Изученность. Основной объем данных о подземных водах месторождения Узловое был получен в процессе испытания поисково-разведочных скважин. При их опробовании применялись традиционные способы вскрытия и возбуждения как продуктивных, так и водоносных объектов. Полным комплексом гидрогеологических исследований (наблюдения за притоком воды, замеры уровней, дебитов, пластового давления, температуры, газового фактора, отбор проб воды и водорастворенного газа) было охвачено ограниченное число водоносных интервалов в разрезе месторождения. Добиться постоянства состава воды часто не удавалось из-за намыва песка при испытании рыхлых пород верхних водоносных комплексов или дефиците времени испытания пластов в случае их небольшой водообильности. В результате небольшое количество достоверного фактического материала не позволило выполнить попластовые построения о распределении напоров подземных вод или их минерализации. Поэтому в целях объективной характеристики положения месторождения в общей водонапорной системе были привлечены материалы по гидрогеологии северо-западной части Северо-Сахалинского бассейна.

Собранные по месторождению материалы, после анализа на достоверность, систематизированы и приведены согласно Инструкции ГКЗ в основополагающей таблиц. Объем этих сведений показан в нижеследующей таблице.

Геологи

ческий возраст

Пласт

Водоносный

комплекс

Количество скважин,

в которых определены показатели

гидродина-

мические

гидрохимические

геотерми-

ческие

N1?

XInt

II

2

2

3

2

2

2

XIIok

-

-

1

-

-

-

XIIIok

1

1

2

1

1

1

XVIok

1

1

2

1

1

1

N1?-?

XIXok

III

-

-

1

-

-

-

N1?

IIdg

IY

1

1

3

-

1

1

IVdg

-

-

1

-

-

-

VIdg

1

1

2

1

1

1

VI-VIIdg

-

-

1

-

-

-

VIIdg

2

2

3

3

2

2

IXdg

2

2

2

-

2

2

X-XIdg

-

-

1

-

-

-

XIdg

1

1

2

1

1

1

N1?

Iun

Y

-

-

3

1

-

-

IIun

2

2

4

2

2

2

IIun

4

3

9

8

5

4

ниже

XIIIun

2

2

2

2

2

2

Общая гидрогеологическая обстановка

В строении вскрытой на северо-западе бассейна осадочной толщи принимает участие (сверху вниз) пять гидрогеологических (водоносных) комплекса, различающихся по водным свойствам пород, строению резервуаров и гидродинамическому режиму.

Первый водоносный комплекс составляет песчаные образования плиоцена (верхненутовский подгоризонт) мощностью до 1200 м. В северном направлении по восстанию слоев происходит сокращение мощности комплекса вплоть до полного его исчезновения на Астрахановской морской структуре. Этому комплексу соответствует гидродинамическая зона свободного водообмена и гидрохимическая зона пресных вод.

Второй комплекс слагают глинисто-песчаные нижненутовско-окобыкайские отложения (по XVI пласт). Мощность его изменяется в пределах 600-1200 м. Подземные воды этой части разреза слабосолоноватые, 1-3 г./л, в экранированных участках минерализация может возрастать до 4-5 г./л. Благодаря выдержанности глинистых разделов пластовые воды приобретают напор.

Третий комплекс представлен преимущественно глинистой толщей (до 300 м) нижнеокобыкайских пород (XVII-XIX пласты). Водообмен напорных вод комплекса затруднен, повышается их минерализация, и они становятся солоноватыми (3-10 г./л).

Четвертый водоносный комплекс сложен чередованием песчаников и глин дагинского горизонта с преобладанием песчаных разностей пород. Средняя мощность комплекса - 900 м. Подземные воды комплекса характеризуются невысокой минерализацией - 3-6 г./л, редко выше, включая краевые и подошвенные воды месторождений. Ему отвечает гидродинамическая зона замедленного водообмена.

