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我国油田水文地质的发展可划分为三个阶段
。

1.起步阶段

旧中国的石油工业极其落后，绝大部分沉积盆地没有进行过石油地质调查 ，油气产量极低
，只有玉门、延长等几个小油田。从事石油地质的技术人员甚微，石油水文地质调查与研究更是一个空白点 。新中国成立后 ，我国石油工业得到飞跃发展，在主要含油气盆地内开展了大规模的石油和天然气的普查与勘探工作
。随着油气勘查的需要
，在酒泉盆地 、准噶尔盆地
、柴达木盆地、四川盆地及鄂尔多斯盆地相继进行了有计划的区域水文地质调查，开始研究地下水与油气的关系 ，油田水资料逐日增多。与此同时
，北京 、长春
、成都等地质院校和其他大学开设了水文地质(包括油田水)课程，邀请苏联专家、学者来华讲学 ，教科书和主要参考书刊基本上是苏联的翻译稿
，如：《普通水文地质学》(欧维奇尼柯夫)；《水文地质学概论》(克利门托夫)；《地下水普查与勘探》(卡明斯基)；《水文地质学讲座》(克雷洛夫)；《天然水系中的油田水》(苏林)；《油矿水文地质学》(苏哈列夫) 。在油田水文地质生产与科研中，主要沿用着苏联的技术与方法 ，按照苏联专家的建议进行工作。1955年初
，我国正式开始进行区域性综合水文地质普查
。同年，在石油地质学家关士聪院士的倡导下 ，地质部西北地质局在六盘山地区开展了地下水石油普查工作
，开创了我国水化学找油的先河。其后地质部物探所在四川 、克拉玛依等地区进行了水化学找油试验 。

该阶段主要是学习原苏联的经验、技术与方法，开始建立我国的油田水文地质事业 ，培养人才
、配合石油普查勘探进行区域水文地质调查
。

2.总结研究阶段

从20世纪50年代后期至70年代末，随着我国东部油气普查勘探的重大突破(松辽盆地和渤海湾盆地等)和油田开发事业的飞跃发展
，油田水文地质基础资料日益丰富，许多油田(大庆、扶余 、胜利
、大港、冀中 、江汉
、河南、长庆 、四川等)都配备了水文地质技术人员 ，组织成立了专门的油田水研究科室。他们从本地区油气勘探实际需要
，一方面承担油田供水水文地质调查任务，另一方面 ，探讨油气赋存的水文地质条件
，总结油田水化学成分的基本特征 。例如：地质部石油局第三普查勘探大队综合研究队专设水文地质组，以鄂尔多斯盆地中生界三叠系和侏罗系为主 ，研究油气运移的水文地质条件
、探讨三延(延长、延安 、延川)地区油气富集的水文地质规律
、总结已知油田(永坪、延长 、枣园等)的水文地球化学特征、进行水化学找油试验
，探讨水化学指标与方法；长庆油田水文地质科研人员(刘孝汉等)，对鄂尔多斯盆地侏罗系下统油田水特征及其与油气藏保存条件等进行了总结研究 ，系统整理了李庄子
、马家滩、大水坑 、马岭
、华池等油田的中-下侏罗统和上三叠统油田水分析资料；四川石油管理局(刘方槐等)对四川盆地进行大规模的区域水文地质调查研究
，提出了地层水由盆地内部向盆地周边运动的新观点，得出与传统认识相悖的结论 ，对川东地区三叠系、二叠系 、石炭系水文地质条件与构造内含气程度进行了预测；成都地质学院(孙世雄等)和水文地质工程地质研究所(汪蕴璞等)对四川盆地卤水形成
、古水文地质条件及卤水活动的地球化学形迹等进行了研究；玉门油矿水文地质人员根据鸭儿峡、石油沟和老君庙油田的钻孔水化学资料，结合区域水文地质成果
，建立了水化学垂直剖面，除水型随时代变老变为CaCl2型外 ，其他水化学成分(矿化度 、变质系数
、氯硫比值等)都没有出现原苏联学者指出的随深度增加而增高(降低)的有序现象；在松辽盆地
，大庆油田科学研究设计院(王军、黄福堂等)，总结了油田水化学成分特征——以单一的NaHCO3型水 、以Cl组
、Na亚组为主、矿化度1～12g/L 、含有I、Br
、B、NH4等微量组分
。并根据矿化度和盐化系数(rCl/rHCO3+rCO3)二者的关系分为三类：较高矿化度(6～12g/L)的NaHCO3型水 、中等矿化度(3～6g/L)的NaHCO3型水 ，盐化系数0.5～10之间
、低矿化度(＜3g/L)的NaHCO3型水
，盐化系数0.1～5之间，后者不利于油气保存。探讨了喇嘛甸、萨尔图 、杏树岗三个油区油田注水过程中油气水物理化学性质的变化 ，初步总结了油气水物理化学性质的分析指标
，在注水过程中，由于氧化
、溶解、油层温度 、压力
、生物化学作用和脱水过程中轻质馏分的损失 ，是油气水物理化学性质发生变化的因素；吉林油田石油研究院(杨忠辉等)对松辽盆地南部油田水分析数据
，利用函数式计算了扶余、新木 、红岗
、乾安、农安等地区判别函数值进行含油气预测，并对水中可溶有机组分(苯 、有机酸)等进行了试验总结；石油部石油勘探开发研究院(李济民等)总结了油田水特性指标的应用规律 ，以脱硫系数为主，结合封闭系数(rNH4+rH2S/rSO4)可以说明油气的存在
，用成因系数结合矿化度，脱硫系数和钠氯比值的变化规律判断油气水运移方向 ，总结了正向和反向油田水化学剖面特征及其与油气藏的关系；华北石油勘探指挥部勘探研究院(谢家声等)总结了冀中坳陷古潜山和第三纪水文地质条件及其与油气运移、聚集
、保存的关系、地下水化学成分
，尤其是水中有机组分(苯及其同系物 、酚
、挥发性有机酸、环烷酸和铵)与油气的关系；河南石油会战指挥部勘探开发研究院(汪义先等)针对着南襄盆地(尤其是泌阳凹陷)油田水为低矿化度的NaHCO3型水的特点，提出适用于本区的水文地球分学垂直分带和水化学类型；江汉石油管理局勘探开发研究院(李际明 、余莲声)总结了潜江凹陷下第三系高矿化度
、高硫酸根地下水化学成分(包括常量组分、矿化度 、碘
、溴、硼 、锂等)在平面和纵向上的分布规律 ，探讨了地下水化学成分及其与油气的关系
，认为矿化度高达200g/L以上的油田水是发展盐化工业的重要原料，有宽阔的开发应用前景；长春地质学院(孙杉
、张先起等)研究了深成地下水(存在于地壳下部岩浆壳和上地幔中的水)在石油成矿过程中的作用 ，并以冀中坳陷不同时代(第四系与上第三系、下第三系和古潜山)地下水为例研究了氢 、氧同位素的组成、结合水化学成分特征
，探讨了地下水来源
、成因及其与油气的关系；成都地质学院(孙世雄、沈治安等)研究了我国海相和陆相油田水化学成分特征，指出古水文地质分析在油田形成 、保存与破坏中的作用与意义 ，结合冀中古潜山油田探讨了古水文地质的研究方法与内容
，提出了渤海湾盆地古水动力的四个区带；地质部地质科学院水文地质工程地质研究所(汪蕴璞
、王田荣、王东升 、王焕夫等)研究了四川盆地卤水的特点与成因；1975年和1976年分别在《水文地质工程地质》与《地质学报》发表了《评苏林油田水理论中的几个问题》，认为B
、A苏林油田水理论有一定的局限性 ，束缚着我国油田水理论的建立；新疆石油管理局勘探开发研究院(王仲侯等)总结克拉玛依油田水化学成分时，在三叠系(56＃)油田水中发现了矿化度高达26～27g/L以上的Na2SO4型水
，在垂直剖面上与CaCl2型水或NaHCO3型水交替出现，在平面分布上介于CaCl2型水和NaHCO3水之间；他还对《评苏林油田水理论中的个问题》一文提出不同的意见；地质部石油101队(张金来、刘崇禧等)对我国已勘探开发的主要含油气盆地的水文地球化学特征进行了比较系统的整理研究 ，归纳了我国陆相油田水化学成分的组成——矿化度 、离子比值
、有机组分
，微量元素、同位素(氢 、氧和碳)等；提出离子组合的概念和油田水化学成分分类的几种思考方案；进行了地下水的蒸发
、溶滤等模拟试验及水化学找油方法的试验与总结；应用数理统计方法研究油田水化学组分之间的关系；开发了油田水有机组分的分析测试技术与方法等 。

