Битумоиды подстилающих солей Верхнепечорского месторождения

Верхнепечорский калиеносный бассейн расположен в пределах Верхнепечорской впадины Предуральского краевого прогиба (рис. 1). Соленосные отложения распространены на площади более 6 тыс. км2. Галогенная формация Верхнепечорского бассейна охватывает верхнюю часть иреньского горизонта кунгурского яруса нижней перми. Подстилается она карбонатными, известняковыми и терригенными отложениями верхнеартинского подьяруса и покрывается мергельными и алеврито-песчаниковыми породами уфимского яруса. В разрезе соленосные отложения разделяются на три пласта: подстилающей каменной соли, калийно-магниевых солей и покровной каменной соли. Особенности строения и состава солей рассмотрены в ряде работ* [1—4, 6]. Среднее содержание основных компонентов в подстилающей каменной соли составляет, %: KCl 0.1—1.7, NaCl 62.0—83.5, MgCl2 0.01 — 1.6, CaSO4 4.7 —9.2, H.O. 9.5—24.5 [2]. В настоящее время на территории месторождения ведутся поисково-оценочные работы, которые выпол няет ЗАО «Горно-геологическая компания «Миреко».

В данной работе приводятся первые результаты исследования битумоидов солей из пласта подстилающей каменной соли (ПдКС) Верхнепечорского месторождения, а также вмещающих отложений. Нами был изучен керновый материал скв. 15, которой был полностью вскрыт пласт подстилающей соли в интервале 299.7—478.5 м, а также вмещающие его отложения до глубины 499 м. Предварительное изучение сколов образцов солей под микроскопом показало, что в разрезе толщи ПдКС постоянно встречаются флюидные включения, содержащие углеводородную фазу в виде желтых и коричневых микрокапелек маслянистой жидкости (рис. 2). В ультрафиолетовом свете эти микрокапельки дают желтое или светло-коричневое свечение, что свидетельствует об их органической природе и присутствии в составе маслянисто-смолистых веществ. Подобные включения были обнаружены и в пласте подстилающих солей Верхнекамского месторождения [8],

* Фойгт В. П, Гладков И. П, Иванов П. И., Тарабрина В. И. Отчет о предварительной разведке Верхне-Печорского месторождения калийно-магниевых и каменных солей (разведочное и структурно-поисковое бурение). Печора, 1965. Т. 10. (Фонды Полярно-Уральского геологоразведочного обьединения).

Рис. 1. Схематическая карта Верхнепечорского калиеносного бассейна по В. П. Фойгту [2, 6]: 1 — граница распространения отложений иреньского горизонта, 2 — граница соленосных отложений, 3 — контур развития залежей и проявлений калийных солей, 4 — изопахиты соленосных отложений, м, 5 — площадь западного участка поисков калийных солей, 6 — площадь поисково-оценочных работ, выполняемых ЗАО «МИРЕКО»

Рис. 2. Включение в перекристаллизованном шпатовом галите с микрокапелькой углеводородов светло-коричневого цвета (скв. 15, обр. 9)

но там они встречаются гораздо реже и обычно приурочены к зонам замещения.

Для полного извлечения битумоида из каменной соли мы применяли жид-кость-жидкостный метод экстракции. Предварительно соль растворяли в би-дистиллированной воде, а затем проводили извлечение битумоида хлороформом. Выделение битумоидов из образцов вмещающих отложений осуществлялось экстракцией их хлороформом в аппаратах Сокслета (аналитик Н. А. При-езжева). В связи с небольшими выходами битумоидов мы ограничились выделением фракции насыщенных углеводородов, которое осуществлялось н-гекса-ном на колонке с 20 % нитрата серебра, нанесенного на силикагель, с последующим ГЖХ-анализом полученной фракции.

Анализ углеводородной фракции хлороформенного битумоида А (ХБА) был выполнен на газовом хроматографе “Кристалл-2000М”, оснащенном капиллярной колонкой (30 м х 0.32 мм х 0.25 мкм) с неподвижной фазой OV-101. При анализе использовался следующий режим программирования температуры: начальная температура составляла 100 °С, она выдерживалась в течение 1 мин, затем температура повышалась со скоростью 5 °С/мин до 290 °С. Выдержка при конечной температуре составляла 15 мин. Температура испарителя — 320 °С, детектора (ПИД) — 270 °С. Для расчета соотношения концентраций углеводородов использовались площади пиков.