Пятый комплекс составляют уплотненные слои глин, аргиллитов, песчаников уйнинского горизонта (до 500 м) и кремнистые породы даехуринского горизонта (до 800 м). Он характеризуется условиями весьма замедленного водообмена и развитием гидрохимической зоны слабосоленых вод (10-20 г./л). Замкнутость гидродинамической системы комплекса приводит к формированию в его резервуарах высоконапорных вод с давлениями, превышающими гидростатические.

По состоянию изученности северо-западной части бассейна осадочный разрез в целом характеризуется нормальной гидростатической и гидрохимической зональностью, то есть ростом давлений (напоров) и минерализации подземных вод с глубиной.

Перечисленные гидродинамические комплексы, за исключением первого, относятся к нефтегазоносным. Правда, в открытых месторождениях рассматриваемого района явно преобладает газовая составляющая углеводородного потенциала.

Область питания подземных вод отложений верхнего и среднего миоцена (II, III, IV водоносные комплексы) расположена вблизи рассматриваемого месторождения, в пределах Тамлевско-Музьминского выступа (см. рис. 3). До недавнего времени областью создания напоров подземных вод окобыкайских и дагинских отложений ошибочно считались их выходы на поверхность в пределах удаленной к юго-востоку (60-70 км) Гыргыланьинской возвышенности. Обширную (~250 км?) местную площадь водосбора для окобыкайских и дагинских (ранее - породы верхнелангериской свиты) пород обеспечивают их выходы на дневную поверхность в пределах выступа с отметками 60-110 м.

Питание подземных вод V комплекса возможно только в северных отрогах Восточно-Сахалинского хребта (удаление до 150 км и более), где нижнемиоценовые отложения обнажаются на отметках 200 м и более.

Приведенные напоры подземных вод II, III, IV водоносных комплексов на площадях северо-запада бассейна: Центрально-Тамлевской, Лангрыйской, Березовской, Музьминской, Узловой, Блок-Постовой, Астрахановской и др. изменяются в небольшом диапазоне, 30-60 м, с тенденцией снижения их в северном и восточном направлениях. Активность инфильтрационных вод северо-западного района наглядно проявилась при разработке Узлового газового месторождения, где уже в начальной стадии отбора продукции происходило интенсивное обводнение добычных скважин. Этот факт, как и ряд других, вызвал большие сомнения в отношении экранирующей (от разрушающего воздействия молодых инфильтрационных вод, движущихся с юго-запада на северо-восток) роли Западно-Байкальского разлома на большей части своего простирания (см. рис. 3).

Основные очаги разгрузки инфильтрационных вод рассматриваемого района сосредоточены, по всей вероятности, вдоль западного борта Байкальской синклинали, депоцентр которой расположен в акватории Сахалинского залива. Поэтому движение подземных вод в разрезе всех верхних водоносных комплексов имеет северо-восточный вектор.

Пьезометрический уклон (напорный градиент) в пределах территории составляет в среднем 2 м/км. При наличии преград, в том числе и залежей углеводородов, он может возрастать до 5 м/км и более.

По материалам сейсморазведки и глубокого бурения в районе основания сеть дизъюктивов имеет северо-восточную ориентировку. Это означает, что они зачастую могут не выполнять роль экранов перед фронтом движущихся вод метеогенного происхождения. Современный энергетический потенциал подземных вод недостаточен для создания разрушающего эффекта по отношению к скоплениям углеводородов. Но потенциал палеоинфильтрационного водонапорного режима, существовавшего в раннем плейстоцене, превышал современный, а, следовательно, в разрезе II, III и IV комплексов возникали условия вымывания с нижних отметок складок углеводородов, особенно жидких, как более подверженных вымыванию согласно раздельного гидродинамического прогнозирования. Следы вымывания нефти обнаруживались в процессе разведочного бурения на площадях: Березовская, Лангрыйская и Астрахановская.

Характеристика подземных вод месторождения

Гидрогеологическая изученность месторождения позволяет дать характеристику подземных вод основной части вскрытого бурением разреза (за исключением I и III комплексов). Обобщенная информация по месторождению отражена на сводном гидрогеологическом разрезе.

