油田水化学成分分类现状

油田水化学成分分类，是揭示油田水分布与演变的重要方面，高度概括了水化学成分特征及其与油气的关系，是含油气评价的主要水文地质参数。由于油田水所处地质环境和与其伴生的油气组分的复杂性，其化学成分变化甚大。尽管1911年帕勒梅尔就提出油田水分类方案，在九十余年的历程中，许多学者从不同的角度提出了多种分类方法，但至今仍未取得统一认识。当今，我国生产、科研和教学单位主要沿用BA苏林分类，世界上石油生产国也多采用苏林分类。然而，国内、外学者(包括地球化学、石油地质、水文地质等)对油田水化学成分分类，一致表现出极大兴起。现就主要分类方案的基本观点和方法介绍如下：

(一)帕勒梅尔(CPalmer)分类法

该分类的基础是按水中各离子的相对含量(毫克当量百分数)大小进行的。

首先按化学性质近似程度，将阳离子分为3组、阴离子分为2组，即：

a强基(碱)性：Na+，K+， ；

e弱基(碱)性：Ca2+，Mg2+；

m极弱基(碱)性：Fe3+，Al3+，Mn2+；

S强酸性：Cl-， ， ；

A弱酸性： ， 。

对比水中S、a、e三者之间的大小，将水分为5类，即：

Ⅰ类，S＜a主要是与油田水有关的软性碱水；

Ⅱ类，S=a过渡型，少见；

Ⅲ类，S＞a或S＜a+e与沉积岩有关的硬水；

Ⅳ类，S=a+e成分与海水及干旱区的潜水相似；

Ⅴ类，S＞a+e金属矿区的酸性水。

上述五组离子按化合能力大小顺序，化合生成不同的盐类(表1-13)。按离子亲和力大小，强酸首先与强碱化合，生成第一盐性(S1)；剩下的强酸与弱碱化合，生成第二盐性(S2)，如果水中还有剩余的强酸，则还要与极弱碱进行化合，生成第三盐性(S3)。当强碱与强酸形成第一盐性后，多余的强碱就与弱酸化合，形成第一碱性(A1)；依此类推，形成第二、第三碱性(A2，A3)。

将S1，S2，S3，A1，A2，A3称为帕勒梅尔系数。

表1-13 帕勒梅尔水性分类表

帕勒梅尔分类反映了水中盐、碱特征，在一定程度上反映了地下水的地质环境。但该分类标准不严谨，造成同一类型水矿化度和组分含量差异很大，并出现化学性质不同的组划分一类的现象(如氯化物和硫酸盐)。

(二)苏林(В·А·Сулин)分类法

苏林在对比和分析了现代大陆水和海水化学成分特性的基础上，继承了帕勒梅尔分类中特性系数和离子等当量化合的长处，于1946年提出了他的分类。认为水中典型盐类和特有组分的出现，可以反映水所形成的环境，并称之为成因分类。分为水型、水组和水亚组、水类和水亚类三级，具体分类方法如下。

1水型

根据水中Cl-、 、 、Na+、Mg2+、Ca2+六个离子的当量比例化合生成的盐类，分别命名为硫酸钠(Na2SO4)型、重碳酸钠(NaHCO3)型、氯化镁(MgCl2)型及氯化钙(CaCl2)型四种水型。

按化学亲和力的大小，各离子之间按图1-29的化合顺序进行化合。Cl-与Na+首先化合，当rNa＞rCl时，多余的Na+就会先与 后同 化合，可能出现Na2SO4型水或NaHCO3型水(结合rNa—rCl/rSO4判定水型，小于1为Na2SO4型水，大于1为NaHCO3型水)。如果rNa＜rCl，则多余的Cl-就先与Mg2+后同Ca2+化合，可能出现MgCl2型水和CaCl2型水(结合rNa—rCl/rMg判定水型，小于1为MgCl2型水，大于1为CaCl2型水)。

图1-29 离子化合顺序图

苏林指出，用来命名的上述四种盐分，只能说明水成分在其形成过程中，趋向于某一种盐类，而不能理解为一定是主要成分。水型与环境的联系是：Na2SO4和NaHCO3型水存在和形成的大陆环境；MgCl2存在和形成的海洋环境；CaCl2存在和形成的深成环境。

2水组和亚组

按阴离子和阳离子的毫克当量或毫克当量百分数的大小，分别划分为氯化物水组、硫酸盐水组、重碳酸盐水组和钠水亚组、镁水亚组、钙水亚组。

3水类和亚类

按帕勒梅尔特性系数值递减的顺序划分水类和亚类。百分当量最高者为水类，其次为亚类(只选3个)，如某水中S1为45%，A1为15%，A2为30%，A3为10%，则水类定名为S1，水亚类定名为S1A2A1。

