[地下水化学类型分类]地下水化学类型

[地下水化学类型分类]地下水化学类型

篇一 : 地下水化学类型

地下水化学类型，指地下水化学成分的生成环境，基本特征，

及水中常量元素的阴阳离子所占毫克当量百分数大小或特殊成分含

量达到一定数量时划分的地下水类型。 指地下水化学成分的生成环境，基本特征，及水中常量元素的阴阳

离子所占毫克当量百分数大小或特殊成分含量达到一定数量时划分

的地下水类型.chemicaltypes of groundwater篇二 : 苏林水型分类 有关地下水与油气资源的五个问题一、油田水分类严格说来，

与油气的生成、运移、聚集、逸散有关的地下水，均可称之为油田水， 它是油气区地下水的一部分，并与油、气组成统一的流体系统。［)

通常所说的油田水 是指油田范围内直接与油层连通的地下水，即油

层水。成 因系 数 水的类型 Na+/Cl硫酸钠型 大陆水 重碳酸钠型 海水 深层水 氯化镁型 氯化钙型 ＞1 ＜1 ＜1 ＞1 ＜0 ＜0 ＜0

＜1 ＞1 ＞1 /SO42＜1 /Mg2+ ＜0油田水的分类必须解决的实质性问题应包括： ①油田水化学标志及其与非油田水的区别； ②不同类

型油田水的特征及区别。 1911 年美国帕斯梅尔提出第一个油田水分

类方案至今， 自 对油田水分类方案虽然作过多次修改和补充， 但基本上都是以 Na+、 Mg2+、 Ca2+和 Cl-、 SO42-、 HCO3-的含

量及其组合关系作为分类基础。在各分类方案中，以苏林分 类较为

简明，也为国内外广泛采用，因而在此着重介绍苏林分类。 为，天然水就其形成环境而言，主要是大陆水和海水两大类。大陆水含盐度

低，其化学组成具有 HCO3-＞SO42-＞Cl-，Ca2+＞Na+＜Mg2+的相互关系，且 Na+ ＞Cl-，Na+/Cl-＞1。海水的含盐度较高，其化学组

成具有 Cl-＞SO42-＞HCO3-，Na+＞Mg2+＜Ca2+，且 Cl-＞Na+，

Na+/Cl-＜1 的特点。大 陆淡水中以重碳酸钙占优势，并含有硫酸钠；

而海水中不存在硫酸钠。 根据上述认识，以 Na+/Cl-、/SO42-和/Mg2+

这三个成因系数，将 天然水划分成四个基本类型。 苏林认为，裸露的地质构造中的地下水可能属于硫酸钠型，与地表大气降水隔绝的封

闭水则多属于氯化钙型， 两者之间的过渡带为氯化镁型。 在油气田

地层剖面的上部地层水以 重碳酸钠型为主；随着埋藏加深，过渡为氯化镁型；最后成为氯化钙型。有时重碳酸钠型直 接被氯化钙型所

替代， 缺少过渡型。 油田水的水化学类型以氯化钙型为主， 重碳酸钠型次之， 硫酸钠型和氯化镁型较为罕见。 苏林分类存在的问题

在于：①把地下水的成因完全看成是地表水渗入形成的，没有考 虑

其它成因水的加入， 还有自然界经常发生的水的混合作用以及由此而产生的水中成分的多 种分异和组合； ②将本来具有成因联系作为

一个整体的大量无机组分， 简化成仅是天然水盐 类成分的分类，过于简单；③忽略了水中气体成分及微量元素等一些具有标型性质的组

分，

同时缺少作为区分油田水与非油田水的特征参数。、Ca2+、

Mg2+和Cl-、SO42-、HCO3-这6种阳、阴离子代表大量无机组成。

其含量则可用重量法、当量法和当量百分比法来表示。三种表示方法的关系如下：

毫克当量=重量数/当量值 毫克当量百分数=毫克当量数/全部阴、阳离子的毫克当量数，

为同一分析数据用三种方法表示的计算结果。

含硫化氢而贫硫酸盐是油田水的特点之一。其原因是沉积水埋

藏后早期经历的化学作用是以生物化学作用和氧化-还原作用为主，

地层水中的硫酸盐常被还原成H2S和S2-，SO42-含量明显减少，亦即硫酸盐降低。与此同时Fe3+转变为Fe2+，HCO3-和CO32-相应地

增加。 SO42-及其它氧化物被还原的程度主要取决于有机质的丰度。

H2S在地下水中的含量变化很大，其变化在每升几毫克至几千毫克之

间。所以虽然水中无或很少硫酸盐而又含有大量H2S时被认为是油

田水的标志之一，但当水中无或很少H2S而又有大量硫酸盐时，却不能断定其不是油田水，还必需结合其它条件加以综合分析。

油田水中微量元素主要有碘、溴、硼、锶等，其中碘、溴、硼、

及铵含量较高是油田水的又一特征。 油田水中的碘可能铵是原始有机质分解的产物，化学性质不稳

定，易转变为氨及其它化合物。所以铵的存在进一步表明地下为还原环境，有利于油气保存。

油田水中还可有锶、钡等元素，但并非所有油田水都有。总之，

油田水中微量元素的存在有

助于对与油气有关的沉积、成岩环境及油气保存条件的研究。

[］ 有机组成