上述科技工作者的辛勤劳动，促进了我国油田水研究地飞跃发展 ，逐步形成了或迎来了一门石油地质与水文地质密切结合的边缘学科——油气水文地质学
，并开始探索具有我国石油地质理论特色的水文地质勘探程序和研究方法，走向了为区域含油气远景预测评价及油田勘探开发服务的道路
。

3.开拓创新发展阶段

从20世纪80年代初 ，我国油气水文地质工作进入了一个新的高速发展阶段；取得丰富的研究成果与良好地应用效果
，主要表现在以下几个方面：

1)中国地质学会石油地质专业委员会于1981年在合肥召开了“中国油田水地球化学学术讨论会 ”，来自地质部、石油工业部 、中国科学院及高等院校代表75人 ，提交学术论文42篇。中国科学院学部委员、中国地质学会石油地质
，专业委员会主任委员关士聪主持了会议，中国科学院学部委员
、水文地质专家张宗祜作了书面发言 。会议论文涉及的内容包括：我国主要含油气盆地油田水文地球化学特征与油气的关系、油田水化学成分分类 、油田水起源
、油气藏的浅层水文地球化学效应、水化学法在石油普查勘探中的应用 、古水文地质分析与油气远景评价
、深成水在油气矿产形成中的作用、计算机新技术在油田水研究中的应用 ，水动力条件在油气藏形成中的作用，分析测试技术方法等
。本次会议是我国首次专门的油田水会议。石油水文地质工作者聚集一堂
，在“百花齐放 、百家争鸣
”的方针指导下，进行成果交流
、自由讨论、各抒己见 、畅所欲言 ，学术气氛异常活跃 。这次会议检阅了成果
，交流了经验，明确了方向 ，增强了协作。对促进我国油田水研究
、提高整体研究水平
，加快油田水事业的发展步伐具有深远的意义，在国内外产生一定的影响
。

2)吸取国内外油田水文地质研究的经验 ，通过油气生产实践
，使我国油田水文地质工作进入了以石油地质为基础、围绕着油气普查勘探与开发的实际需要，走向为油气生产服务的道路。结合以勘探开发我国东部陆相油气田为主的总目标 ，重点研究了陆相油田水文地质特征
，其后加大了海相油田水文地质研究的力度，取得了一些有独创特点的研究成果 ，每年都有不少论文发表，按年份举例如下：

