Бібліотека Дамірджана - Геологія нафти та газу - 1960
Про геохіміюброму та йоду пластових вод Куйбишевського Поволжя
На підставі величезного фактичного матеріалу показано, що тільки обмежена кількість процесів поділяє шляхи «Геохімічної міграції хлору та брому», зазвичай вони мають спільну геохімічну історію [1, 2].
Це визначає стійкість їхнього ставлення між собою, відношення хлору до брому в більшості випадків становить 300, як для морської води [1].
Це звичайне відношення хлору до брому може бути порушено в основному: 1) морським садом солей - галогенезом; 2) розведенням природних розчинів хлору та брому водами з хлористим натрієм, засолоненням; 3) селективною сорбцією хлору та брому різними породами та тілами [3].
Органічна речовина мулів, ґрунтів та торфу сорбує бром, хлор же при цьому не накопичується, що призводить до зменшення відношення Cl/Br у порівнянні із звичайним.
Процеси, що відокремлюють йод від інших галогенів, дуже різноманітні, і хлор-йодний чи бром-йодний коефіцієнти не можуть бути асоційовані з якимось одним геохімічним процесом [2].
Встановлено пряму залежність вмісту брому у воді від зростання концентрації солей [4, 5], а також від концентрації магнію та калію [5].
Хлор-бромний коефіцієнт змінюється в дуже широких межах (від 71 до 2520) і це вже є логічним продовженням висловленого положення про незалежність вмісту брому в пластових водах від їх мінералізації, оскільки аніон хлору є майже єдиним аніоном вод.
На основі отриманого матеріалу не можна робити висновок про те, що «з рапою пов'язане утворення бром-хлоридних підземних вод» [3], по-перше, тому, що пластові води не досягли межі розчинності солей, що містяться в них, по-друге, у зміні хлор-бромногокоефіцієнта аналізованих вод спостерігалося б велике одноманітність, особливо вод девона і карбону, по-третє, ставлення кальцію до магнію в пластових водах було приблизно так само, як й у вод моря (0,4). Насправді ж це відношення для пластових вод, що розглядаються, змінюється від 1 до 5 і вище.
Отже, не можна ототожнювати пластові води Волго-Уральської області із розчинами типу pan . Пластові води - результат тривалої та складної геологічної історії осадової товщі всього регіону, історії підземного концентрування та метаморфізму морських вод. Процес підземного концентрування та метаморфізму вод є ще одним геохімічним процесом, що розділяє шляхи «геохімічної міграції хлору і брому». Він призводить до зміни хлорбромного відношення.
Ставлення кальцію до брому у водах пермських відкладень змінюється широкому інтервалі (16-51). Однак і для вод пермських відкладень залежність вмісту брому у воді від вмісту кальцію в ній залишається такою ж ясною, як і для вод девону і карбону (рис. 2).
Підземне концентрування пластових вод не можна ототожнювати з концентруванням сольових мас відкритих водойм земної поверхні, так само як і розчини, що виходять при цьому.
Води сольових озер і морів спекотних країн піддаються переважно простого концентрування в результаті випаровування води, при цьому обмінні реакції протікають відносно обмежених розмірах.
Метаморфізація вод соляних озер і морів зазвичай зупиняється на початкових стадіях і не досягає таких кінцевих стадій, які характерні для пластових вод на території платформного типу.
При тривалому підземному концентруванні пластових вод широко протікають процеси їхньої метаморфізації, пов'язані з обмінними реакціями.між рухомими елементами твердої та рідкої фаз порід водоносних горизонтів.
Обмінні реакції у поєднанні з постійним підземним концентруванням вод призводять до зростання концентрації у пластових водах кальцію та брому; ці реакції протікають за схемами:
де А, К - колоїдні міцели аніонного та катіонного характеру.
Ці реакції протікають незалежна одна від одної, але приблизно при однакових концентраціях хлористого натрію в пластових водах і, отже, паралельно.
Таким чином, шляхи геохімічної міграції кальцію та брому сходяться в процесі підземного концентрування та метаморфізму пластових вод. Очевидно, ця спільність геохімічної міграції не обмежується лише зазначеним процесом. Спільністю шляхів міграції кальцію та брому обумовлена лінійна залежність концентрації одного елемента від концентрації іншого. Цим пояснюється і зміна хлор-бромного коефіцієнта пластових вод.
Роль обмінних реакцій між катіонами у формуванні природних вод добре обгрунтована у низці робіт [8, 9, 10]. На можливу роль обмінних реакцій між аніонами у процесі формування складу природних вод не звертали уваги.
Відомо, що тонкі фракції мулових відкладень та їх органічна речовина мають підвищені поглинальні властивості по відношенню до брому та йоду. Породи, утворені з таких відкладень, мають широке поширення і є джерелом брому та йоду в пластових водах. Бром і йод надходять із порід у води головним чином результаті обмінних реакцій.
Таким чином, встановлена лінійна залежність вмісту в пластових водах території платформного типу брому та йоду від вмісту в них кальцію. Для йоду відзначено низку обмежень.
Лінійна залежність зазначених елементів один віддруга пояснюється спільністю їхньої геохімічної міграції в процесі підземного концентрування вод.
1. Виноградов А.П. Геохімія рідкісних та розсіяних хімічних елементів у ґрунтах. Вид. АН СРСР, 1950.
2. Виноградов А.П. Розсіяні хімічні елементи у підземних водах різного походження (про значення коефіцієнтів пропорційності). Тр. лабораторії гідрогеологічних проблем, т. 1, 1948р.
3. Виноградов А.П. Геохімія розсіяних елементів морської води. Усп. хім., 13, вип. 1, 1944.
4. Понізовський А.М. До питання геохімії брому Азово-Чорноморського басейну. Тр. Кримського філ. АН СРСР, 4 № 1, 1953.
5. Розен Б.Я. Про накопичення та розподіл йоду та брому в солоних озерах та нафтових (бурових) водах. Укр. хім. журн., 19, № 6, 1953.
6. 3оркін Ф. П. Визначення бром-іона в присутності великих кількостей хлор-іона, ЖПХ, 7 № 5, 1934.
7. Александров Г.П. та Левченко Т.Ф. Визначення мікрокількостей йоду та брому методом послідовного титрування. Укр. хім. журн., 18, ст. 4, 1952.
8. Щукарьов С.А. та Толмачова Т.А. Колоїдно-хімічна теорія сольових озер. ЖРФГО, LXII, ст. 4, 1930.
9. Архангельський А.Д. та Залманзон Е.С. Порівняно літологічні дослідження щодо походження підземних вод Грозненських нафтових родовищ. Бюллі. МОІП новий. сер., XXXIX, 282, 1931.
10. Тагєєва Н.В. Експериментальні дослідження з вивчення походження пластових хлоридних лужноземельно-натрієвих розсолів. Зб. «Питання вивчення підземних вод та інженерно-геологічних процесів». Вид. АН СРСР, 1955.
Мал. 1. Графік залежності вмісту брому в пластових водах від їхньої мінералізації.
Мал. 2 . Графік залежності вмісту у пластових водах брому від вмісту в них кальцію.