油田水中常见的有机组分有烃类、酚和有机酸。 油层水所含的烃类有气态烃和液态烃。一般油田水中常含有溶

解的烃类气体，包括甲烷和重烃，尤其是重烃的存在往往表明与地下

油气藏有关。重烃含量的多少则与距离油气藏的远近有关。一般非油田水中常只含少量甲烷。

油层水中苯系化合物含量高，一般可达0.03-1.58mg/l，最高可

达5-6mg/l，且甲苯/苯大于1；非油层水中苯系化合物含量低，且甲

苯/苯小于1。

酚在油层水中含量也比较高，一般大于0.1mg/l，最高可达10-15mg/l，且以邻甲酚和甲酚为主；非油层水的含量低，且以苯酚

为主。图是前苏联某凝析气田的产层和非产层水中苯、酚含量分布对比图。

油田水中还常含数量不等的环烷酸、脂肪酸和氨基酸等。其中

环烷酸是石油环烷烃的衍生物，常可作为找油的重要水化学标志。环烷酸的含量与距离油藏的远近有关，越近含量越高。此外，环烷酸的

含量还与水型有关，它最容易富集在碱性的重碳酸纳型水中，而氯化钙型和氯化镁水中很少或没有环烷酸。这是因为环烷酸钠盐在水中的

溶解度大，而环烷酸钙盐在水中难于溶解。故不能认为不含环烷酸的

水就不是油田水，须结合水型分析。

所谓矿化度是指单位体积水中所含各种离子、分子和化合物的

总量，通常叫做水的总矿化度。总矿化度可用干涸残渣重量或离子总量来表示，单位为mg/l、g/l或毫克当量/升。

天然水可根据矿化度分为淡水，微咸水，咸水，盐水和卤水。

地表的河水和湖水大多是淡水，其矿化度一般为几百ppm。海水的总

矿化度较高，可达35,000ppm。与油气有关的水一般都以具有高矿化

度为特征，这是由于油田水埋藏于地下深处，长期处于停滞状态，缺乏循环交替所致。多数海相油田水总矿化度在50,000-60,000ppm以

上，最大可达642,798pp。还有科威特布尔干油田白垩纪的砂岩中水的矿化度也很高，为154,400ppm。而陆相油田水的矿化度要低得多，

一般为5,000-30,000ppm，高者达30,000-80,000ppm，最高可达

148,900ppm，均为重碳酸钠型水。 但无论海相还是陆相都存在有相对低矿化度的油田水，甚至出

现相反的情况。海相低矿化度的油田水有如美国堪萨斯州奥陶系油田水，其矿化度为5,000-35,000ppm。其它还有委内瑞拉夸仑夸尔油田

水，其矿化度最大值仅2,300ppm，平均值为1,400ppm；委内瑞拉西

部的拉斯·克鲁斯油田水，矿化度仅323ppm，实为淡水。一般认为这种反常现象与不整合存在有关。可见由于地质条件不同，油田水的矿

化度差异很大。 三、海、陆相油田水特征对比

石油、天然气只是近100多年的事情。经过不懈的理论探讨和

勘探实践，人们逐步确立和完善了系统的油气生成、聚集和油气藏形

成、分布的理论。这一理论的基础

和结论都认为，石油的生成和油气藏的形成都是在特定大地构

造单元内的海相环境 中进行的。［） 所有的产油层几乎毫无例外地

都是海相地层或与海相地层密切相关的淡水地层。 从形成油气田的生油岩、储油岩、盖层、圈闭、运移和保存条件六要素来看，所有 要

素的活动及其形成的结果——油气田，都发生在海洋环境形成的地层

之中。也包 括油气的来源为海相地层，但保存在陆相地层中的气田。 陆相气田相反！陆相含油气盆地中形成的油气藏。尽管陆相盆地的石

油地质条件相对海相盆地要复杂得多，但油气储量是丰富的。表 2-2 海、陆相石油的区别一览表内容 海相石油 芳香—中间型、石蜡— 石

油类型 环烷型为主 石蜡含量 硫含量 低 高 V、Ni 含量高，且

V/Ni 微量元素 ＞1 C 同位素δ 13C＞-27‰陆相石油 以石蜡型为

主，部分为 石蜡—环烷型 高 低 V、Ni 含量低，且 V/Ni ＜1δ 13C

＜-29‰四、如何利用油田水水化学特征找油气 其原理是深部流体通过向上渗滤和扩散等方式，使得浅层水的化学成分发生某些改 变，

尤以节理和裂隙比较发育的油气藏构造顶部为甚，通过水化学特征在

整个背景 值上出现的异常值分布，即可大致圈定地下油气藏的范围，这就是所称的水化学找 油工作。 五、如何利用现代水化学资料判断

油气运移、聚集和保存条件 大量资料说明，对油气聚集和保存最为有利的环境应是渗透水交替缓慢或停滞，即 地下水不太活动的环境。

从现代水化学特征来看，这样的地区是以 Cl-、Na+为主、 水型以

CaCl2 型为主的高矿化度水分布区。另外，在判断油气运移方向及聚

集条件 时，还可采用脱硫系数）、钠氯系数及碳 酸盐平衡系数/rCl-）

等当量离子的组合形式，一般认为，越 靠近油气聚集区，其值越小，而越往供水区方向，其值越小。