Mg менее 3) сменяются метаморфизованными седиментационными (Cl/Br – 50) водами с отношением Ca/Mg не менее 6 и содержанием J до 0,03 и Br до 3 г/л.

В западной части центрального гидрогеологического района воды хлоридно-кальциево-натриевого класса с минерализацией 300‑320 г/л, с невысоким содержанием йода (до 0,01 г/л) и брома (до 2 г/л), седиментационные, с примесью инфильтрационных. К востоку зоны резко возрастает минерализация (380‑450 г/л), воды становятся хлоридно-натриево-кальциевыми, содержание брома в них достигает 6 г/л при концентрации йода не более 0,017 г/л, кальций-магниевое соотношение не превышает 6,7‑7,3, содержание магния возрастает до 11‑12 г/л. Воды седиментогенные весьма метаморфизованные, находятся в закрытых в гидрогеологическом отношеннии условиях.

На западе южной зоны воды хлоридно-кальциево-натриевые с минерализацией до 278 г/л, отношением Ca/Mg –3, низким содержанием йода (0,001 г/л) и брома (0,255 г/л), слабометаморфизованные, по генезису – воды выщелачивания. К востоку они сменяются хлоридно-натриево-кальциевыми водами с минерализацией 320‑400 г/л, с повышенным содержанием брома (5,08 г/л) и йода (0,017 г/л), отношением Ca/Mg более 6. Воды седиментационные, высокометаморфизованные, с закрытыми гидрогеологическими условиями.

В подсолевом терригенном комплексе распространены хлоридно-кальциево-магниевые рассолы, которые к периферии сменяются хлоридно-натриево-кальциевыми и хлоридно-кальциево-натриевыми с минерализацией от 466 до 285 г/л. Метаморфизация вод изменяется от слабой на западе (Na/Cl – 0,64‑0,86, Ca/Mg – 1,88‑3,3) до высокой в центре (Na/Cl ‑ 0,2‑0,8, Ca/Mg – 3,3‑7,7). Концентрация йода в рассолах достигает 0.021 г/л, брома – 0,712‑6,639 г/л. Хлорбромное соотношение изменяется от 62‑112 в центре до 300‑600 и более на западе в связи замещение седиментационных вод инфильтрационными.

В соответствии с изменениями гидродинамических и гидрохимических условий выполнено гидрогеологическое районирование Припятского прогиба с выделением гидрогеологических областей, районов и зон, которое отражает условия формирования и сохранения подземных вод.

Выделено три гидрогеологические области: краевая, переходная и внутренняя.

Краевая гидрогеологическая область расположена в западной и юго-восточной частях прогиба и ее граница проводится по внешнему контуру перехода седиментогенных рассолов к инфильтрационным. Здесь развиты хлоридно-натриевые рассолы выщелачивания инфильтрационного генезиса с минерализацией до 300 г/л, содержанием брома не более 0,4 г/л, аммония – 0,2‑0,3 г/л, хлорбромным отношением более 300, натрий-хлорным отношением более 0,8. Состав воднорастворенных газов преимущественно азотный. Пластовые давления здесь обычно соответствуют гидростатическим. Гидрогеологические условия для формирования и сохранения залежей нефти и газа здесь малоблагоприятны.

Переходная гидрогеологическая область выделяется в значительной степени условно на границе внешней и внутренней зон как область смешения вод инфильтрационного и седиментационного генезиса.

Внутренняя гидрогеологическая область занимает большую, наиболее погруженную часть прогиба. В ней распространены седиментационные высокометаморфизованные рассолы хлоридно-натриево-кальциевого типа с высокой (300‑450 г/л) минерализацией. Коэффициенты Na/Cl имеют значения 0,1‑0,4, а Сl/Br – 40‑150. Содержание брома в рассолах достигает 6 г/л, сульфатов не превышает 1 г/л, аммония – 0,3‑1 г/л. Состав воднорастворенных газов преимущественно углеводородный (более 70%) с высокой (15‑20%) долей тяжелых УВ. С севера на юг зоны происходит смена углеводородного газа на азотно-углеводородный и углеводородно-азотный. Отношение пластовых и гидростатических давлений здесь достигает 1,5. Внутренняя гидрогеологическая область характеризуется хорошей гидрогеологической закрытостью и имеет благоприятные условия для формирования и сохранения залежей углеводородов.

Внутренняя гидрогеологическая область делится на северный, центральный и южный районы, а в их пределах выделяются отдельные резервуары в качестве гидрогеологических зон. Они отличаются по многим гидродинамичесим и гидрохимическим параметрам, гидрогеологическим условиям формирования и сохранения залежей и перспективам нефтеносности.

В качестве локальных и зональных гидрогеологических показателей нефтегазоносности в условиях Припятского прогиба рассматриваются повышенные содержания аммония, радия, водорастворенного органического вещества, фенолов, бензола, углеводоодных водорастворенных газов.