我国油田水的离子组合特征(地球化学
，1978年，刘崇禧)；我国油田水的基本特征及其分类讨论(地质论评 ，1979年
，张金来)；一个值得注意的地质信息-酚(古潜山，1980年 ，谢家声)；天然气中凝析水和烃类水化物的形成(天然气工业
，1981年，刘伦)；油田水文地质勘探中水化学及其特征指标的综合应用(石油勘探与开发 ，1982年
，刘济民)；油气田的水文地球化学标志及其应用(石油及天然地质，1982年 ，杨忠辉)；泌阳凹陷油田水文地球化学特征及其与油气的关系(石油实验地质
，1983年，汪义先)；泰州地区古水文地质条件与油气(石油与天然气地质 ，1983年，龚与觐)；四川盆南部水化学场及其成因(地球科学
，1984年，汪蕴璞)；利用地层水中的溶解气进行含油气远景评价(天然气工业 ，1985年
，刘方槐)；济阳坳陷古水文地质条件与油气聚集(石油实验地质，1986年 ，杨绪充)；寻找油气田的水文地球化学标志(石油勘探与开发
，1987年，刘崇禧)；潜江凹陷油田水有机组分的地球化学特征(石油实验地质 ，1988年
，林九皓)；论含油气盆地的地下水动力环境(石油学报，1989年 ，杨绪充)；中原油田文留地区矿化度数据的三维分析(地质科学
，1990年，张广锐)；初探地下水溶解气及其对气藏形成的影响(石油勘探与开发 ，1991年，孙永祥)；再探地下水对气藏形成的影响(石油勘探与开发
，1992年，孙永祥)；松辽盆地北部地层水中“指纹标志”化合物的分布特征及其与油气关系的研究(地球化学 ，1993年
，黄福堂)；扶扬油层水化学场特征及其成因(大庆石油勘探与开发，1994年 ，楼章华)；塔里木盆地油田水有机地球化学特征分类及其石油地质意义(石油勘探与开发
，1995年，李伟)；塔里木盆地油田水地球化学(地球化学 ，1996年
，蔡春芳)；西湖凹陷油气运聚成藏的水文地质论证(中国海上油气，1997年 ，汪蕴璞)；沁水盆地煤层气的水文地质控制作用(石油勘探与开发；1998年
，池卫国)；油田水动力系统与油气藏的形成(海洋地质与第四纪地质，1998年 ，陈建文)；盆地三维水动力数值模拟方法及其应用(石油勘探与开发，2000年
，邓林)；塔里木油田水溶重烃研究及其应用(新疆石油地质，2001年 ，陈传平)；塔河油田及邻区地层水成因探讨(石油实验地质
，2002年，蔡立国)；水溶气资源富集的主控因素及其评价方法的探讨(天然气地球科学 ，2003年
，武晓春)；碳酸根和碳酸氢根测定方法和自动测定仪(现代仪器，2004年 ，郑志霞)；水动力条件对煤层气含量的影响-煤层气滞留水控气论(天然气地质科学
，2005年，秦胜正等 。)

上述有代表性论文是从覆盖我国主要含油气盆地大量的油田水文地质基础研究中提炼出来的 ，从一个侧面反映了我国现阶段研究的现状与水平
。值得提及的是石油生产单位
，科研机构和大专院校等不仅加大了油田水文地质研究的力度，而且形成了生产与科研相结合 ，多单位协作攻关的研究群体。石油工业部在翟光明院士的组织下，对全国各油田的水文地质特征进行了比较系统的总结 。油田水文地质研究纳入国家科技攻关项目
，如“七五 ”期间的“四川盆地二叠系水文地质条件对油气运聚与保存控制的探讨
”(四川石油管理局杨家琦等)；“九五”期间的“塔里木盆地油田水文地质与油气聚集关系的研究 ”(石油勘探开发研究院李伟等)；和“川西地区上三叠统水化学场 、水动力场与油气富集关系研究”(中石油廊坊分院天然气所吴世祥等)
。国家自然科学基金资助项目，如“我国大陆区新生代深层地下水系统演化与地下水成矿作用
”(中国地质大学沈照理)；“塔里木盆地古生界油田水的成因和混合证据”(中国科学院地质与地球物理研究所蔡春芳)。大专院校的水文地质博士生也将油田水文地质作为选题进行研究 ，如“临邑盆地水化学成分特征及其研究意义 ”(1991年
，张作辰，中国地质大学)；“泌阳凹陷石油运移聚集的水化学场与水动力场研究
”(1992年 ，李广贺
，中国地质大学) 。江汉石油学院仅83级本科生就有五人以油田水研究作为毕业论文
。有些油田也将油田水文地质列入本系统重大基础研究课题，如：“克拉玛依油田八区油气水研究与油源重新探讨”和“准噶尔盆地西北缘石炭系油田水化学研究 ”(新疆石油管理局勘探开发研究院 ，王仲侯
，1981年和1985年)；“冀中坳陷地下水的氢和氧同位素组成与成因
”(长春地质学院，孙杉等 ，1981年)；“冀中坳陷水文地质条件与油气分布”(华北石油勘探开发设计研究院
，赵宝忠等，1984年)；“济阳坳陷油田水水化学特征及其与油气聚集的关系 ”、“东营凹陷重质油形成的水文地质条件的研究
”(胜利石油管理局地质科学研究院 ，任发琛等，1989年)；“莺-琼盆地油田水化学研究”(中海油南海西部石油公司地质研究院
，1989年)；“沉积盆地中油气运移聚集与区域地下水流动之间的关系 ”(中国地质大学，王明等 ，1991年)；“泌阳凹陷古水文地与无机络合物研究
”(河南石油管理局
，周留纪，1991年)“松辽盆地北部扶扬油层地下水动力特征与油气藏关系的研究”(大庆石油管理局勘探开发研究院 ，1991年)；“东营凹陷流体历史与油气藏形成分析 ”(胜利石油管理局勘探事业部等
，2001年)；“贝尔断陷地层水分析数据含油性的综合评价”(大庆石油管理局勘探开发研究院，2005年)；“乌尔逊凹陷地下水特征与油气关系的研究
”(大庆石油管理局勘探开发研究院 ，2006年)；“四川盆地川东地区地下水与油气关系研究”(中国石油勘探开发研究院
，李伟等，2002～2005年)。汪蕴璞
、王焕夫在吸取前人古水文地质研究成果的合理部分 ，提出水文地质期的概念以区别于水文地质旋回 。“期 ”是沉积盆地水文地质发育史的组成部分
，是反映地下水形成的一个特定的地球化学环境的地质时间段，以地壳构造运动、水动力条件及地球物理 、地球化学场三个标志划分出：沉积作用水文地质期
、淋滤作用水文地质期、埋藏封闭作用水文地质期 、构造热液作用水文地质期
。并以冀中坳陷和四川盆地为例 ，讨论了其意义，有较高的应用价值。

