凹陷内的水文地球化学特征

Question

如题所述

Answer 1

由第三章可知，我国含油气盆地内地下水，尤其是油田水(包括海相和陆相)的化学组成比较复杂，独具风貌，但在盆地水文地质总特征的格架下，不同凹陷有一定的差异。前已述及，沉积凹陷是含油气盆地内的油源区，循环其中的地下水经历了油气生成、运移、聚集的全过程，油气成藏后，如果没有构造变动，地下水处于动平衡状态。由于受诸多因素(地质条件，地温环境及油气演化程度等)的严格控制，水化学成分朝着一定的方向发展，致使各凹陷之间的水化学组成与性质有一定的区别。

1.下辽河坳陷

该凹陷是一个三面环山一面靠海的汇水盆地，地下水的补给来源充沛，水资源丰富。沙河街组油田水矿化度在较低的总体背景下，各凹陷有明显的分异现象(表5-14)，主要离子组合及其绝对含量、rSO₄/rCl和rNa/rCl比值等都有一定区别。从表5-15不难看出，凹陷明显控制着油田水的性质和分布。

表5-14 不同凹陷矿化度分布

表5-15 下辽河坳陷不同凹陷水化学成分

值得提及的是，近临凹陷的油田水矿化度增高，原油性质较好(密度低，黏度小)以原生型普通原油为主，天然气中重烃含量增加，而远离凹陷的油田水矿化度降低，原油性质差，以次生型的稠油为主，天然气中以甲烷为主。油田水矿化度这种随距沉积凹陷远近而变化的特点，进一步说明油田水化学成分与性质受凹陷的控制。

本区矿化度含量与埋藏深度呈良好的线性关系，即随着埋藏深度的增加而增高(表5-16)，但各凹陷梯度值有一定区别。

表5-16 随深度增加矿化度平均含量变化表 单位：g/L

2.黄骅坳陷

由于沉积环境的差异(主要是物源不同)，古近系沉积可分为北部、中部和南部三个凹陷区。各区凹陷内的水化学成分差别很明显，北部南堡凹陷的油田水以淡化类为主，矿化度变化范围多在4～8g/L 之间，属于苏林分类的 NaHCO₃型水，离子组合为Cl^-·

—Na⁺或

·Cl^-—Na⁺；中部凹陷的油田水趋向咸化类，矿化度变化范围值多在10～18g/L之间，也属于NaHCO₃型水，离子组合在Cl^-·

—Na⁺的基础上，出现Cl^-—Na⁺组合；南部凹陷的油田水以咸化类为主，个别达到盐化类型，矿化度变化范围值为19～30g/L，最高超过50g/L，水型变为CaCl₂型，离子组合以Cl^-—Na⁺为主，见有Cl^-—Na⁺·Ca²⁺组合。图5-40概括了本区各凹陷油田水化学成分差异的平面变化特征。

图5-40 黄骅坳陷沙三段油田水化学类型图

(据高锡兴，1994)

1—断层；2—凸起；3—海岸线；4—矿化度等值线(1g/L)

表-17所例是本区主要沉积凹陷(生油中心)含水岩系油田水化学成分的区别及其对比。

表5-17 黄骅坳陷各凹陷油田水化学成分对比表 单位：g/L

(据高锡兴，1994)

3.四川盆地

该盆地中、下三叠统为浅海相碳酸盐岩油田水，从水文地质角度讲，海相油田水化学成分，因受盆地次一级构造单元——副自流水盆地的控制，在平面上也具有分区的特点，形成各自相对独立的水动力系统和水化学环境。

以须家河组地下水为例，在川中地区矿化度最高，变化范围在204～296g/L，rNa/rCl比值为0.65～0.77；川西地区矿化度变化范围是42～189g/L，rNa/rCl比值增大为0.76～0.92；川南泸州、合江一带自成一个独立的副自流水盆地，矿化度的变化范围较大，为29～119g/L，rNa/rCl比值为0.76～0.91；川东地区被分割为许多小向斜型自流水盆地，矿化度在60g/L左右，rNa/rCl比值接近海水均值在0.87 左右。上述地区须家河组地下水基本上为CaCl₂型，个别为NaHCO₃型水。

4.江汉盆地

该盆地受北西向基岩凸起及北东向断裂制约，形成“五凸”“七凹”的次一级构造单元。其中潜江凹陷自上白垩统到渐新统为含盐沉积，以始新统的潜江组合盐最丰富，该组又是本区的主力生油层。水化学成分的基本特点是：矿化度高，一般超过300g/L，最高达400g/L，其盐度超过饱和卤水；普遍含有

，最高达36.80g/L(表5-18)，在阴离子中跃居第二位，呈现

；Ca²⁺、Mg²⁺含量较低，Na⁺+K⁺占绝对优势(占96%以上)，阳离子顺序为Na⁺＞Ca²⁺＞Mg²⁺；离子组合以 Cl^-—Na⁺和 Cl^-·

—Na⁺为主；Na₂SO₄型水占有较大的比例，次为CaCl₂和NaHCO₃型水；rNa/rCl比值变化范围很大；富含多种可利用的微量元素，有的已超过开采品位。油田水化学成分在平面上展布具有凹陷中心高、向四周逐步降低的特点。

表5-18 潜江凹陷油田水中硫酸盐的含量(均值)单位：g/L

与潜江凹陷—凸(丫角新沟)之隔的江陵凹陷，油田水在矿化度较高、向浓缩变质方向发展的盆地总背景上，两个凹陷的水化学成分有较大的差别(表5-19)。

表5-19 潜江与江陵凹陷油田水化学成分对比

(据江汉油田，1970)

5.准噶尔盆地

该盆地从二叠系到第三系发育了三套生储盖组合，已发现的十多个油田，主要分布在生油凹陷的边缘，近年来，在凹陷腹地的钻井中，获得工业油流。

盆地南缘山前坳陷的油田水，主要赋存于渐新统、中新统和上新统中，统属于古近系含水岩系。水化学成分趋向于咸化方向，矿化度变化范围值比较宽，在6～23g/L之间，最高值可达37～42g/L，平均值在15g/L 左右；水的类型混杂多变，见有 Na₂SO₄，NaHCO₃和CaCl₂型，主要离子组合为Cl^-·

—Na⁺；含有一定量的H₂S。主要离子含量与矿化度由南向北增高，揭示了地下水从南部边缘山区获得补给向内部(北)流动的特点。

该凹陷内水化学特征与盆地内其他次一级构造单元的水化学成分有明显的差异，除同含水岩系时代有关外，还与断层发育、泥火山活动有关。

准噶尔盆地其他沉积或生油中心的水化学成分各有特点，就是同一地质时代的含水岩系，在不同油田或凹陷内水化学成分有着不同的演变方向，从表5-20的对比资料看出：克拉玛依油田下侏罗统八道湾组水化学成分趋向淡水方向，而北三台油田同时代的水化成分主要向咸化方向发展，显然，它们不是同一个水文地质环境下的产物。

表5-20 下侏罗统八道湾组(J₁b)水化学成分对比

续表

类似与上述凹陷或次一级构造单元控制油田水化学成分演变方向的情况，在其他含油气盆地中屡见不鲜(表5-21)。

表5-21 同一盆地不同凹陷矿化度的变化

综合上述，含油气盆地次一级构造内的油田水化学成分，在保持盆地水化学成分总特征的基础上，都显示了自身固有的风格及发展方向，尤其是生油凹陷是控制油田水化学成分演变的基本地质单元，不同凹陷水化学成分的个性异常突出。