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地层水的矿化度比纯水大

发布时间:2021-01-31 19:06:58

A. 有配地层水的研究机构吗如果知道底层水的各离子浓度,PH值和矿化度然后自己配的话各种物质该怎么加

酸雨的形成
1872年英国化学家Smith, R. A.在《空气和降雨:化学气候学的开端》一书中首先使用了“酸雨(acid rain)”这一术语。酸雨在当时即被定义为PH值小于5.6的大气降水。在此定义中,PH值是氢离子浓度负的常用对数。在二十度时,化学纯水的PH值等于7.0。取该值为起点,PH小于7.0的溶液为酸性的,而PH值大于7.0的溶液为碱性的。
在自然环境中,典型的,天然的酸性物质是二氧化碳,其在水中溶解并达到平衡,相应的二十度水溶液PH值即为5.6,是人们通常认为无其他杂质的大气降水具有的PH值。
同时,降水中也总含有其他影响PH值的杂质,杂质的数量和成分取决于形成云系和降水地区的特性。如海洋上空对雨水矿化度影响最大的是海盐。这时雨水PH值增大。(海水PH值大于8.0)通常,在具有碱性土壤的地区,当尘土进入降水中时,会使降水的PH值相应增大。同时在未污染大气中,除了二氧化碳以外,还有很多天然来源的酸性物质:硫化氢,二氧化硫,盐酸,氧化氮,氮酸,有机酸等。他们在未污染的大气中浓度很低,但他们在雨水氢离子形成过程中也可能起某些作用,但应该指出,这并不是我们现今所说的酸雨形成的主要原因。
酸雨的产生,主要是由于人类对大气降水成分的明显影响,其主要与100至150年持续的社会工业化有关。从地下开采出的矿石(例如,硫铁矿)和燃料,它们含有大量的硫,在精炼或燃烧过程中主要以二氧化硫形式进入大气中。在燃烧过程中约有3%的二氧化硫直接氧化为三氧化硫。以1980年的数据来看,全世界一年排入大气的硫估计为113百万吨,其中98百万吨为二氧化硫,3百万吨为三氧化硫,9百万吨为悬浮微粒的硫酸盐以及3百万吨的硫化氢,是为大气酸化的第一大成因。同时,含氮燃料的燃烧所产生的一氧化氮和二氧化氮,也是使大气酸化的原因之一。
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B. 地层水总矿化度

对鄂尔多斯盆地中部气田92个古生界地层水样的统计分析表明,总矿化度(TDS)为930~356127mg/L,多数样品为20000~180000mg/L,平均矿化度达109500mg/L,远高于海水的盐度35000mg/L,达卤水级,平均值较海水浓缩了1/3多,明显反映出本区总矿化度高、正变质程度深的特点。本区古生界地层水属中、高浓度,为长期的地层内循环、水-岩相互作用和经浓缩变质作用的综合结果。

与我国其他含油气盆地地层水比较(表3-1)可知,鄂尔多斯盆地古生界地层水总矿化度大致与塔里木、四川等盆地处于一个数量级,但较我国东部白垩系和下第三系地层水明显要高,这种差异主要与不同沉积凹陷、沉积环境、地质构造条件、母源水化学成分及水-岩相互作用等多种因素有关。

一般来说,我国中、西部地区(鄂尔多斯、塔里木、四川等盆地)古生界(尤其下古生界)地层水主要来自海相或海陆过渡相环境,尽管经历过多次构造运动,但其埋藏深,封闭条件较好,仍保存了较多的原始残余海水的特征,并且在漫长的地质发展过程中不断浓缩和咸化,受大气降水影响较小,造成现今地层水总矿化度高的特征;而东部地区白垩系(松辽盆地)和下第三系(黄骅坳陷)地层水大多来自陆相淡水环境,本身水矿化度不高,尽管在地质历史发展中也经历过浓缩和咸化的过程,但其埋藏较浅,断裂构造发育,受大气降水淋滤影响较大,导致现今地层水总矿化度低。

表3-1鄂尔多斯盆地地层水化学特征及与其他含油气盆地的比较

鄂尔多斯盆地中部气田古生界不同层位总矿化度存在明显差异(图3-3、图3-4)。可见,下古生界奥陶系马家沟组(O1m)地层水矿化度最高,为2350~356127mg/L,主要分布范围为130000~200000mg/L,平均147120mg/L;其次是上古生界太原组地层水,矿化度主要分布于67480~98110mg/L,平均87630mg/L;最低是上古生界石盒子组,其矿化度分布于1290~302600mg/L,平均12960mg/L;上古生界山西组介于太原组、石盒子组之间,山西组矿化度分布于930~90590mg/L,平均41560mg/L。而且,下古生界地层水矿化度明显高于上古生界,前者一般都大于50000mg/L,部分达到200000mg/L以上,后者大多在5000~70000mg/L之间。

