海拉爾盆地地層水分析

丁 鼎

（大慶鉆探集團地質錄井一公司資料采集一大隊，黑龍江 大慶 163000）

海拉爾盆地具有其自身獨有特征，首先該盆地為斷陷沉積盆地，多物源、近物源是該盆地的特性，總體上表現為斷裂發育，且變化相對較快、相帶相對較窄。海拉爾盆地儲層主要沿斷裂分布，在濁積扇、水下扇以及淺湖砂體，在所有層斷中，大磨拐河組以及南屯組為主要的砂體發育層段，也是油氣的主要出產層段。而在油氣出產層段中，地層水是主要的盆地流體，而地層水的流動循環會對油氣分布以及礦物質移動造成巨大的影響。

1 地層水化學性質分析

1.1 礦化度

在海拉爾盆地地層水中進行分層系取樣分析，分別取樣200個，通過水樣進行分析可以看出，該區域地層水具有明顯的微咸水特征。同西部其他盆地地層水比較分析，該區域礦化度明顯較低，同高礦化地層水相比，有時能低一個數量級。而同松遼盆地相比，該區域地層水礦化度又相比高出許多。另外其水中氯離子以及常規離子含量均偏高。最顯著的特征在于地層水中碳酸氫根離子含量能占到用礦化度的一半左右，而在大多水樣中碳酸氫根含量相對較高，這種現象較為罕見，因而對于碳酸氫根的來源需要進行特殊的研究。

1.2 常規組分

地層水的常規離子中，陽離子含量為Na++K+>Ca2+>Mg2+，高的HCO3-含量是海拉爾盆地地層水的一個重要特征。海拉爾盆地Cl-含量達80mg/L～1200mg/L，與中國其他盆地相比明顯偏低。植物細菌不會攝取氯離子，也不會吸附至粘土表面，而氯鹽具有較大的溶解度，因而沉淀析出率相對較小，因而氯離子在地下水中最為穩定。在礦化度同氯離子之間海拉爾盆地不存在良好的正相關關系，因而，可以說盆地中地層水的主要來源并非蒸發濃縮所致。

1.3 微量組分

微量元素是地層水中重要的組分，在海拉爾盆地中，地層水含有各種微量元素，B3、碘、溴等，從含油中心向四周海拉爾盆地地層水中離子濃度逐步遞減。

2 Na++K+以及HCO3-如何控制地層水礦化度

從海拉爾盆地各個層系取水樣200個進行分析，將200個水樣分別進行分析，通過計算機軟件對分析結果進行計算總結，得出各個離子同地層水礦化度之間的聯系。其中可以明顯看出，礦化度會受到碳酸氫根離子和鈉離子、鉀離子的影響。同碳酸氫根離子之間的相關系數為0.983，Na++K+與礦化度、HCO3-之間相關性也非常好，相關系數分別為0.997、0.965。而Cl-和S-與礦化度之間相關性較差，相關系數<0.3，表明盆地地層水的總礦化度完全受HCO3-和Na++K+組分的控制。

3 HCO3-成因以及Na+成因

同其他盆地結構相比較，在海拉爾盆地中，碳酸氫根離子在地層水中的濃度相對較高，因而可以推斷碳酸氫根離子具有特殊來源。通過分析，在該地區多口井中都發現了天然氣的存在，且天然氣中含有大量的二氧化碳，因此對該地區地層水進行二氧化碳的分壓計算，通過計算結果可以看出在地層水中存在二氧化碳。若地層水中進入二氧化碳，那么就增加了水中碳酸根離子的含量，并且由于外界二氧化碳進入地層水導致碳酸根離子的增量必然小于碳酸氫根離子的增量。而鈣長石以及鈉長石會在酸性環境中受到酸根離子的作用而發生溶蝕，從而形成了鈉離子、鈣離子。碳酸根會同溶蝕產生的部分鈣離子發生結合，生成碳酸鹽，降低鈣離子濃度。但是鈉離子卻始終可以保持較高的濃度。分析盆地碳酸鹽碳同位素可以發現，膠結物中的碳同位素為重碳同位素，從而可以推斷，碳酸鹽膠結物成因主要為無機成因。因此可以斷定，膠結物的產生同有機成因二氧化碳沒有過多的關系。在海拉爾盆地中存在的碳鈉鋁石，其成因應當同無機二氧化碳具有緊密的聯系。所以，該區域中次生空隙的出現大多為深部二氧化碳侵入所致。

4 地層水的成因

海拉爾盆地屬于沉積盆地，因而其地成水來源主要有四種，即海水、地表水、變質水以及蒸發殘留水。來源不同的水其水分子中含有的同位素組成特征也不同。海水中δD與δ18O接近0，有些則直接等于0；而在變質水中，δ18O較高，這是變質水的主要特征；而在蒸發殘留水中，可能會存在D與18O損耗現象，或者D和18O富集問題，而對δD與δ18O之間相關性分析上可以看出，其相關圖分布呈現出彎鉤狀。對海拉爾盆地地層水進行氫、氧同位素分析，結果表明δ18O為-12.07×10-3～-16.76×10-3（SMOW），δD為-96.45×10-3～-132.44×10-3（SMOW），表現為輕同位素的特點。對海拉爾盆地中地層水同位素特征進行分析可以看出，部分組成為靠近淡水線，有些則是在線上，相比較于其他沉積盆地可以看出海拉爾盆地中的地層水來源主要為地表水，還有部分可能來自弱蒸發。

結語

（1）海拉爾盆地地層水總礦化度為1800mg/L～25000mg/L，平均值為8600mg/L，低于海水的鹽度35000mg/L，具有微咸水的特點。南屯組和大磨拐河組地層水的礦化度較其他層位明顯要高，這與油氣分布層位相一致。

（2）地層水的陽離子含量為Na++K+>Ca2+>Mg2+，Na++K+含量平均為2500mg/L，陰離子為HCO->Cl->CO2->SO2-，HCO-3343含量平均為4800mg/L。地層水為NaHCO3型水。Na++K+、HCO3-；與礦化度之間具有非常好的相關性。

（3）在海拉爾盆地地層水中，碳酸氫根離子主要來自深層二氧化碳上侵，從而在地層水環境中發生了化學反應，而地層水中的鈉離子則是鈉長石在溶蝕作用下溶解所致。

（4）通過對海拉爾盆地中氫、氧同位素進行分析，可以看出地成水來源為大氣淡水，還有部分為弱蒸發。另外地層水礦化度相對較高，以此表明該海拉爾盆地儲層具有較高的封閉性，且水動力相對較小，因而油氣藏儲存能力相對較高。

[1]王前平，劉立，張新濤，等.海拉爾盆地貝爾凹陷三疊紀布達特群一早白堊世大磨拐河組儲層孔隙縱向分布特征[J].世界地質，2005，24（03）：225-229.

[2]王大銳.油氣穩定同位素地球化學[M].北京：石油工業出版社，2000：118-122.