地层水矿化度系数的提出及应用

摘要：地层水矿化度是地质环境的重要标志，通常情况下，同一层系地层水的矿化度随深度的增加而增加。但由于受多种因素的控制，地层水矿化度常常出现正负异常。为了判别某地区地层水矿化度是否存在异常，该文提出了矿化度系数的概念。通过实例分析，总结了矿化度系数在油气勘探中的应用，认为矿化度系数具有一定的实用价值，利用它可以判别异常矿化度地层水的成因、研究油气运聚及保存条件和预测石油储量等。

关键词：地层水；矿化度系数；成因；油气运聚及保存；储量预测

【分类号】：P641

作为含油气盆地的三大流体（石油、天然气和地层水）之一，地层水在油气运聚过程中，始终是最积极最活跃的地质应力之一。它既是驱动油气运移的动力，又是油气运移的载体，是油气运移、聚集的参与者和“见证人”。因此，通过对现今地层水的研究，可以反映油气藏形成环境和运聚、保存条件，为油气勘探及与预测提供重要信息。本文主要从地层水矿化度的角度，来分析地层水在油气勘探中的作用。

1 存在的问题

矿化度对地层水的化学性质起着主导作用，纵横向的矿化度变化及异常矿化度对地质家解决地质问题有重要意义。一般情况下，单层地层水的矿化度随深度的增加而增加[1]。但由于受多种因素的影响，在一定深度范围内，单层地层水矿化度分布范围较广，较正常矿化度值出现正、负异常。但是，仅从数值上我们很难判断矿化度值是否存在异常，需要将深度考虑进来，这迫切需要我们找出一个衡量标准。

2 矿化度系数的提出

针对上面存在的问题，本文提出了矿化度系数的概念。

我们将相对矿化度系数（r）定义为：地层深度D处的实测地层水矿化度值（K实）和相同深度处的理论计算矿化度值（K理）之差与地层水矿化度正常的波动范围值（a）的比值。

表示为： r=（K实-K理）/a

其中：当-1≤r≤1时，地层水矿化度值为正常值；

当r

当r>时，地层水矿化度值为异常高值。

3 应用

3.1 判断异常矿化度地层水的成因

总体上来看，地层水矿化度的变化与古沉积环境、地层水的来源、构造变化、水的浓缩及水文地质的封闭有关[2-5]，但不同地区，主要控制因素也不尽相同。因此，明确异常地层水矿化度的成因对于研究油气运聚、成藏等具有重要的意义。

高邮凹陷西斜坡（崔庄、范庄、高集、南湖、东阳）及石港断裂带地区的地层水矿化度多数为负异常。综合分析矿化度的各种影响因素，我们认为这是由地面雨水的渗入、泥岩压实排水、粘土矿物的脱水作用和人为影响造成的，由于人为因素、泥岩压实排水和粘土矿物的脱水作用是普遍存在的，考虑到西斜坡地区的地质条件，我们认为地面渗入水是本地区的重要影响因素。同样，卞闵杨地区的高矿化度现象可能是由于地表蒸发作用、蒸发岩的地下溶解、隔膜过滤和断裂的发育。考虑此地区的地质条件，认为地表蒸发作用和断裂的发育是形成高矿化度的主要因素。

3.2 研究油气运聚

在古沉积环境、温度等条件相近的条件下，高矿化度本身与油气藏的形成、分布有着密切的联系，矿化度升高的方向似乎揭示了油气的运聚方向。在油气运聚过程中，作为载体的高矿化度地层水储层水（淡水）混合成为矿化度较高的地层水，并继续向前运移，直至在圈闭中聚集成藏。在此过程中高矿化度地层水的运移、聚集与油气是同时进行的，在运移方向上矿化度度系数越来越小。

在断裂发育带内，非生油岩储层的高矿化度地层水和油气，均是非原生流体。因此，沿断层垂向运移的高矿化度地层水侵入到的层位，都可能聚集油气。水侵入的层位越多，范围越大，则断裂带上形成的油藏含油层系也多，油气聚集规模也大。

3.3 判断油气保存条件

地层水矿化度高值区的形成反映为闭塞的沉积环境，古气候为半湖泊、半干旱，水外泄条件差，封闭条件极好，地层水不断浓缩的结果，同时也由于断裂活动的结果，导致高矿化度地层水通过断层发生运移[8]。因而， 尽管地层水矿化度受很多因素的影响，但它仍不失是反映油气保存条件的重要指标。大量资料表明，封闭性较好的水交替缓慢的还原环境，有机质丰度较高，地层水的矿化度也较高，是有利的油气聚集区。

3.4 预测石油储量

李春光（1994）在研究东营、惠民凹陷油田水与油气聚集关系时，将浅层水的矿化度最大值与同层位地层水的矿化度背景值的差值定义为矿化度异常值[11]。通过研究并认为，地层水的矿化度异常值与石油地质储量两者呈正相关性。本文提出的矿化度系数与李春光提出的矿化度异常值具有线性关系，因此，我们也可以用矿化度系数来预测新区石油储量。浅层水的矿化度系数越大，运移、聚集的油气也越多，此储量也就越大；相反，储量则小。

4 结论

（1）针对地层水矿化度存在正、负异常的问题，本文提出了矿化度系数的概念，已此判别地层水矿化度是否正常。

（2）结合研究区地质特征及地层水矿化度的影响因素，可以利用矿化度系数判断异常矿化度地层水的成因。

（3）高矿化度地层水的运移、聚集与油气是同时进行的，运移方向上矿化度度系数越来越小。在断裂发育带内，高矿化度地层水侵入的层位越多，范围越大，则断裂带上形成的油藏含油层系也多，油气聚集规模也大。

（4）矿化度较高的地区和层位，有机质丰度较高，是有利的油气聚集区。

（5）通过矿化度系数可以来预测新区石油储量。浅层水的矿化度系数越大，运移、聚集的油气也越多，此储量也就越大；相反，储量则小。

参考文献：

[1]陈荣书.石油及天然气地质学[M] .武汉：中国地质大学出版社，1994.

[2]关华显.苏北盆地的水化学特征与油气矿产资源关系[J] .华东石油地质， 1985，（4）：14―27.

[3]孙向阳.沉积盆地中地层水化学特征及其地质意义[J].天然气勘探与开发，2001，24（4）：49-51

[4]Hanor J S.盆地卤水化学成分的一级控制四素[J].地质科技情报，1994，13（1）：60―64

[5] 付晓泰，王振平，祝孝华.不同温度、矿化度条件下地层水的密度[J].大庆石油学院学报，1998，22（2）：6―9