图3-3中部气田古生界不同层位总矿化度(TDS)的直方图分布

图3-4中部气田古生界不同层位总矿化度(TDS)的纵向变化

上、下古生界地层水的总矿化度之所以有上述差异,笔者以为,主要与两者的沉积古环境、水母源条件、岩性、温度、水-岩相互作用等有关。下古生界地层主要发育于海相碳酸盐岩环境,埋藏深,封闭条件良好,水体发生深循环,并保存了较多的原始残余海水的特征,在漫长的地质发展过程中地层水继续不断浓缩变质,形成现今地层水矿化度高的特征;而上古生界主要来自海陆交互相或陆相煤系地层,本身水总矿化度相对较低,并且地层水埋藏较浅,封闭条件相对较差,易受地表水或大气降水的侵入,造成地层水总矿化度较低。

对鄂尔多斯盆地中部气田各井古生界地层水算出平均矿化度,得到奥陶系马家沟组地层水矿化度等值线图(图3-5)。奥陶系地层水矿化度由边缘(<100g/L)向中心(一般>100g/L)增加,主要阴离子中的Cl-含量增加,而

的总量趋向减少,反映出由边缘向中心地层水逐渐浓缩的特点。其总矿化度平面分布主要出现4个高值区(>170g/L),分别为陕25—陕5—陕33井、陕103井、陕123—陕131井、陕145—陕146—陕170井区。

图3-5鄂尔多斯盆地中部气田马家沟组地层水总矿化度(g/L)等值线图

C. 海水的总矿化度通常大于地层水的总矿化度,对吗

是的,海水中的含盐量3.5%左右,地层水大多都属于淡水,有少量苦咸水,其矿物质含量一般都小于0.3%

D. 地层水物理性质

在油气田中,油、气、水三者往往是共存的,地层水(油气田水)是与油气共存的地下水。地层水中由于溶解相当多的盐类成分,且不同地区、不同层位的地层水总矿化度变化大,因而常常影响其物性。地层水密度比纯水大,普遍大于1.0g/cm3,最大可达1.3g/cm3以上。从图3-1可见,鄂尔多斯盆地中部气田地层水密度与总矿化度呈明显的正相关关系。

图3-1鄂尔多斯盆地中部气田地层水密度与总矿化度(TDS)的关系

地层水由于受溶解物、胶质、有机烃类、矿物质及生物沾染的影响而带色,部分地区含有硫化氢的地层水,其氧化时分解出游离硫而呈淡黄绿色。若含Fe3+的胶状体时,呈淡黄色、褐色;Mn含量高的地层水呈褐色。例如,鄂尔多斯盆地中部气田陕12、陕58、陕37等井奥陶系马家沟组地层水呈淡黄色、黄色;松辽盆地北部朝阳沟阶地的四深1井地层水中Mn的含量达127.18mg/L,地层水呈褐色(黄福堂等,1999)。

一般来说,远离油藏的地层水水质无色透明,而与油藏接触的地层水中,因含有油脂乳化物而透明度较差,常呈浑浊状。鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系马家沟组地层水多数呈无色透明,水质较清,也有部分水样透明度较差,较为浑浊,如陕12井、陕37井等。

地层水因地区、层位差异,所含NaHCO3有高有低,使pH值变化大,从酸性变化到碱性,pH值一般为4~9。远离油藏的地层水无味,与油藏接触的地层水,由于水中溶解一定量的烃类,则具有汽油和煤油味,略带咸涩味。有些地区因水中含有H2S气体(如松辽盆地北部),则有腐烂鸡蛋臭味(黄福堂等,1996,1999)。

对鄂尔多斯盆地中部气田116个奥陶系马家沟组地层水样统计表明,其pH值介于3.7~8.7之间(图3-2),属于偏酸性—弱碱性,以5.0~6.5为主(偏酸性—酸性),这可能与该区高的总矿化度有关。Hanor等(1994)认为,高的总矿化度使H+活度增高,导致地层水变得偏酸性。

图3-2鄂尔多斯盆地中部气田马家沟组地层水pH值直方图分布

通过对中部气田32个奥陶系马家沟组地层水样的实测,氧化还原电位(Eh)均呈低的负值(分布在-404.6~-139.6mV之间),反映出比较还原的水化学条件。

E. 地层水的分类及其物理性质

地层水指岩石孔隙中所含有的水。为了与地球表面的水相区分,一般将地层水称为地下水。在油气地层中,水一般存在于油气层的边部、底部、层间或层内。

根据水在岩石中的存在形式,可将其分为束缚水(结合水)和自由水(重力水)。由于水分子相当于电耦极子,在固体颗粒的表面附近要受到很强的静电吸引力,因此不能在重力的作用下运动。这部分水称为束缚水或结合水。在远离固体颗粒的地方,由于静电引力衰减遵循反平方定律,水分子主要受重力作用。在重力作用下能自由流动的水称为自由水或重力水。