Данные по выходу хлороформенного битумоида и метанонафтеновой фракции углеводородов представлены в табл. 1. В образцах из нижней и средней частей ПдКС выход ХБА низкий (от 0.002 до 0.005 %), содержание нерастворимого в воде остатка колеблется от 10 до 19 %. В обр. 8, в котором присутствуют зерна сильвина из верхней части зоны, содержание ХБАсоставило0.007 %. Количество метанонафтеновых углеводородов меняется от 50 % в верхней части пласта, до 10—30 % в нижней и средней.

Изученные нами образцы вмещающих отложений отличаются от солей содержанием битумоидов и распределением алкановых и изопреноидных углеводородов. Так, в аргиллите (обр. 17) при содержании органического углерода 1.2 % выход хлороформенного битумоида составляет0.028, в ^ХБ — 2.4 %, содержание углеводородов достигает 34, ароматических соединений — 30, смол и асфальтенов — 40 %. Среди нормальных алканов доминируют низко- и среднемолекулярные гомологи (табл. 2), что типично для ОВ, образовавшегося из водорослевой органики. Кроме того, в обр. 17 установлено высокое содержание пристана и нечетных высокомолекулярных н-алканов — коэффициент 2С 29 /(С 28 +С 2б ) равен 3.2, что обычно свойственно репродуцентам гумусовой органики. Такое распределение алкановых углеводородов характерно для органического вещества II типа при незначительном участии III типа ОВ. Величина коэффициента К и соотношение показателей Pr/Cp и Ph/C^ [9] свидетельствуют о том, что накопление органического вещества, выявленного обр. 17, проходило в мелководно-морских резковосстановительных условиях и оно имеет невысокую степень терми

Характеристика солей и битумоидов ПдКС по керну скв. 15

Таблица 1

Пласт	Образец	Литологическая характеристика образца	Интервал отбора, м	ХБА. %	УВ, %
о о сс я я =1 о С	8	Каменная соль с зернами сильвина	308.8—308.9	0.007	50.3
	И	Каменная соль шпатовая	359.0—360.1	0.003	28.3
	21	Каменная соль темно-серая	373.1—373.2	0.005	12.2
	18	Каменная соль шпатовая	377.4—377.5	0.002	18.4
	25	То же	402.6—402.7	0.002	30.0
	34	Каменная соль светло-серая	465.7^165.9	0.002	13.5
	36	То же	473.9—474.0	0.003	32.0
3 5 о 2 СО	15	Г л и нисто-ан гидрит-доломитовая порода	480.8—481.0	0.203	43.0
	17	Аргиллит темно-серый	491.6—^191.8	0.028	34.1

ческой преобразованности, не превышающую стадий ПК 3 —МК 1 .

В глинисто-ангидритовой породе (обр. 15) на долю С_орг приходится 2 %, выход ХБА (0.203 %) на порядок выше, чем в обр. 17, коэффициент в ^ХБвозрас-тает до 10 % (табл. 1). Содержание УВ достигает 43 %, выход ароматической фракции — 16.5, смол — 32 %. Среди алкановых углеводородов преобладают низкомолекулярные гомологи состава С 13 —С 17 . Исходя из этих данных, можно предположить, что битумоид данного образца является перемещенным. Наличие на хроматограмме пиков гопановых углеводородов и отсутствие нафтенового фона (рис. 3, обр. 15) свидетельствуют о том, что органическое вещество вмещающих отложений не подвергалось биодеградации.

