Первые данные по изотопному составу пластовых вод разрабатываемых нефтяных месторождений Новосибирской области

Abstract

Актуальность исследования состоит в решении вопросов изотопной геохимии подземных вод нефтегазоносных отложений крупных артезианских бассейнов. Воды нефтегазоносных отложений рассматриваемого региона практически не изучены с точки зрения распределения стабильных изотопов ([gamma]D, [gamma]18O, [gamma]13С) и изотопных отношений 87Rb/86Sr и 87Sr/86Sr. Цель: выявление особенностей генезиса подземных вод и взаимодействия в системе "вода-горная порода" с позиций изотопной геохимии. Методы. Анализ комплекса [gamma]D, [gamma]18O, [gamma]13СDIC вод и растворенного неорганического углерода (Dissolved Inorganic Carbon (DIC)) проводился в центре коллективного пользования Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН с помощью прибора Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253. Изотопные отношения 87Sr86/Sr и 87Rb/86Sr изучались на массспектрометре MI 1201T в двухленточном режиме с регистрацией на одном коллекторе. Результаты. Изучены [gamma]D, [gamma]18O, [gamma]13СDIC, 87Sr/86Sr и отношения изотопов и 87Rb/86Sr для вод разрабатываемых нефтяных месторождений Новосибирской области. Показано наличие в гидрогеологическом разрезе двух основных генетических типов подземных вод: древних инфильтрогенных и седиментогенных. Для большинства изученных вод пара [gamma]D-[gamma]18О указывает на сочетание двух определяющих факторов: исходное обеднение вод легким изотопом 16O в период "до захоронения" на величину до 4-5 ‰ в результате климатического воздействия; дальнейшее насыщение вод тяжелым изотопом 18O в ходе длительного WRI, приведшее к утяжелению изотопного состава при умеренных условиях на дополнительные 2-3 ‰. Значения [gamma]13CDIC ряда вод позволили предположить бактериальное происхождение водорастворенной углекислоты. Для вод, температура которых превышает 90 °C, наблюдается явный положительный сдвиг изотопного соотношения [gamma]13CDIC до величин, отвечающих "нормальным" значениям углеродных дельт в термальных водах: от -8 до +4 ‰ VPDB. Для исследованных подземных вод характерно низкое значение отношения 87Sr/86Sr относительно вод современного океана. Предполагается значительный вклад мантийных источников стронция, проявляющегося в разной степени для вод различных месторождений. The relevance of the research lies in solving the issues of isotope geochemistry of groundwater in oil and gas deposits of large artesian basins. The waters of oil and gas bearing sediments of the region under consideration are practically not studied from the point of view of the distribution of stable isotopes [sigma]D, [sigma]18O, [sigma]13С and isotopic ratios 87Sr86/Sr and 87Rb/86Sr. The aim of the research is to identify the features of the genesis of groundwater and the interaction in the "water-rock" system from the standpoint of isotopic geochemistry. Methods. The analysis of the complex of [sigma]D, [sigma]18O, [sigma]13СDIC of waters and dissolved inorganic carbon was carried out at the Center for Collective Use of the IGM SB RAS using the Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253. The 87Sr86/Sr и 87Rb/86Sr isotopic ratios were studied on an MI 1201T mass spectrometer in a two-tape mode with registration on one collector. Results. The authors have studied the stable isotope composition (Results. The authors have studied the stable isotope composition ([sigma]D, [sigma]18O, [sigma]13СDIC) and isotopic ratios of 87Sr86/Sr and 87Rb/86Sr of the waters of the developed oil fields of the Novosibirsk region. The hydrogeological section shows the presence of two main genetic types of groundwater: ancient infiltrogenic and sedimentogenic. For most of the studied samples, the [sigma]D-[sigma]18О indicates a combination of two determining factors: initial depletion of water in the light isotope 16O as a result of climatic impact during the period "before disposal" up to 4-5 ‰; further saturation of waters with the heavy isotope 18O during a long WRI, which led to additional 2-3 ‰ of heavier isotopic composition. The [sigma]13CDIC values for a number of samples suggested bacterial origin of dissolved inorganic carbon. There is a clear increase in the [sigma]13CDIC in waters which temperature exceeds 90 °С, to the values corresponding to the "normal" ones in thermal waters: from -8 up to +4 ‰ VPDB. The waters are characterized by low 87Sr86/Sr ratios relative to ocean waters. A significant contribution of mantle sources of strontium is assumed, which manifests itself to different degrees for the waters of various deposits.