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张兆虹
(东北石油大学科研处 黑龙江大庆 163318)
摘 要:油田地下水与油气共存于同一地质环境,具有不同于一般地下水的特征.本文从油田地下水的地化特征、分类方法、形成过程与影响因素和分析方法等方面论述了油田地下水的特征.结果表明:由于受到油田特有沉积环境影响,油田地下水通常在矿化度、离子分异和D函数上表现出明显特征,对油田地下水的分析应针对其特征选用合适的方法.本文对油田地下水的研究分析具有一定指导作用.
关键词:油田地下水 地化特征 分类 影响因素 分析方法
中图分类号:TE133+.2 文献标志码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(c)-0076-01
油田地下水与油气生成、运移、聚集和保存的关系非常密切,它们共存于同一地质沉积环境并相互接触和交换,地下水的地球化学特反映了油气形成的整个过程[1~5].本文从油田地下水的地化特征角度阐述其分类、形成与影响因素及分析方法.有助于认识油气生成和分布规律、确定有利储层,进一步加深对水驱油规律认识,更有效地为油田开发服务.
1.地化特征
油田地下水无机组分特征类似深层地下水水性特征,表现为矿化度、离子分异和D函数等方面.
1.1 矿化度
油田地下水较一般地下水矿化度为高,海相油田地下水矿化度稍高于陆相油田,但后者变化幅度比前者略大.
油田水矿化度变化规律为:
(1)水交替缓慢、封闭性好的还原环境下矿化度较高,且矿化度由周围向中心呈增高趋势,
(2)水交替良好且有渗入水补给地区,矿化度明显降低,矿化度高低与埋深成正比.油田水比一般地下水矿化度高是由原始沉积水在相对封闭环境中经受的深部高温蒸发浓缩作用造成的.
1.2 离子分异
海相和陆相油田水在离子组分方面离子分异现象表现既有相同之处也存在差异.其同样表现为Cl-和Na+占优势,差异在于陆相油田水富集HCO3-,而海相油田水Ca2+和Mg2+相对富集.SO42-在两种油田水中含量都较少,但陆相中比海相中稍多,且变化较大.
1.3 D函数
佩尔托用D函数用以反映阳离子或阴离子之间的比率关系,D函数值小表示某个组分占优势,如大庆油田阳离子D函数值为2.78,其中Na+占绝对优势.D函数值大表示各组分的比率之间相差较小.D函数值小通常是油田水的特征,反之则为非油田水的特征.研究表明:在天然水系中,阳离子的D函数值一般随矿化度的增加而降低,地表水中,淡水湖和河水>,咸水湖和海水,在地下水中,潜水>,中深层地下水>,油田水.油田水D函数特征的形成,主要是由于油田水离子分异现象所造成的.
2.分类
油田地层水多采用水中所溶解的无机矿物离子成分的含量或比率进行分类,包括帕勒梅尔、苏林、肖勒及国内的刘氏分类法等.
2.1 帕勒梅尔分类法
帕勒梅尔把将阴离子分为强酸性和弱酸性两类,把阳离子分为强基性、弱基性和极弱基性3类,然后按化学亲和力的顺序排列阴阳离子反应的组合,并分析阴阳离子组合之间的关系.将天然水划分为5类,分别为:(1)与油田相关的水,(2)过渡型水,(3)一般沉积岩地区的水,(4)海水或干旱地区的潜水,(5)沼泽或金属矿床水.帕勒梅尔分类法忽略了离子的浓度.
2.2 苏林分类法
苏林分类法是在帕勒梅尔分类法的基础上提出的,通过此方法可将天然水划分为不同水型、水组、水亚组和水类、水亚类.分为4种类型:大陆环境水包括Na2SO4和NaHCO3型水,海洋环境水包括MgCl2型水和代表深部环境的CaCl2型水.通过水中Cl-和Na+的摩尔比作为区分标准.根据水中占优势的阴离子,每个水型又可划分出重碳酸盐水组、硫酸盐水组和氯化物水组等3个水组,根据水组中占优势的阳离子又可划分为钠、镁、钙3个水亚组.CaCl2型和Na2CO3型水在含油气区被广泛发现,苏林确定出烃类聚集与水型的最通常的关系序列为:CaCl2>,Na2CO3>,MgCl2>,Na2SO4.
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2.3 肖勒分类法
根据溶解组分并按照氯化物、硫酸盐、重碳酸盐、碱交替系数、阴离子与阳离子关系的顺序将油田水进行分类.分类步骤为:(1)以水中溶解的氯化物含量为基础将水划分为6种主要水型,(2)根据硫酸盐的浓度划分为4个水组,(3)根据重碳酸盐加碳酸盐离子的含量划分为3个水类,(4)碱交替系数表明水中离子与粘土中离子的交替情况.
2.4 刘氏分类法
刘氏分类法将与油气有成因联系的组分作为油田水分类的主要组分,该方法分类原则包括3个方面:(1)可溶气态烃是划分水类的依据,(2)水中主要离子和盐分是划分水型的依据,(3)矿化度是划分水组的依据.各种类型水在我国由南向北呈现了规律性的变化,南部主要为高烃类盐化组,中部主要为中烃类咸化组,而北部主要为低烃类淡化组.
3.形成与影响因素
由于与周围介质接触经历地球化学作用改变或形成不同化学组分,油田地下水形成的影响因素包括:溶解、溶滤、阳离子交替吸附、扩散和浓缩、混合以及生物地球化学等作用.地下水的来源不同,其组分含量不同,反映不同的生成过程和环境.
4.分析方法
油田地下水分析的主要方法分为实验室化学分析法和水样数据数学统计法2大类.前者包括以有机或无机组分含量分析法、压力卡片法以及回收水量法等,此类方法主要的依据是实验室化学工艺法.后者主要包括聚类分析法、D函数法等数学和统计类方法,此类方法需要采用大量水样数据,分析并提取样品数据当中的抽象的数学规律.两种方法各有其优缺点,前者注重地层水的化学特征,但是不易显示出特征中蕴藏的规律性,识别程度不高,后者虽然具有较为精确的数学解释结论,但过于抽象容易失去与地质演化过程的物质的联系.
5.结语
油田地下水研究对分析油气藏形成、分布规律具有重要意义.不同地质历史、环境的沉积盆地中油田水与油气藏关系密切,在目前油田地下水研究的基础上,应该进一步深化分类,依据先进技术确立更准确的分析方法,加强对水动力学方面的研究并与地化特征相结合,在上述基础上建立更符合实际情况的物理数学模型,满足油田勘探开发的需要.
参考文献
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地下水引用文献:
[1] 地下水论文范文 地下水硕士论文范文2万字
[2] 地下水论文范文 关于地下水相关硕士学位毕业论文范文8000字
[3] 地下水论文范文 地下水有关论文写作资料范文2万字