Классификация природных вод В.А. Сулина [1] по типам

Тип воды Соотношение ионов*
Сульфатно-натриевый > 1 < 1 < 0
Гидрокарбонатно-натриевый > 1 > 1 < 0
Хлоридно-магниевый < 1 < 0 < 1
Хлоридно-кальциевый < 1 > 0 > 1

*Знак «r» перед ионом означает, что содержание иона выражено в эквивалентной форме.

В свою очередь, каждый тип делится по преобладанию аниона на три группы вод: гидрокарбонатные, сульфатные и хлоридные, а каждая группа включает три подгруппы по преобладанию катиона: натриевые, магниевые и кальциевые.

Наиболее распространенными среди вод нефтяных месторождений являются гидрокарбонатно-натриевые и, особенно, хлоридно-кальциевые воды. Состав пластовых вод некоторых нефтяных месторождений нашей страны представлен в табл. 3.

Хлоридно-кальциевые воды характеризуются высокой минерализацией, плотность вод колеблется в широких пределах и достигает 1,2 г/см. В хлоридно-кальциевых водах содержится значительное количество ионов Na+, Cl, меньше ионов Ca2+ и Mg2+ и ещё меньше CO32–, HCO3. Воды отдельных месторождений могут содержать большое количество железа (до 300 мг/л).

Гидрокарбонатно-натриевые воды отличаются меньшей минерализацией, плотность редко превышает 1,07 г/см3. Основными компонентами гидрокарбонатно-натриевых вод являются ионы Na+, Cl. Отличительной особенностью этих вод является незначительное содержание ионов Ca2+. Данные о химическом составе подземных вод лежат в основе гидрогеохимических методов поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений. Прямыми показателями нефтегазоносности является наличие в подземных водах нафтеновых кислот, бензола, фенолов и газов, насыщенных этаном, пропаном, бутаном. Косвенными показателями являются высокая минерализация; низкое содержание сульфат-ионов или полное его отсутствие; наличие хлоридов кальция или гидрокарбоната натрия, высокое содержание иода, брома, бора, иона аммония; повышенная радиоактивность; высокая насыщенность азотом биохимического происхождения и повышенное содержание гелия и диоксида углерода.

Низкое содержание сульфат-иона или полное отсутствие его в водах нефтяных месторождений объясняется тем, что присутствие органического углерода создает восстановительные условия в пласте. В результате этого сульфаты восстанавливаются по уравнению

MeSO4 + 2C + H2O = MeCO3 + CO2 + H2S

Из приведенной реакции следует, что органическое вещество окисляется и превращается в СО2, а сульфаты исчезают из вод, превращаясь в сероводород. Процессу восстановления сульфатов (десульфатации) способствуют бактерии-десульфатизаторы, живущие в нефти. Эти бактерии используют кислород сульфатов для дыхания, а углеводороды служат им источником питания.


Таблица 3

Химический состав и тип пластовых вод некоторых нефтяных месторождений [1]

 

Месторождение (нефтяной район) Плотность, г/см3 Общее содержание солей, г/л Химический состав, мг/л Тип вод
Cl SO42– HCO3 Ca2+ Mg2+ Na+, K+ Fe2+, Fe3+
Усть- Балыкское (Западная Сибирь) 1,01–1,015 16–20 3,7 1,2 гидрокарбонатно- натриевый
Ромашкинское (Татарстан) 1,1–1,15 160–170 70000–80000 130–200 40–140 8000– 10000 1800–2500 32000–35000 50–70 хлоридно- кальциевый
Арланское (Башкортостан) 1,15–1,17 200–225 60–65 5500– 6000 3400–3800 9000–10000 хлоридно- кальциевый

 

 
 

СТОЧНЫЕ ВОДЫ

Сточной водой называется использованная на производственные или бытовые нужды вода, получившая загрязнения, которые изменили её состав и свойства. К сточным относят также воды, образующиеся в результате выпадения атмосферных осадков в пределах населенных пунктов и промышленных предприятий.

Составы сточных вод отличаются большим разнообразием и зависят от происхождения. Наибольшее количество примесей имеют воды химической, целлюлозно-бумажной, горно-металлургической, нефте- и углеперерабатывающей промышленности.

Производственные сточные воды загрязнены главным образом отходами производства. Это могут быть кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты, различные органические соединения, в том числе ядовитые (токсичные), опасные для живой природы. В зависимости от значения рН сточные воды имеют щелочной, кислый или нейтральный характер среды. Примеси могут находиться в грубодисперсном, коллоидном и истинно-растворенном состоянии.

Сточной водой на нефтяном месторождении является смесь пластовой воды с пресной водой, добавляемой в нефть в процессе её обессоливания и обезвоживания, и ливневыми водами. Содержание пластовых вод в нефтепромысловых сточных водах составляет 80-85%. Сточные воды нефтяных месторождений характеризуются высоким содержанием механических примесей (до 3000 мг/л и нефти (до 5000 мг/л). Нефть в этих водах находится преимущественно в эмульгированном состоянии.

По всем месторождениям нашей страны объём нефтепромысловых сточных вод превышает 750 млн м3 в год.