Наибольшей водообильностью на площади отличаются породы II и IV водоносных комплексов. Дебиты воды в среднем составляют 10-100 м?/сут. при коэффициентах продуктивности 20-160 м?/сут/МПа. Хотя эти данные, приведенные в таблице 3 по материалам гидродинамических исследований, представляются заниженными вследствие несовершенства опробования пласта или рыхлости коллектора. Продуктивность уйнинских отложений V комплекса значительно ниже, 3-30 м?/сут/МПа.

Соответственно II комплекс характеризуется наличием коллекторов хорошей проницаемости (0,1 мкм? и более), в IV комплексе распространены коллекторы с хорошей и средней проницаемостью (0,01-0,20 мкм?), а в V комплексе, как правило, присутствуют плохо проницаемые (0,001-0,01 мкм?) коллекторы. Хотя на месторождении Узловом III пласт уйнинского горизонта в ряде скважин отличается лучшей проницаемостью (0,03-0,04 мкм?).

Фильтрационные свойства пород законтурной области месторождения улучшаются по сравнению с показателями водообильности и проницаемости в пределах зон газоносности.

Гидродинамические условия месторождения анализировались по данным о начальных пластовых давлениях и приведенных напорах подземных вод. Представляется, что II, III и IV водоносные комплексы относятся к единой гидродинамической системе, характеризующейся инфильтрационным водообменном, степень которого определяется литологией пород и нормальными гидростатическими давлениями. Эти комплексы ограждаются от влияния пластовых вод верхних толщ глинистыми водоупорами, но промываются молодыми инфильтрационными водами в горизонтальном направлении, поэтому сложившуюся гидродинамическую систему можно расценивать как полузакрытую. Изменение напоров подземных вод в рассматриваемой части разреза, от 30 до 50 м, происходит без какой-либо закономерности. Относительно высокий напорный потенциал подземных вод инфильтрационной системы (за счет близости расположения области водосбора) выразился и в наличии на площади самоизливающихся скважин.

В плане падение приведенного напора подземных вод нутовских, окобыкайских и дагинских отложений в пределах месторождения незначительное (см. рис 3). Средний градиент напора в районе равен 2 м/км, что предопределяет практически горизонтальное положение газоводяных контактов в коллекторах. Вектор напора на месторождении может иметь различную ориентировку, как фронтальную северо-восточного направления, так и тыловую или фланговую.

Такое разнообразие в проявлении водонапорного режима на залежи II, III и IV комплексов обусловлено, главным образом, существованием в Западно-Байкальском фронтальном барьере проводящих «окон». Другими словами, одни части разреза месторождения Узловое этот региональный сбросо-сдвиг экранирует от разрушения напорными водами, а другие участки омываются с флангов или интенсивно промываются. Северо-восточное направление движения этих вод предопределяется, с одной стороны, положением областей питания и разгрузки, а с другой - совпадающим направлением плоскостей основной сети дизъюктивов на площади.

Пятый гидрогеологический комплекс образует самостоятельную гидродинамическую систему. Ее закрытость обусловлена наличием мощных глинистых толщ в этой части разреза, отдаленностью области питания, невыдержанностью по простиранию проницаемых слоев и, как следствие, сверхгидростатическими давлениями подземных вод. В целом, по бассейну, уйнинские отложения в разрезе нижнего комплекса отнесены к эксфильтрационной водонапорной системе, в которой элизионный водообмен еще не является господствующим.

Гидрохимическая зональность вскрытого на площади разреза, в общем, отражает приведенные гидродинамические условия. Выделены четыре зоны подземных вод месторождения:

А - пресных вод с минерализацией до 1 г/л

Б3 - слабосолоноватых вод с минерализацией до 3 г/л

Б10 - сильносолоноватых вод с минерализацией до 10 г./л

Б20 - соленых вод с минерализацией до 20 г./л

Зона распространения пресных вод установлена по данным ГИС и соответствует I водоносному комплексу.

В разрезе II комплекса преобладают воды с минерализацией 1-3 г./л. По преобладающим компонентам состав вод является гидрокарбонатным натриевым.