地球化学和石油地质学家也十分重视油田水文地质学
，并进行有意义的研究 。例如：梅博文教授在《储层地球化学译文集》(1992年)写到：油田水中有机酸和CO2是控制储层中矿物溶解
、沉淀过程的主要因素，分析测试它们的浓度与组成 ，不仅对次生孔隙的预测有重要意义
，而且为避免油层损伤和结垢采取新的工艺措施，提供了水文地球化学依据。林任子教授在《储层地球化学进展及应用》(1995年)指出：伴随着烃源岩的压缩失水过程 ，生油层中大量的有机酸被排挤进了储集层
，形成了金属有机酸络合物通常溶于水，因此 ，研究油田水中有机酸
，可以在认识次生孔隙形成机制的基础上，利用地球化学趋势来预测孔隙度增长过程的发生和范围
。王铁冠教授编译的《油藏地球化学》也涉及到油田水文地球化学问题 ，由于石油含有多种化合物
，在石油、水和矿物基质之间呈现差异分配现象，在无相态变化的情况下 ，储层石油的组成是排烃成分加上运移途径中水相和固相分配作用所引起变化的函数。因而可以通过对储层石油和地层水中精心选择的化合物测定作出评估，如有机酸 、酚类等化合物 。另一方面
，流体(水
、气、油)的成分经常是非均质性的，通过使用灵敏的天然同位素示踪剂 ，可检测出微弱的非均质性
，及利用地层水的变化评价油藏的分隔性
。蔡春芳研究员等以塔里木盆地为主，探讨了埋藏成岩过程中水-岩相互作用 ，根据油田水化学成分结合流体势变化追踪油气运移与聚集途径。

地质流体分析是当今国际地学研究的前沿课题 。沉积盆地的岩石孔隙-裂隙内都贮存有流体(石油 、天然气和地下水)
，其中水是主体部分
。在油气地质领域内，油气的多期次运
、聚、散 、保都是在地下水的参与下进行的 ，分析沉积盆地内水文地质条件是研究油气成藏规律的有效途径。我国油气勘查家和水文地质家已经携手共同进行研究 。

化验分析是油田水文地质研究的重要技术手段
，我国各油田都建立了油田水分析测试实验室
。近二十年来，随着科学技术的进步 ，现代分析检测仪器设备的不断更新
，油田水分析测试技术与方法有了很大的改进和提高，正向着系列化、标准化
、定量化的方向发展 ，建立了一套比较完善的油田水化学成分分析测试方法，包括：样品采集与保存方法；不稳定组分的现场测试——pH、EH 、水温
、溶解氧、电阻率 、硫化氢
、二氧化碳等；样品的前期预处理技术(萃取、富集 、提纯
、酸化等)；岩石样品的相关参数分析(孔隙度、渗透率 、残余盐等)；开发了油田水中有机组分的分析技术方法(可溶气态烃
、苯酚同系物及芳烃化合物、烷烃组分 、有机酸等)；引进了水中氢、氧
、碳、锶的同位素分析技术；油田水中微量元素快速分析测试的等离子色谱分析；开创了三维荧光 、同步荧光的鉴别分析技术等。油田水化学分析应用了色谱(气相
、液相、色质等) 、光谱
、红外、质谱等现代测试仪器 。提高了分析灵敏度和数据的可信度
。各油田先后建立了油田水分析实验手册与规程
，统一了分析方法。大庆油田勘探开发研究院(黄福堂 、蒋宗乐等，1995年)对油田水分析与应用作了系统的总结 。油田水分析化验技术人员 ，发表了许多有创新性质的论文
，如：水沥青的分析方法及石油地质意义(石油实验地质，吴德云 ，1982年)；水中气态烃的脱气方法(石油实验地质
，崔秀荣，1982年)；应用紫外吸收光谱及荧光谱测定地层水中的芳烃(石油实验地质 ，伍大俊
，1982年)；地层水中苯系物的色谱分析方法及其石油地质意义(石油实验地质，蔡映宝 ，1982年)；薄层层析法分离与鉴定水中酚系物(石油实验地质
，伍大俊，1983年)；电位容量法测定油田水中Ca2+ ，Cl-离子(国外油田工程，黄福堂
，蒋宗乐，1989年)

20世纪80代以后 ，我国油田水文地质工作者
，对油田水文地质特征
、水文地质勘探工作方法及其在油气勘查中的效果等进行了系统总结，出版了以下专著：

1987年 ，地质矿产部水文地质工程地质研究所、石油工业部华北石油勘探开发研究院 、地质矿部产部石油地质综合大队101队。《油田古水文地质与水文地球化学》
。北京：科学出版社。