苏林将图1-30称为水成因图解，用来表示水的形成与相互关系。

苏林分类从化学的观点(离子等当量化合)出发，结合水形成的地理环境进行水的分类，是最大的优点。他关于水型的划分、水化学成分的形成与变化、利用水化学成分评价含油气性等方面的见解，具有一定的理论意义和应用价值，在油田水领域影响颇大。

但苏林分类法缺点也很明显，其一，水型与成因的联系过于绝对化，天然水化学成分极其复杂，受环境因素的影响较大，水型只能是在某种程度上反映了所形成的环境，如Na2SO4型水，可以在大陆环境下形成，也可以在含硫酸盐矿物(如芒硝等)的深部地层中形成。CaCl2型水也不完全是深成环境下的产物，在地表水或与油气无关的浅层地下水中也有分布。其二，rNa/rCl是苏林分类的基础，用大于1或小于1来划分大陆环境和海洋(深成)环境，人为因素甚重，理论根据不足，也与自然界客观事实不符(如现代海水rNa/rCl为085)。在我国陆相和海相生油并存及复杂的地质-水文地质条件下，该分类的缺点尤为突出。

图1-30 天然水成因图解

(据苏林，1946，简化)

(三)奇巴塔雷夫(IChebotarev)分类法

1955年澳大利亚地球化学家奇巴塔雷夫，以大气降水可以改变大多数地下水化学成分为前提，根据水中溶解的重碳酸、硫酸盐和氯化物将天然水分成三大组，又按阴离子的百分当量大小，划分水的成因类型(表1-14)。

该分类根据阴离子排序，可为研究区域水文地质条件，尤其是水动力特征提供有效信息，但不考虑矿化度和阳离子，不符合一般的水文地质研究途径，难以区分油田水和非油田水，实用意义和价值受到限制，用途不广。

(四)绍勒尔(HScheller)分类法

1955年法国地球化学家绍勒尔根据水中溶解组分，按下列先后顺序进行分类(以毫克当量/升表示)：

1先以氯化物(以Cl-表示)含量将水分成六类

极高氯水型，Cl-＞700；

海洋氯水型，Cl-420～700；

高氯水型，Cl-140～420；

中等氯水型，Cl-40～140；

低氯水型，Cl-10～40；

正常氯水型，Cl-＜10。

2根据硫酸盐(以 表示)含量将水分为四个亚类

极高硫酸盐水组， ＞58

高硫酸盐水组， 24～58；

表1-14 奇巴塔雷夫地下水的地球化学分类

中等硫酸盐水组， 6～24；

正常硫酸盐水组， ＜6。

3按碳酸盐平衡系数 分为三个附加水类

高重碳酸盐水类，碳酸盐平衡系数＞7；

正常重碳酸盐水类，碳酸盐平衡系数2～7；

低重碳酸盐水类，碳酸盐平衡系数＜2。

4按阳离子交换指数(IBM)分类

假如Cl-＞Na+，则IBM=Cl--Na+/Cl-为正值；

假如Na+＞Cl-，则IBM=Cl--Na+/ + + 为负值。

IBM用来表示置换的离子与原来存在的相同离子之间的比率。绍勒尔认为，如果水的IBM值等于0129或者大于0129就可以表明是真正的原生油层水，负值就说明是曾经渗透到海洋沉积物中的大气水。

5按阴离子和阳离子有以下几类

；

；

；

；

Na+＞Mg2+＞Ca2+；

Na+＞Ca2+＞Mg2+(在Cl-高的水中出现)。

该分类比苏林分类更复杂，在类型上变化更多，不便于应用。但他提出的硫酸钙饱和系数( )和碳酸盐平衡系数，在采油工程上有一定的应用价值。在掌握了硫酸钙盐和碳酸盐从水中沉淀出的条件，能够采取正确的处理措施，防止井壁或地层损害。此外，阳离子交换指数值对成岩作用的某些解释是有用的。

