第二章 地下流体及其基本特征(1)
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中国⽯油⼤学(华东)油⽥开发地质学考试复习知识总结油⽥开发地质学复习重点总结(⽯⼯学院40学时)第⼀章:油⽓⽥地下流体的基本特征1、名词术语(1)⽯油:是储存于地下深处岩⽯孔隙和裂缝中的、天然⽣成的、以液态烃为主的可燃性有机矿产。
(2)油⽥⽔:油、⽓⽥区域内与油⽓藏有密切联系的地下⽔,⼀般指直接与油层连通的地下⽔。
(3)天然⽓:地质条件下⽣成、运移并聚集在地下岩层中、以烃类为主的⽓体。
(4)⽯油的荧光性:⽯油及其衍⽣物(⽆论其本⾝还是溶于有机溶剂中)在紫外线的照射下,产⽣荧光的特性。
(5)⽯油的旋光性:当偏振光通过⽯油时,使偏光⾯发⽣⼀定⾓度旋转的特性。
2、原油的主要元素和化合物、组分组成(1)主要元素:碳、氢、硫、氮、氧碳、氢占绝对优势,主要以烃类形式存在,是组成⽯油的主体;氧、氮、硫主要以化合物形式存在。
(2)化合物:烃类化合物(碳、氢)、⾮烃类化合物(碳、氢、硫、氮、氧)①烃类化合物(按结构分类):烷烃(正构烷烃、异构烷烃)、环烷烃、芳⾹烃②⾮烃类化合物:含硫化合物(元素硫、硫化氢、⼆硫化物、硫醇、硫醚等)、含氮化合物(吡啶、吡咯、喹啉、钒卟啉、镍卟啉等)、含氧化合物(环烷酸、脂肪酸、酚、醛、酮等)。
(3)组分组成:根据⽯油不同化合物对有机溶剂和吸附剂具有选择性溶解和吸附性能划分。
①油质:⽯油的主要组分,淡⾊粘性液体,由烃类化合物组成;溶解性强、可溶解的有机溶剂很多,不被硅胶吸附(评价⽯油质量的标志);②胶质:胶质—粘性玻璃状半固体或固体,淡黄、褐红到⿊⾊,由芳烃和⾮烃化合物组成。
溶于⽯油醚,能被硅胶吸附;③沥青质:沥青质—脆性固体,暗褐⾊到深⿊⾊,由稠环芳烃和⾼分⼦⾮烃化合物组成。
不溶于⽯油醚,能被硅胶吸附。
注意:(1)异构烷烃中类异戊⼆烯型烷烃可能来⾃叶绿素的侧链,卟啉同系物也存在于动物⾎红素和植物叶绿素中,均可作为⽯油有机成因的标志;(2)油质主要指烷烃、环烷烃和芳⾹烃等烃类物质,胶质和沥青质指含有氮、硫、氧的⾮烃物质及不饱和的芳⾹烃。
地球流体:地球上一切可流动的物质。
水圈中的水,大气圈中的气体,赋存并活动于上地幔与下地壳中的岩浆,岩石圈中的气体与水。
地下流体:赋存并活动于地表以下岩石圈中的,特别是地壳中的流体。
油,气,水。
地下流体的分类:地壳浅层流体,地壳深层流体地震地下流体学及其主要任务:地震地下流体观测,是以捕捉地震前兆为主要目的的地下流体动态观测,自上世纪60年代开始,已成为地震监测预报的主要技术之一,经过30多年的努力,我国已建成了规模宏大的地震地下流体观测网,积累了大量的观测资料,在地震监测预报中发挥积极的作用。
地下储水空间:空隙,裂隙,溶隙饱水带:从地面向下挖井时可以看到,井的上部往往是干燥的,含水很少;向下岩土逐渐变湿,但井中仍然没有水;再向下挖,就见到井壁及井底有水渗出,井里很快出现了一个水面,这就是地下水面。
地下水面以上称做包气带,以下称做饱水带含水层:含有重力水的岩层称为含水层。
(当土壤水分超过田间持水量时,多余的水分不能被毛管所吸持,就会受重力的作用沿土壤的大孔隙向下渗透,这部分受重力支配的水称重力水)隔水层:指不允许重力水自由流动的岩层。
越流含水层:岩层能起隔水作用,但岩层中仍含有一定的水量,甚至可以透水,但透水能力极其微弱的岩土层。
含水层类型:按赋存地下水的空隙类型可分为:孔隙水层,裂隙水层,溶岩水层;断裂储水构造:断裂使岩层产生破裂,发生位移,形成破碎带,破碎带有比较发育的裂隙和孔隙,是地下水的贮存空间,断裂带两侧的未破裂的岩层是相对隔水边界,在适当的条件下,可以聚集地下水,形成断裂储水构造。
地下水的分类:按地下水的埋藏条件可将地下水划分为上层滞水、潜水、承压水。
裂隙水的特点:①裂隙水分布不均匀;②裂隙水一般形成带状循环,埋深较大;③按照构造裂隙水与下伏含水层的沟通程度可分为导水断裂、储水断裂;④大的裂隙(或断裂带)中的地下水动态变化很稳定。
