地层水化学性质

地层水是地层中最常见的流体，其与石油关系非常密切，石油的运移、聚集等作用过程，都是在水环境中进行的，与水息息相关。 不同的地层水特征，可以反映沉积环境和保存环境，甚至在长期与石油共存的环境中，地层水自身的地球化学特征也会发生有规律的变化。 因此，研究地层水的特征就显得非常重要了。 本次研究主要从离子特征、地层水化学指标两个方面，对定边地区长9油层组地层水特征进行详细的研究。

地层水的水化学组分及其特征反映了地下水与围岩、与油气等有机物质，在漫长的地质历史时期内相互作用的结果，分析其化学性质结合水化学场的分布规律，可以佐证油气的成因及其运聚规律。 地层水测试结果显示，受沉积环境、形成原因及其化学性质等因素的影响，油层地层水在化学组成上主要以Cl-、SO42-、和Na＋＋K＋、Ca2＋离子为主，其次为Mg2＋、CO32-、HCO3-离子，其中：

（1）氯离子：由于氯盐来源广泛（沉积水、沉积岩盐中氯化物的溶解以及岩浆岩-火山岩中含氯化物的风化淋滤等）、溶解度大、性质稳定且不易被吸附，因此是地下水中含量最大的离子类型之一。 通常情况下，氯离子含量与地层水矿化度的变化呈正相关关系。

（2）硫酸根离子：硫酸盐的溶解作用导致了地层水中硫酸根离子含量的增加，其含量一般小于氯离子。 由于脱硫作用的发生，硫酸根离子含量将会明显减小。 同时，当地层水中的钙、锶、钡离子含量较高时，硫酸根离子的含量也会相应减小。

（3）重碳酸根离子：主要来源于碳酸盐岩的溶解和淋滤作用，其含量取决于它与CO2含量之间的平衡关系。当地层水中重碳酸氢钙和重碳酸氢镁（溶解度较大）含量较多时，重碳酸根离子含量较大。 同时，在低矿化度条件下，重碳酸根离子含量相对较多。

（4）钠离子：主要来源于沉积水的埋藏、沉积岩中钠盐的溶解以及岩浆岩和变质岩中含钠矿物的风化淋滤。

（5）钾离子：主要来源于含钾盐类的溶解、岩浆岩和变质岩的风化淋滤，通常出现在高矿化度地层水中。 由于钾离子在地层水活动中大量参与次生矿物的形成作用，而这些次生矿物通常又难溶于水，因此地层水中的钾离子含量远比钠离子少。 又由于钾离子与钠离子具有相近的化学性质，地层水中残留的钾离子分布与钠离子具有相似的特点，即通常出现在高矿化度的地层水中。

（6）钙离子和镁离子：主要来源于碳酸盐岩、膏盐类沉积物的溶解以及岩浆岩、变质岩的风化淋滤，其含量变化与矿化度变化呈正相关关系。

统计表明，定边地区长9地层水型主要为Ca Cl2型，占分析样品总数90％左右，含少量的Na2SO4、Mg Cl2和Na HCO3型。长9地层水平均矿化度大部分小于40g／L，平均为30.24g／L，反映了各油层流体均处于相对封闭的环境体系中，油藏保存条件相对较好。

分析各水型总矿化度值、p H值的变化关系，表现出很好的规律性，在定边的中部区块总矿化度最高，表现出汇水区的特征；而位于三角洲平原的东北部和西北部总矿化度较低，表现出水上沉积特征；东北部水型p H值较高，接近7.0，可能是由于该区块方解石和铁方解石含量较高。

分区统计显示，地层水矿化度具有很好的分区性，高值区分布在定边中部波罗池 定边 王盘山一带，矿化度值普遍大于40g／L，高值区东西两侧均为低值区。

进一步研究表明，矿化度的分区性与沉积体系和沉积相的分区性具有较好的一致性，矿化度较高的地区基本上分布在三角洲前缘亚相及其边缘部位（表4-1，图4-13）。

表4-1 定边地区长9水型特征分区统计表

图4-13 定边地区长91地层水矿化度等值线图