(五)博雅尔斯基(Bcjarski)分类法

1970年博雅尔斯基根据rNa/rCl大小，将CaCl2型水细分为五类：

1)CaCl2(Ⅰ型)，rNa/rCl＞085，具水动力自由交替带的特点，保存油气藏的前景不大；

2)CaCl2(Ⅱ)型，rNa/rCl=085～075，水动力条件处于过渡带烃类保存较差的地区；

3)CaCl2(Ⅲ)型，rNa/rCl=075～065，为保存烃类较为有利的环境；

4)CaCl2(Ⅳ)型，rNa/rCl=065～050，烃类聚集与外界完全隔绝，是保存烃类的好地带；

5)CaCl2(Ⅴ)型，rNa/rCl＜050，具有古残余海水存在的特点，是烃类聚集最有希望的区域之一。

他还指出了烃类聚集的下列指标特征：碘化物＞1mg/L；溴化物＞300mg/L；Cl/Br＜350mg/L；SO4×100/Cl＜1。

该分类是针对苏林分类中CaCl2型水的不足提出来的修正方案，对CaCl2型水与油气的关系进一步细化是有意义的。但油田水不仅仅是 CaCl2型水，还有其他类型水(如NaHCO3型水)，如何用来评价与油气的关系，没有讨论。rNa/rCl范围值的取舍(尤其是小于085者)理论依据欠缺。

(六)汪义先分类法

1979年汪义先根据泌阳凹陷540个水样分析成果，应用阴离子含量高低以阶乘排列法进行分类。结合Na+，矿化度， ，rNa/rCl将油田水分为四类12型(表1-15)。认为A类Cl-含量最高；B类Cl-含量次高；C类Cl-含量弱；D类Cl-含量最弱。

该分类从类到型两级分类，很明确，较好地区分了低矿化度的油田水与非油田水，四类与本区水动力区带有良好的对应性。但是，分类中只采用阴离子是不够的，很难阐明油田水化学成分的形成。

表1-15 汪义先油田水化学分类方法

(七)张金来分类法

1979年张金来根据我国陆相油田水矿化度从低到高出现四个不同的斜率段(图1-31)，认为代表了四个不同地球化学相，将各相与之对应的氯离子含量，作为划分油田水类型的标准，并命名为：

图1-31 我国油水的矿化度对数概率图

低氯水，Cl-含量为5～20 epm；

中氯水，Cl-含量为20～130 epm；

强氯水，Cl-含量为130～2000 epm；

高氯水，Cl-含量为2000～7000 epm。

该分类简单、运用方便。其缺点是用单一离子概括我国复杂的油田水类型，不确定因素太多；建立在统计概率段上的分类，可能会因样品数量的多少而变化，分类基础会发生变化。

(八)黄福堂分类法

1993年黄福堂针对松辽盆地北部油田水化学成分的特点，提出与张金来类似的氯离子分类方法，即：

微氯水，Cl-含量小于55 epm；

低氯水，Cl-含量55～20 epm；

中氯水，Cl-含量20～130 epm；

强氯水，Cl-含量130～2000 epm。

(九)赵宝忠分类法

1984年应用修改过的CA舒卡列夫分类法，对油田水进行分类。即将主要离子当量百分数大于10%者参与命名。冀中古潜山地下水存在以下六种类型：

—Mg2+—Ca2+水；

—Cl-—Na+水；

Cl-— —Na+水；

Cl-— —Na+水；

Cl-—Na+水；

多种离子组成的水。

该分类能比较清楚的反映出古潜山地下水在平面上的分布规律。但含量为10%的离子参与命名的依据不足。

(十)高锡兴分类法

1994年高锡兴应用多元逐步判别分析，对苏林分类法进行补充和修正。将阴、阳离子当量百分数大于20%参与分类，并由高到低排列命名，即：CaCl2型Cl--Na+组合，NaHCO3型Cl-· -Na+组合等。

该分类补充了苏林分类中关于大陆型NaHCO3型水和Na2SO4型水的不足；水型与离子组合结合使用，可望取得较好的应用效果。但作者使用的有关比值，(如 等)进一步修正苏林分类，过于复杂；20%的含量的离子参与命名是没有根据的人为因素；分类系统中，计算过程太多，不便于应用。

(十一)其他分类法

1981年汪蕴璞、王焕夫在“中国油田水地球化学讨论会”上，建议用有机组分对油田水分类。1997年张雪建用神经网络技术对油田水分类进行了研究，特别是为rNa/rCl介于087～110的水型分类问题，提供了新的研究思路。

作者于1982年发表了油田水“三级”分类的方法，即：可溶气态烃是划分水“类”的依据，水中主要离子和盐分是划分水“型”的依据，矿化度是划分水“组”的依据。据此，将我国油田水化学成分分为“三类、六型、三组”，即：