承压水的特点:水具有压力;补给区、径流区、排泄区不一致;由于上部有稳定的隔水层,与大气、地表水的联系较弱;人为影响明显小于潜水,越深层的承压水,人为影响越小;承压水的动态变化明显小于潜水,动态变化较稳定;承压水的水质较好。
地下流体对地震前兆作用的综述1. 引言地震,这个大家耳熟能详的话题,真的是让人又爱又恨。
想象一下,正当你在家里看电视,突然一阵晃动袭来,简直就像是电视剧的高兴部分!可是,地震可不是电视剧,里面没什么“重启”按钮。
随着科学的发展,越来越多的研究发现,地下流体的运动和变化,竟然可能和地震的发生有着千丝万缕的关系。
今天,我们就来聊聊这地下流体和地震之间的故事。
2. 地下流体的基础知识2.1 什么是地下流体?地下流体,简单说就是藏在地底下的水、气体或者其他液体。
它们就像是大地的“隐形朋友”,有时候默默无闻,有时候却能掀起轩然大波。
这些流体的存在,不仅对我们的自然环境有影响,还可能成为地震的“预告员”。
2.2 地下流体的来源这些流体的来源可复杂了,有的来自雨水渗透,有的是地下水库的积累,还有一些是地球内部的热液。
如果把地下水比作一个“水库”,那么这些流体就像是流动的小溪,四处游荡。
有些流体在地壳深处的高压下不断移动,形成了各种复杂的水流网络,真的是一幅让人想象力爆棚的画面。
3. 地下流体与地震的关系3.1 地下流体如何影响地震这地下流体与地震的关系,可以说是“相辅相成”。
当地下流体的压力发生变化时,就像是一个气球快要爆炸前的状态,压力越大,地震的风险就越高。
流体的移动会改变地壳的应力分布,有时还会造成断层的滑动,这就是地震的“导火索”。
就像老话说的,“水能载舟,亦能覆舟”,这流体的变化,真是让人心惊胆战。
3.2 前兆现象的观察说到前兆现象,咱们就不得不提那些老早就开始“捉摸”这些变化的科学家们。
他们通过观察地下水位、气体释放、地电变化等,试图找到地震即将来临的蛛丝马迹。
这就像是“打仗之前的侦察”,只不过这个战场是地下,而敌人是突如其来的地震。
尽管研究仍在继续,但在某些地方,科学家们已经开始通过这些前兆现象,提前发出“地震预警”,希望能够帮助大家在危机来临时,保住自己的“家当”。
4. 结论总的来说,地下流体在地震前兆中扮演着一个非常重要的角色。
第二篇地下流体化学动态观测《地下流体观测》第二篇地下流体化学动态观测第一章预备知识第一节地下流体化学特性及其动态观测点一.水中组分的化学性质(一).地壳的化学成分某元素在地壳中的平均化学成分,称为该元素的丰度。
地球化学家克拉克最早提出比较完整的地壳丰度值,所以地壳丰度值又称为克拉克值。
地壳中元素丰度特征是:1.处于前三位的元素是O、 Si、 Al ;2.元素丰度随原子序数增加而减小;3.元素的克拉克值反映了地壳的平均化学成分,确定着地壳中各种地球化学背景,影响着元素地球化学过程的浓度。
如丰度值低而溶解度高的Br、I在水中的浓度总是低的,而丰度值高的K、Na在地下水中形成较高的浓度。
(二).天然水的的成分1.大气降水大气降水是海洋和陆地蒸发的水蒸汽凝结而成的,其成分主要取决于地区条件,因此其成分变化较大。
近海处的大气降水由于混入由风卷送的飞沫,成分中有Cl-、Na+,内陆可混入灰尘,细菌,以Ca2+、HCO32-为主,SO42-的含量也较高,PH值在5.5~5.7之间。
一般初降雨水中杂质较多,而长期降雨或湿润地区雨水的杂质较少。
2.河水河流是降水经地面径流汇集而成,它在发源地可能受高山冰雪补给,沿途可能与地下水相互交流,由于流域面积十分广阔,又是敞开流动水体,河水成分与地区、气候条件关系密切,而且受生物活动和人类活动影响最大。
河水广泛接触岩石、土壤,水质与地形、地质条件直接有关,不同地区矿物组成决定着河水的基本化学成分。
河水中一般均携带泥沙。
山区、林区沼泽流出的河水含有腐植质及藻质。
河水中的主要离子为:Na+、 K+、Ca2+、Mg2+、 Cl-、SO42-、HCO3-、NO-、Fe3+。
河水的总含盐量一般在100—200mg/L,不超过500mg/L,某些内陆河流可达到很高的矿化度。