地层水是良好的溶剂。由于长期与岩石颗粒、石油或天然气接触,在地层水中总是含有相当多的金属盐类和一些气体。这一点与地面水完全不同。

在地层水中常见的离子有7种:①氯离子(Cl-);②硫酸根离子(

);③重碳酸根离子(

);④钠离子(Na+);⑤钾离子(K+);⑥钙离子(Ca2+);⑦镁离子(Mg2+)。

地层水中的含盐量多少用矿化度来表示。根据定义,矿化度表示水中矿物盐的浓度,用mg/L或10-6来表示。地层水的总矿化度表示水中正、负离子的总和。实验证明,矿化度对地层水的物理性质有重要的影响。

地层水中含有的钙、镁等2价阳离子的含量多少用水的硬度来表示。水的硬度高,说明钙、镁离子的含量高。在油田的开采阶段,如果地层水的硬度过高,会使化学驱油剂产生沉淀,导致驱油效果降低。因此,在地层水的硬度很高时,可以考虑事先用清水对目的层进行清洗,降低水的矿化度和硬度。

由于在地层水中溶有大量的盐类,所以天然气在地层水中的溶解量很小(一般在10.0 MPa下的溶气量不超过1~2 m3/m3)。天然气在地层水中的溶解量用溶解度来表示。如果地面上体积为1 m3的水被放置于地层的温度和压力条件下,则其所能溶解的天然气的体积称作天然气在地层水中的溶解度。天然气在地层水中的溶解度与温度、压力及矿化度有关(图2-4-1)。

图2-4-1 地层水中天然气的溶解度与压力和温度的关系

对于地层水可以从化学成分及其形成原因两方面进行分类。按其化学成分的形成原因进行分类,则分为溶滤水、沉积水、再生水和初生水。溶滤水的化学成分由对岩石和土壤的溶解作用获得。沉积水是在沉积过程中或在沉积过程后进入孔隙并被地质构造封存起来的水,其化学成分主要来源于形成沉积物的水体。再生水是在高温变质过程中从矿物结构中分离出来的水。初生水是直接由岩浆析出的水。

地层水的物理性质主要通过地层水的体积系数、压缩系数、综合弹性压缩和黏度等参数来表征。

1.体积系数

体积系数是地层水在地下的温度和压力条件下的体积与其在地面条件下的体积之比:

岩石物理学基础

式中:Bw为地层水的体积系数;Vw为地层水的体积,其在地面上的体积用Vws代表。

地层水的体积系数是温度、压力及天然气溶解度的函数,其值在1.01~1.02之间。如图2-4-2所示,地层水的体积系数随着温度的增加而增加,随着压力的增加而减小;溶解有天然气的地层水比纯水的体积系数大。

图2-4-2 地层水的体积系数与压力和温度的关系

实线:溶有天然气的水;虚线:纯水

2.压缩系数

压缩系数是指在恒温条件下,单位体积的地层水在压力改变一个单位时所发生的体积变化:

岩石物理学基础

式中:αw为地层水的压缩系数,MPa-1;Vw为地层水的体积;T为温度。

地层水的压缩系数与压力、温度及所溶解的气量有关(图2-4-3)。

3.黏度

地层水的黏度与压力、温度和矿化度有关。图2-4-4说明,地层水的黏度随着温度的升高而大大降低,但几乎与压力的变化无关。另外,地层水的黏度也几乎与矿化度和溶气量的变化无关。

图2-4-3 不含有溶解气时的地层水压缩系数与温度、压力的关系

F. 地层水矿化度高能说明地层容易出水吗

应该是不容易出水吧,
矿化物高的话
说明在地底下的时间比较久啦
经常流动的时候不会这样的。

G. 溶液中水的电离程度比纯水大是什么意思

溶液中有水解问题
溶液中
水的浓度越大
也就是水越纯
它的电离程度就越小
当水中有别的电解质的时候
就是水的浓度降低了
浓度下降
促进电离正向移动

H. 如何识别真正的地层水(油田水)

油田投产初期试油、或者油田初见水时应该有地层水资料,主要是氯根、水型、水总矿化度三个数据,后期的资料和它对就行了

I. 地层水的矿化度怎么定义怎样测定地层水的矿化度

地层水中含各种离子、分子、化合物的总量,以g/l表示。
利用岩心样品测定地层水矿化度
利用地球物理测井测定地层水矿化度

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