1988年
，刘崇禧，孙世雄 。《水文地球化学找油理论与方法》
。北京：地质出版社。

1991年 ，刘方槐
，颜婉荪 。《油田水文地质学原理》
。北京：石油工业出版社。

1991年，邸世祥 。《油田水文地质学》
。西安：西北大学出版社。

1993年 ，杨绪充 。《油气田水文地质学》
。北京：石油大学出版社。

1994年
，高锡兴 。《中国含油气盆地油田水》。北京：石油工业出版社
。

1995年，楼章华 ，高瑞琪，蔡希源等。《松辽盆地流体历史分析》 。石油实验地质增刊
。

1997年
，蔡春芳，梅博文等。《塔里木盆地流体-岩石相互作用研究》 。北京：地质出版社
。

1998年 ，黄福堂
，蒋宗乐等。《油田水的分析与应用》 。北京：石油工业出版社
。

1999年，黄福堂。《松辽盆地油气水地球化学》 。北京：石油工业出版社
。

1999年 ，贾庆仲等译。《油田岩石与水地球化学论文集》 。北京：石油工业出版社。

从20世纪末
，我国石油水文地质研究进入了以中青年科技工作者为主体的新时代，他们继往开来承担着生产与科研的繁重任务
、迎接新世纪的挑战
。这些朝气蓬勃、勇于实践 、善于探索、敢于创新的青年群体的涌现 ，以及密切结合生产
、理论联系实际的研究成果
，展示了我国石油水文地质界人才济济，后继有人的可喜局面。近年来 ，一些为解决油气远景预测与勘探开发中实际问题的水文地质研究成果
，表现出一定的水平 。预示着我国油田水文地质工作将跨入具有自身特色、为油气生产服务的新时期
。

综上所述，我国油田水文地质工作 ，已经走出“学国外 、跟国外
、重复国外
”的阶段，在陆相成油理论的指导下
，其研究领域不断拓宽、深化 、自陆地到海洋
、由陆相到海相、从石油到天然气(包括煤成气 、生物成因气)
、还涉及深成地下水，整体研究水平有很大提高 ，进入了解决我国石油地条件下水文地质问题的新阶段。

前述油田水文地质研究现状可以看出
，各国研究的侧重点有所差异 。总体来讲，欧美国家十分重视油气运聚的水动力条件研究 ，起步或研究的深度远远早于油田水化学成分的研究；原苏联是系统研究油田水化学成分最早的国家
，最先提出古水文地质研究的理论与方法；我国从研究陆相油田水化学成分特征及水化学找油技术方法入手，在吸取国外先进理论与经验的基础上 ，走向水动力与水化学相结合、古代和现代水文地质条件同时研究的道路
。

含有较多的微量元素

松辽盆地深层广泛发育无机成因CO2,CO2与CH4混合成因气
，由于该区紧邻松辽 、辽河等大油区，又是我国的工业重镇 ，无机成因天然气在该区具有极广泛的应用前景.CO2可大量用于油田二次
、三次采油
，大大提高油气田采收率。同时，可广泛应用于汽车、材料 、制造、医药
、食品、高效农业等 。可燃天然气则可大大弥补该区对天然气的巨大需求缺口
。He则是广泛用于高能物理的具有极高经济价值的稀有气体 ，因此必须加大力度勘探无机成因天然气。目前该区的无机成因天然气勘探技术已经比较成熟，有利勘探目标很多 。

（一）大中型无机成因气藏勘探方向

松辽盆地形成大中型无机成因气藏的主要条件是：1）与火山活动相关的无机成因气体十分丰富
，确保有充裕的无机成因气源；②有良好的无机成因供气通道；③发育有利的无机成因气藏的成藏组合，具有良好的区域封盖层系 ，又发育与封盖层系直接配套的有利火山岩 、碎屑岩储集体；④在充足的无机气源附近发育大型有利圈闭群；⑤在无机气藏形成后
，具有良好的保存条件，区域封盖条件未发生破坏 ，控制气藏的大断裂后期基本停止活动或活动性很弱
。据此
，松辽盆地大中型无机成因气藏的勘探方向：发育较大规模营城组—登娄库组沉积期火山活动区带。

如前所述，营城组 登娄库组火山活动的特殊性以及火山活动后的良好封盖条件 ，决定了泉头组
、登娄库组、营城组沉积期是最主要的无机气成藏期 。营城期—泉头组火山活动主要发育在松辽盆地中央的两条岩石圈深大断裂所夹持的区域
，包括徐家围子 、长岭
、乾安、古龙 、常家围子等断陷。在这些断陷中，洼陷间隆起带
、NEE向—近EW 向鼻状隆起构造带 ，NNE向大型基底断裂控制的中央断垒带
，陡坡与缓坡坡折带上的登娄库组—营城组火山岩体是最主要的勘探领域，其次是这些深大断裂与火山岩体周缘的各类圈闭
。

由于无机成因气成藏对流体封 存条件的要求高 ，地壳深处的流体封存好、氧逸度低，有利于气体保存。深部层系的石炭 二叠系基岩中
，常由于深部碳酸盐岩岩溶作用形成良好储层 。同时无机气源充足，保存条件好 ，加之可获得中古生界海相残留烃的补给
，也是发育大中型无机成因气藏的有利的层系
。

在以往的勘探中，普遍未开展针对性勘探。因此 ，从无机成因气藏成藏特征出发
，用新的思路评价有利区带，利用无机成因气藏有利圈闭评价技术 ，可以准备出一系列勘探目标 。其次
，应用新的勘探思路，对有利无机成因圈闭上的一部分探井 ，开展老井复查复试
，也可以发现一批新成果
。