Как было показано ранее, битумои-ды в природных солях обеднены легкими н-алканами состава С 12 —С 15 , что, вероятнее всего, объясняется процессами физической дифференциации битумоидов в соляной толще [8,10]. Образцы из нижней и средней частей пласта подстилающей соли также характеризуются низкими концентрациями низкомолекулярных н-алканов, в них преобладают н-алканы состава С 19 —С 23 (табл. 2, рис. 3, обр. 34). На хроматограммах хорошо видны два нафтеновых горба: первый, более выраженный, находится в области среднемолекулярных н-алканов; второй — в высокомолекулярной области, что может быть признаком незначительного бактериального

окисления ОВ в ходе постседиментационных процессов. Биодеградационные процессы скорее всего повлияли и на повышенные значения изопреноидных коэффициентов: K j , Pr/C₁₇ и Ph/C₁₈ >> 1. Отсутствие данных по содержанию органического углерода в «чистых» разностях солей не позволяет достоверно сказать, являются ли эти битумоиды перемещенными из глинистых прослоев в пределах пласта ПдКС или же они эпигенетичные. На наш взгляд, низкие выходы битумоидов и то, что распределение нормальных и изопреноидных алканов практически не меняется по разрезу подстилающей толщи, свидетельствуют в пользу того, что органическое вещество ПдКС является автохтонным. Однако для подтверждения этого предположения необходимо дополнительно провести исследования ОВ непосредственно из галопелитовых прослоев пласта подстилающих солей.

У обр. 8, отобранного вблизи границы калийной залежи и непосредственно перед прослоем галопелита, все вышеперечисленные показатели значительно отличаются (табл. 2). Здесь на фоне низких содержаний н-алканов низко- и среднемолекулярной массы преобладают н-алканы состава С 23 —С 31 (рис. 3, обр. 8), показатель Pr/Ph больше единицы, а значения коэффициента K j , и отношений Pr/C_n, Ph/C i8 меньше единицы. Такое распределение алкановых углеводородов обычно бывает характерно для битумоидов из пластов калийных солей [5, 7]. Органическое вещество этого образца является смешанным, в нем к небольшой доле сингенетичного ОВ водорослевого состава добавилась значительная доля аллохтонного гумусового материала.

Таким образом, геохимические показатели алкановых и изопреноидных

Время удерживания, мин

Рис. 3. Хроматограммы распределения нормальных и изопреноидных алканов в битумоидах подстилающих солей и вмещающих отложений

соединений битумоидов солей свидетельствуют о том, что в составе исходной биомассы пласта ПдКС Верхнепечорского месторождения существенную роль играли водоросли и фитопланктон. Накопление органического вещества проходило в морских мелководных условиях и восстановительной обстановке раннего диагенеза. Отличительной чертой ОВ является невысокая степень его термической преобразованности. Для выяснения источника ОВ подстилающих солей мы планируем изучить состав полициклических биомаркеров в битумоидах солей и галопелитовых прослоях ряда других скважин.

Авторы выражают признательность к. г-м. н. Л. А. Анищенко и д. г.-м. н. Д. А. Бушневу за консультации и замечания при подготовке статьи.

Работа выполнена при поддержке Программы интеграционных фундаментальных исследований № 12-И-5-2026 «Минеральные, флюидные и

	Геохимические показатели нормальных и изопреноидных алканов							Таблица 2
Образец	Содержание н-алканов, % C13-C18  С19-С24  С25-С35			Pr/Ph	Рг/С|7	Ph/Cl8	к,*	^изопрен/ ^н-алканов
8	4.6	26.1	69.3	1.25	1.01	0.6	0.78	0.03
И	9.9	70.5	19.6	0.21	1.61	5.40	3.85	0.30
21	18.3	68.0	13.7	0.37	1.92	3.12	2.67	0.48
18	27.6	62.8	9.6	0.39	1.40	2.48	2.04	0.51
25	16.3	60.4	23.3	0.25	1.84	5.16	3.79	0.38
34	24.6	68.6	6.8	0.40	1.50	2.62	2.16	0.53
36	27.2	59.4	13.5	0.62	1.14	1.81	1.48	0.33
15	73.0	19.5	7.5	0.45	0.65	2.21	1.27	0.47
17	49.5	37.5	13.0	1.87	3.83	3.25	3.61	1.24
Примечание. Kj =Pr+Ph/Ci7+C			18

органические включения в природных солях: генезис, индикаторное и поисковое значение, технологические проблемы, практическое использование».