世界河流平均含盐量为100mg/L ,我国为166mg/L。
一般情况下,河水化学成分有一定的稳定性,若出现异常,大多来自现代工业污染。
第二篇地下流体化学动态观测《地下流体观测》第二篇地下流体化学动态观测第一章预备知识第一节地下流体化学特性及其动态观测点一.水中组分的化学性质(一).地壳的化学成份某元素在地壳中的平均化学成份,称为该元素的丰度。
地球化学家克拉克最先提出比较完整的地壳丰度值,因此地壳丰度值又称为克拉克值。
地壳中元素丰度特点是:1.处于前三位的元素是O、 Si、 Al ;2.元素丰度随原子序数增加而减小;3.元素的克拉克值反映了地壳的平均化学成份,确信着地壳中各类地球化学背景,阻碍着元素地球化学进程的浓度。
如丰度值低而溶解度高的Br、I在水中的浓度老是低的,而丰度值高的K、Na在地下水中形成较高的浓度。
(二).天然水的的成份1.大气降水大气降水是海洋和陆地蒸发的水蒸汽凝结而成的,其成份要紧取决于地域条件,因此其成份转变较大。
近海处的大气降水由于混入由风卷送的飞沫,成份中有Cl-、Na+,内陆可混入尘埃,细菌,以Ca2+、HCO32-为主,SO42-的含量也较高,PH值在~之间。
一样初降雨水中杂质较多,而长期降雨或湿润地域雨水的杂质较少。
2.河水河流是降水经地面径流聚集而成,它在发源地可能受高山冰雪补给,沿途可能与地下水彼此交流,由于流域面积十分广漠,又是放开流动水体,河水成份与地域、气候条件关系紧密,而且受生物活动和人类活动阻碍最大。
河水普遍接触岩石、土壤,水质与地形、地质条件直接有关,不同地域矿物组成决定着河水的大体化学成份。
河水中一样均携带泥沙。
山区、林区沼泽流出的河水含有腐植质及藻质。
河水中的要紧离子为:Na+、 K+、Ca2+、Mg2+、 Cl-、SO42-、HCO3-、NO-、Fe3+。
河水的总含盐量一样在100—200mg/L,不超过500mg/L,某些内陆河流可达到很高的矿化度。
世界河流平均含盐量为100mg/L ,我国为166mg/L。
一样情形下,河水化学成份有必然的稳固性,假设显现异样,大多来自现代工业污染。
地质流体类型及其特征一地质流体地质流体(geofluid)是指在一定地质条件下、通过一定地质作用(包括构造活动、岩浆作用、变质作用、沉积作用、成矿作用、地表作用等)而形成的天然流体。
从地质流体的概念可以看出,地质流体是在一定的地质环境中地质作用的产物,因此,不同特征的地质流体记录了其形成地质环境条件,并代表了特定的地质作用事件和过程。
所以,地质流体在研究地质历史时期地质作用中都起到重要的媒介作用。
实际上,地质流体是地质作用中不可缺少的介质,它几乎参与所有的地质作用。
地质流体的成因与来源十分复杂,其运移和聚集与特定的地质构造环境条件和地质构造演化过程有着密切的联系(肖荣阁等,2001;陶于祥等,1994)。
通过研究地质流体特征,可以反演地质历史时期地质作用事件及其地质环境特征。
二地质流体分类及其特征前人从不同角度对地质流体进行了分类研究,包括根据来源、成因、成分和分布等对地质流体进行分类(J. Parnel,1994;肖荣阁等,2001;陶于祥等,1994)。
综合前人对地质流体的各种分类可以看出,主要从两个大的方面进行分析,即依据地质流体来源和天然产出特征分类和地质流体构造分类。
1. 地质流体来源和天然产出特征分类:一般地,根据流体来源和其天然产出地质特征,将地质流体分为以下几种类型:(1)大气降水:地表水蒸发再降落于地面的水,它直接参与了表层岩石的风化剥蚀、搬运及元素的分散、富集成矿等作用。
(2)海水:咸化度较高的卤水体系,聚集了自然界所有的元素;(3)成岩流体:沉积物在沉积成岩作用过程中产生的流体,包括地层水、沉积岩中有机质热演化形成的石油和天然气等。
地层水包括渗入地层的地表水和建造水及其混合水,建造水是在封闭于沉积物中的沉积水并与沉积物发生反应。
由于沉积盆地所处地理环境不同,建造水的成分类型有较大的差异。
内陆盆地环境建造水是地表大气降水集中封闭于沉积物中并经过一定的水岩反应,滨海盆地环境建造水是封闭在沉积物中的海水。