为了发现更多的无机成因天然气藏，在存在深部圈闭的区带 ，开展针对性勘探，尤其是在已发现无机成因烃类显示和揭示存在低氧逸度环境的H2 、CO
、H2S等的区带及存在深部原生富含甲烷的火山岩区带
，是重点开展无机成因烃类气藏勘探的有利区带。

（二）无机成因天然气目标勘探技术

1.利用重磁电勘探技术确定有利区带

无机成因天然气是深部火山活动及富含天然气深部热流体活动的产物，因此 ，预测出深部火山岩发育及构造活动区
，就寻找到了重要的无机气有利分布区 。利用1:5万、1.10万高精度重磁电勘探技术，可以预测出深大断裂 、大型深部火山岩体等 ，可以圈出大片火山岩体及断裂构造比较发育的地区
，这些地区即为无机成因气有利区带
。

2.利用二维、三维地震勘探技术确定有利勘探目标

无机成因天然气的重要层位与部位特征，决定着应用地震勘探技术即可有效进行目标定位。松辽盆地无机成因气主要赋存在断陷深层及其上下地层之中 ，由于无机成因气的分布极为广泛
，尤其在盆地的深部层系中广泛赋存，因此一般采用长排列地震采集技术 ，排列长度可达到4000～6000m
，去有效探测地下3000～10000m地层发育及构造特征 。

其次，由于深层无机成因气藏主要赋存在由基岩隆起构造和火山岩岩性
、地层上倾尖灭控制的各类复合型圈闭之中 ，因此一般需要采用高精度三维地震勘探，达到有效地描述这些非常规隐蔽型圈闭的目的
。

利用长排列高精度地震采集资料
，可有效区别出火山岩的岩性、岩相 、厚度变化，例如 ，酸性流纹岩与中性安山岩及玄武岩都有其各自独特的地震相特征
，基性
、中基性火山岩多以高频强振幅为特点，而酸性火山岩以中频中强振幅为特征 ，其中以营城组的大套流纹岩、流纹质凝灰岩分布最稳定
，含无机成因天然气也最为普遍。含气与不含气的火山岩在地震相上也有明显差异，含气火山岩主要表现为低频强振幅 ，厚层块状火山岩气藏表现明显的“眼球”效应 。在无机气藏的火山岩上方
，在控气断裂上方的花状断裂系周缘，也会出现一系列低频强振幅 、“眼球 ”效应的次生气藏显示 ，这也是深部发育无机气藏的重要判断依据。

应用二维
、三维地震资料
，当在同一圈闭上识别出深大断裂、洼陷间隆起带或NEE－近EW 向鼻状隆起带 、发育巨厚的营城组流纹岩 流纹质凝灰岩，具有一系列地震含气异常信息时 ，也就评价出了有利的无机成因气藏勘探目标
。

按水文地球化学观点。将水中含量小于10mg/L的元素称为微量元素或微量组分 。油田水中常见的微量元素多达几十种，其含量比一般地下水中要高
，它们在油田水中富集的机理，主要与石油的形成与演化有关 ，有机物质(包括细菌活动)提取了赋存于古湖(海)盆水或沉积软泥水中的微量元素
，在向烃类转化过程中富集于原油中，故在原油灰分中见有众多的微量元素
。地下水与石油长期共存 ，水又具有吸附能力高
、溶解能力强等特性
，从原油与围岩中获得了大量的微量元素，故三者之间同步增高现象比较明显。此外 ，油田水中微量元素的另一个来源是地幔或地球深部的供给 。

我国各个油田都对油田水中的主要微量元素做了分析测试
，积累了丰富的资料
。由于各地区油气地质条件的复杂性和差异性，以及沉积环境的多元化 ，对该参数与油气的关系与应用
，至今还没有统一的认识。各油田大都根据自己的需要选择性的应用某些元素 。

微量元素的分析测试方法，各油田不尽一致 ，现在常用方法：

原子吸收分光光度法：测定碱金属元素(锂、钾 、钠)
、碱土金属元素(锶、钡 、钙、镁)及黑色金属元素(铁
、镍、钴 、铬
、锰)
。

比色法：溴、碘 、硼。

火焰原子法：铜
、锌、镉 、汞
、锡、铅 、锑 。

原子吸收法：贵金属——金
、银、钯
。

近年来，我国开始应用离子色谱法(ICP)测量微量元素。

上述微量元素在我国不同含油气盆地油田水中均有分布(表3-63；图3-68) 。据24个含油气地区(盆地与凹陷)统计只有Br-
，I-，B3+三个 ，各单位均做了分析；Ni
，Mn，Cu ，Sr等分析的单位也较多
，而其他元素分析者较少。

表3-63 我国部分含油气地区油田水中微量元素 单位：mg/L

油田水中微量元素组合是判别含油气性的间接标志，利用该参数进行含油气预测评价时 ，必须考虑指标的性质及本区资料的实际情况
。作者根据国内外应用微量元素的实际情况
，提出以下组合形式：溴 、碘、硼组合；钡
、锶组合；铷、铯组合；铁 、锰
、镍、铜组合；金 、银
、铼、铟 、镉组合。

1.溴
、碘、硼组合

油田水中的碘多以碘化钠的形式存在，为有机起源 ，即多集中在水生(海洋 、湖泊均可)有机体(如藻类等)中
，这些有机体死亡后，同沉积物一起被埋藏下来 ，并将碘转给了沉积水 。由于碘同有机质有直接联系，被视为含油气性的良好指标
。

图3-68 济阳坳陷地层水中微量元素含量变化特征

(据胜利油田资料
，1977)