低烃类Cl·HCO3-Na型淡化组；

低烃类HCO3-Na型淡化组；

低烃类HCO3·Cl-Na型淡化组；

中烃类Cl-Na·Ca型咸化类；

高烃类Cl·SO4-Na型盐化类。

综上所述，国内外有志于油田水研究的工作者，在孜孜不倦地探讨着油田水化学成分的分类方法，但理想和适用的油田水分类，有待进一步开发和研究。

水（化学式：H₂O）是由氢、氧两种元素组成的无机物，无毒。在常温常压下为无色无味的透明液体，被称为人类生命的源泉。水，包括天然水（河流、湖泊、大气水、海水、地下水等）{含杂质}，蒸馏水是纯净水，人工制水（通过化学反应使氢氧原子结合得到的水）。

水是地球上最常见的物质之一，是包括无机化合、人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要作用。它是一种狭义不可再生，广义可再生资源。

水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%，保护地球不致于被冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量，使气温不致过高；在冬季则能缓慢地释放热量，使气温不致过低。

扩展资料：

水对人体是仅次于氧气的重要物质。在成人体内，60~70%的质量是水。儿童体内水的比重更大，可达近80%。如果一个人不吃饭，仅依靠自己体内贮存的营养物质或消耗自体组织，可以活上一个月。但是如果不喝水，连一周时间也很难度过。体内失水10%就威胁健康，如失水20%,就有生命危险，足可见水对生命的重要意义。

水还有治疗常见病的效果，比如：清晨一杯凉白开水可治疗色斑；餐后半小时喝一些水，可以用来减肥；热水的按摩作用是强效的安神剂，可以缓解失眠；大口大口地喝水可以缓解便秘；睡前一杯水对心脏有好处；恶心的时候可以用盐水催吐。

参考资料：

水分好多种，有些水没有营养价值，只是提供人体最基本的需求，而有些添加有益成人的水就有营养价值。

自来水是没有营养的,它是人体所必须的,因为人体的百分之七十都是水份,自来水里面有人体必须的多种微量原素,纯净水里没有,对于一个人来说,不要管它是什么水只要是干净的就对人体都有好处的。

矿泉水是从地下深处自然涌出的或经人工采集的、未受污染的地下矿水；含有一定量的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体；在通常情况下，其化学成分、流量、水温等动态在天然波动范围内的相对稳定。

矿泉水是在地层深部循环形成的，含有国家标准规定的矿物质及限定指标。矿泉水是对人体有益的一种水。营养物质的多少要视水源地而定。

水中含有钠、钙、镁、钾等无机盐类，尤其是我们平时饮用的水，不仅对洁净、卫生、安全至关重要，而且还对人体的健康有着重要的作用。

饮用水中矿物质及功效：

水所含的矿物质元素能有效地补充人体的矿物质营养，调节代谢平衡，促进人体健康成长。（功效分析：人体最容易吸收的矿物质元素，是溶解在水中的游离台矿物质元素。科学研究证明，所以的营养素都是靠分解、转换、渗透作用进入细胞，而不同的矿物质元素分别掌控不同营养的转换及吸收。

没有矿物质元素，所以事物都无法转换人体必需的各种营养成分；而如果矿物质元素种类不周全、不均衡，人体就无法吸收到全面、均衡的营养。）

有些生活饮用水中含有锌、锰、铜、铁、钼、钴、铬、钡、等8种生命动力元素。

（功效分析：它们是人体内各种生物酶的组成成分；它们对生命的化学过程起着最深层次的催化、激活、动力作用。） 生活引饮用水中含有锌、锗、硒等元素。（功效分析：对增强人体免疫力、抗癌等方面具有显著的作用。） 生活饮用水中还含有丰富的生态氧。

（功效分析：生态氧促进人体的新陈代谢和正常的生命活动；能抑制或杀死厌氧型病菌和癌细胞，对人体健康极为重要；可加速葡萄糖转化为能量，可帮助糖尿病患者缓解症状；能促进胆固醇及脂类分解，减少沉积。） 生活饮用水有渗透能力强、吸收功效好的“小分子团水”。

（功效分析：水分子担负着人体内养分输送的重要任务；具有清扫血管的作用，能运走各种体内废物，打散各种凝胶块。）

生活饮用水中含有微磁矩的金属离子和水的结合体。

（功效分析：它们能使红细胞和血小板的表面电荷增大，增加了相同电荷的排斥力，减少红细胞、血小板的聚集力，大幅度降低血液黏度，提高单位时间内血液的流动和循环能力；对高血压和心血管病有一定的疗效。）