Количество сульфатов не превышает 12 мг/л. Содержание специфических компонентов крайне незначительное.

Для III и IV гидрогеологических комплексов характерно развитие сильносолоноватых вод с минерализацией 3-7 г./л. По составу эти воды не отличаются от подземных вод II комплекса. Возрастает содержание сульфатов до 35 мг/л и микрокомпонентов: йода до 4,2 мг/л, брома до 7,7 мг/л и бора до 28 мг/л.

К V комплексу приурочены соленые воды с минерализацией 10-16 г./л. Состав вод по преобладающим компонентам гидрокарбонатно-хлоридный натриевый. Отношение натрия к хлору 1,3 - 1,5. По сравнению с вышележащими комплексами резко возрастает количество специфических компонентов: йода до 96 мг/л, брома до 68 мг/л, бора до 146 мг/л.

Гидрохимической особенностью подземных вод изученных комплексов является их общий генетический тип ГНК - гидрокарбонатно-натриевый, характерный для инфильтрационных и эксфильтрационных водонапорных систем (см. рис. 4).

Сведения о физических свойствах вод месторождения отражены в таблице 3. Плотность подземных вод закономерно увеличивается от 1,0010 до 1,0100 г./см?, а вязкость вод снижается от 0,73 МПа-с в верхней части разреза до 0,28 МПа-с в низах изученной части V комплекса.

Состав растворенного в воде газа почти одинаков во всех комплексах. Основным его компонентом является метан. Количество азота не превышает 9% в подземных водах верхних комплексов. Содержание углекислоты и тяжелых углеводородов особенно увеличивается в водах нижнего комплекса, соответственно до 5,4% и 16,8%. Газонасыщенность вод значительна по всему разрезу, а в V комплексе достигает максимальных величин (газовый фактор до 6 м?/м?, Pr/Pв>1,0).

Геотермический режим месторождения в значительной степени контролируется современной динамикой подземных вод, которая привносит недрам охлаждающий эффект. Среднее значение геотермического градиента для вскрытого разреза составляет 28,5?С/км, что ниже фоновой величины для бассейна. Почти прямолинейная форма геотермы указывает на равномерное распределение умеренно-низких температур по разрезу верхних четырех комплексов. Заметное увеличение геотермического градиента наблюдается в низах изученного разреза.

Температура подземных вод месторождения возрастает от 34?С на глубине 1220 м до 101,6?С на глубине 3330 м.

Режим работы залежей газа месторождения Узловое рассматривается здесь с позиции влияния напорных вод законтурной области. Дренирование продуктивных пластов в нутовских, окобыкайских и дагинских отложениях в долгосрочном плане определяется энергией общей инфильтрационной водонапорной системы. Близость области питания инфильтрационных вод и хорошие коллекторские свойства пород II и IV комплексов предопределяют значительное влияние естественного водонапорного режима на разработку залежей в этих комплексах. Роль современных подземных вод для рассматриваемой части продуктивного разреза заключается как в позитивном подпоре залежей с юго-запада, так и в негативном (быстром) обводнении газовых скважин в случаях незащищенности залежей от прямого воздействия фронта движущихся вод.

Влияние водонапорного режима на залежи газа в уйнинских отложениях практически исключается, так как в разрезе V комплекса преобладают условия замкнутой гидродинамической системы.

Использование подземных вод месторождения в промышленных целях нереально из-за низкой концентрации микроэлементов в их составе. В то же время обращает на себя внимание аномальное содержание йода и бора в подземных водах V комплекса. Однако слабая водообильность уйнинских отложений и небольшие запасы этих кондиционных вод ставят под сомнение рентабельность добычи полезных ископаемых из подземных вод V комплекса.

Попутно добываемые на месторождении пластовые воды благодаря солевому составу могут в перспективе представлять интерес для бальнеологии.

Тепловая энергия подземных вод месторождения не конкурентоспособна в сравнении с функционирующей в районе газовой инфраструктурой.