溴的成因，分有机起源和无机起源。它在水中的绝对含量或相对含量都与含油气无关 ，主要随水的变质程度和总矿化度的升高而加大 。油田水中溴的含量变化很大
，从每升几毫克到上千毫克
。溴的含量与氯离子有关，在氯离子富集的水中 ，溴的含量也高(原因后述)。在油田水研究时常采用Cl/Br比值
，该比值在海水中稳定在292 。我国某些高变质或受盐岩影响的油田水中该比值可超过海水平均值，如塔里木盆地塔河及邻区高矿化度的油田水rCl/rBr比值大于300
。而在低矿化度的油田水中 ，由于Br的含量增加使该比值下降到120～190。Br是指示水文地球化学环境和变质程度的指标 。

作者研究了四川盆地中部上三叠统地层水中钡离子含量最高达3000mg/L以上(如广51井
、栏1井等)
。在平面上具有西南部高
，东部及北部地区相对低(2000mg/L)以下，在纵向上钡离子含量的变化多与溴、碘离子的变化类似 ，而与钙离子和硫酸根离子含量的变化相反。川中地区须家河组地层水中钡离子的大量富集主要与富钡长石火山母源岩及雷口坡组——嘉陵江组的陆源海相沉积的剥蚀碎屑在碳酸盐岩地貌背景上的沉积有关；次为高浓度的海相地层水影响所致 。

我国油田水中Br- 、I-的含量在天然水系中仅次于盐湖水或卤水(表3-64)。松辽盆地南部不同油层的油田水中均含有较高的Br和I(表3-65)
。四川盆地各产油气层油田水中I-、Br-含量都很高
，甚至超过海相油田水(表3-66)。松辽盆地南部扶余油层在不同油田或同一油田，碘的含量在产层与非产层地下水中有明显差异 ，前者高于后者，而非油田水中则不含碘(表3-67) 。溴
、碘在油田水中含量的高低与沉积环境、生油母质类型 、烃类及有机碳含量有一定关系(表3-68)
。

油田水中普遍含有硼
，硼的化合物(如硼酸钠等)易溶于水，在岩石被溶滤过程中 ，转入地下水。苏林(1956)认为：NaHCO3型水有利于硼的富集
，其含量高于 CaCl2型水 。准噶尔盆地风成城油田和克拉玛依油田高矿化度的NaHCO3型水中，硼的含量高达2000mg/L以上 ，在国内外是罕见的(表3-69)
。

表3-64 油田水中I-
、Br-含量 单位：mg/L

表3-65 松辽盆地南部油田水中I-、Br-含量 单位：mg/L

表3-66 四川盆地油 、气地下水中碘溴含量 单位：mg/L

(据刘方槐
，1991)

表3-67 松辽盆地南部产层与非产层地下水中碘的含量 单位：mg/L

(据杨忠辉，1982)

表3-68 碘
、溴与有机质性质的关系

我国许多油田对油田水中的硼(或偏硼酸)进行了分析 ，获得了较高的含量(如江汉盆地潜江组油田水B3+含量范围在100～377mg/L
，最高达412mg/L)，并且与溴、碘一起综合应用研究。

表3-69 准噶尔盆地油田水中硼含量

(据高锡兴 ，1994)

溴 、碘
、硼参数组合的含量
，一般有从凹陷中心向周边递减的环状分布特点，高含量集中出现在主要含油组合的油田水中 。如齐家-古尤和三肇凹陷的中部组合(萨-葡油层) ，油田水Br-、I- 、B3+的含量，在凹陷中部高于边缘0.5～1倍之多
。在纵向上
，同一含水岩系内，由浅到深 ，其含量由低到高。总体来看
，该组合含量高低同水型(苏林分类)关系不密切 。

国外对Br-
、I-、B3+的研究比较重视
。柯林斯(1980)在研究油田水中溴的分布规律时指出，在CaCl2型水中 ，溴的含量大于300mg/l时
，是含油性的有效指标。

库杰列斯基(Кyдeльский，1977)统计了前寒武系和古生界含油气盆地 ，1664个油田及358个气田地层水(其中产层2589个
，非产层1520个样品)中碘的含量，产层的平均值：前寒武系为20.99mg/L；古生界为14.29mg/L 。几乎高出非产层的一倍(分别为9.33mg/L和8.16mg/L)。碘含量超过10mg/L的样品频率 ，产层分别为58.38%和51.52%；而非生产分别为31.80%和35.93%
。古生界气田水中碘含量明显降低(约5mg/L)
，而且含量大于10mg/L部分的频率也低(约16%)。

在巴库油田水中，碘的含量为30～60mg/L；溴的含量为0.5～0.8mg/L；上丘索夫油田水中碘的含量为100～200mg/L；溴的含量高达2g/L 。乌拉尔-伏尔加含油气区碘含量随地层变老而增高
。

2.钡 、锶组合

该组合在油田水中的聚集与油气没有直接的关系。

钡通常聚集在无硫酸盐的水中 ，特别是聚集在无硫酸盐的CaCl2型水中，钡在油田水中的出现是脱硫酸作用的结果 。油田水中钡的高含量
，表明存在着良好的还原环境，有利于油气的聚集
。四川盆地侏罗系凉高山组的油田水钡含量高达5367mg/L ，而且缺失 。

锶在油田水中普遍存在
，其含量变化幅度很大，低者小于1mg/L ，高者达数百mg/L(图3-69)
，主要富集在以Cl――Na+离子组合为主体的NaHCO3和CaCl2型水中 。

Sr2+、Ba2+组合是反映海相与陆相水文地质化学环境及进行水源(同源
、混源)对比的指标
。一般在陆相油田水中Sr2+，Ba2+及Sr/Ba比值低 ，而海相油田水中相对高(表3-70)。

表3-70 冀中坳陷油田水中钡锶分布

图3-69 阿克库勒及邻区油田水中钡、锶等元素分布直方图

(据蔡立国等
，2002)

3.铷 、铯组合

Rb+，Cs+在自然界分布较广 ，但一般以氯化物(RbCl2)的形式呈分散状态存在 。油田水中的铷和铯主要来源于围岩中
，在地下水处于滞流或停滞的环境中，通过水-岩相互作用而转入水中
。在地表水(海
、湖、河流)中含量较低 ，如日本海中 Rb+含量为0.33mg/L，Cs+含量只有0.002～0.01mg/L；通常卤水中含量较高
，如山东东风井卤水中Rb+为1.33mg/L。我国油田水中均含有一定量的Rb+和Cs+，前者多在0.14～40.0mg/L之间 ，后者为0.33～16.8mg/L 。江汉盆地油田水中铷含量5～12mg/L
，铯1～12mg/L；四川黑卤水中铷 、铯含量分别为5.9mg/L和3.6mg/L。

在分布上有随矿化度和深度增加而增高的趋势(图3-70)
。该组合含量的多寡可为水-岩平衡及其交替强度提供依据。

图3-70 潜江凹陷油田水中铷
、铯与矿化度、埋深关系

4.铁 、锰
、镍、铜组合

该组合是多数油田分析测试的项目，资料相对较多 。原油灰分和岩石中含有较多的微量元素 ，是油田水中Fe 、Mn
、Ni、Cu等元素的主要来源
，其含量变化较大：

Fe：0.26～56.5mg/L

Mn：0.03～11.98mg/L

Ni：0.04～5mg/L

Cu：0.03～1.65mg/L

虽然有些元素与油气有共生关系，但它们在水中赋存还受下列因素的影响与控制：

1)水文地球化学环境：稳定而浓缩的环境有利于微量元素富集
。

2)与矿化度呈直线关系：矿化度高含有较多的元素 ，矿化度低微量元素也低。

3)古湖(海)盆的特点：从淡水湖→咸水湖→盐水湖
，含量依次增加 。

4)陆相比海相油田水中相对富集Fe 、Mn、Ni
、Li等元素，V/Ni比值小于1
。

5)在凹陷中心含量增高 ，如泌陷凹陷内部的A凹、安栅 、双河等油田水中含量高于凹陷边缘的油田——下二门
、井楼等。

研究油田水中上述组合
，可为分析沉积环境或沉积岩相、判别油气成因 、追踪油气源等方面提供依据 。

5.深层元素组合

该组合主要指Au，Ag ，Re，In
，Cd等元素，目前 ，人们对其认识还比较浮浅
，但却是一个有理论意义和油气勘探价值的新课题，值得重视的新研究领域与新方向
。

当今油气勘探基本上是在有机学说理论指导下进行的。近年来 ，无机学说研究取得许多新认识和新成果 。地幔中存在烃类并沿深大断裂向上运移
，已引起油气勘查家的关注
。

水文地质的观点认为，地幔物质中的水(供氢体)与碳酸气是碳氢化合物矿物合成的原生母质。含碳氢化合物的深成热液沿深大断裂系统向上运移至地壳浅部 ，必然在地下水中留下具有深层性质的元素 。人们认识深成微量元素大都是从沿断裂分布的温泉的化学成分开始的。温泉中发现一些在陆壳中很少存在的稀有元素
。1964年
，作者调查了关中平原南北两侧沿秦岭大断裂和渭北断裂分布的温泉的化学成分(包括全国有名的临潼华清池
、蓝田汤浴等)，获得了一些深层元素的信息(如Ti、CO2 、He及放射性元素等)。

大庆油田郭占谦
、冯子辉等(1998)在塔里木盆地石油灰分中微量元素的研究成果中指出：有17种元素在生命物质中没有发现 ，其中Be
，Cr，Ag ，Cd，In
，Sb，Te ，Hf
，Ta，W ，Re
，Au，Bi 13种元素含量超过中国陆壳含量的1～3个数量级(表3-71) ，据此提出在油气勘探时要考虑地球深部内生命物质形成的非生物成因烃的问题 。

表3-71 塔里木盆地石油中特殊的微量元素

(据郭占谦等
，1998)

济阳坳陷古近系含水岩系的油田水中，普遍富集Au(0.169×10-9) ，Ag(4×10-9)及Cd
，Pb，Co ，Cr，As等一批相关的金属元素
。

我国许多CO2气藏的形成都与地幔深部物质有关
，如广东三水、苏北黄桥 、松南万金塔
、黄骅坳陷翟庄子、济阳坳陷平方王 、平南和花沟、莺歌海盆地乐东和东方及东海等CO2气藏的发现，从一个方面说明 ，在油气勘探开发中
，要重视无机成油(气)的问题。深层元素组合，与不同赋存状态(游离
、溶解、吸附)的CO2 、氦及其同位素结合 ，是发现无机成因气的有效参数 。

综上所述
，微量元素在油田水与非油田水中有一定的差异，可为油气地质预测与评价提供一方面有用信息
。但在具体应用时 ，必须考虑各元素之间的相互关系及其地球化学性质
，综合研究应用，任何单一元素的评价 ，都存在不确定性或多解性。另外对微量元素或组合而言
，绝对含量的高低不是唯一应用评价的标准，更重要的是要考虑它与区域背景值之间的关系 ，与克拉克值的比较，一般将超过区域背值的高含量元素
，视为更有应用价值的指标 。

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