地下水与油气资源概论
地下水资源保护与利用
02
通过国际会议、学术交流等方式，分享各国在地下水资源保护
与利用方面的经验和技术成果，促进共同进步。
国际法规与标准
03
参与制定和遵守国际水资源保护与利用法规和标准，推动全球
水资源治理体系的完善。
未来地下水资源保护与利用的趋势与展望
可持续利用
强调地下水资源的可持续利用，平衡经 济发展和生态环境保护的需求。
加强科研和技术创新，研发更高效、环保 的地下水保护技术和方法。
地下水保护的法律法规
国家法律法规
各国政府应制定和完善关于地下水保护的法律法规，明确地下水 保护的目标、原则、管理措施和法律责任等。
地方性法规和规章
地方政府应根据国家法律法规，结合当地实际情况，制定更为具体 的地方性法规和规章，加强地下水资源的保护和管理。
提高居民生活水平
保证居民生活用水的质量和供应，对于提高 居民生活水平具有重要意义。
维护生态平衡
合理利用地下水进行生态补水，有助于维护 河流、湖泊等水体的生态平衡。
地下水利用的限制与挑战
水位下降
长期抽取地下水会导致 地下水位下降，甚至等都可能污染
促进循环利用
加强废水处理和循环利用，减少对地 下水的污染。
加强国际合作
与其他国家和地区开展合作，共同保 护和合理利用地下水资源。
05
地下水资源保护与利用的未来展 望
新技术与新方法在地下水资源保护与利用中的应用
遥感技术
利用卫星遥感技术对地下 水进行监测，实现大范围 、实时、动态的水资源评 估。
人工智能
地下水资源保护与利用
汇报人：可编辑 2023-12-30
目录
• 地下水资源概述 • 地下水资源的保护 • 地下水资源的利用 • 地下水资源的管理 • 地下水资源保护与利用的未来展望
石油天然气与油田水
第一节 石油
一、石油旳概念
• 石油(Petroleum)是以液态形式存在于地下岩石孔隙中旳可燃有机矿产。
• 在地下油气藏中，石油不论在成份上还是在相态上都是极其复杂旳混合物。 • 石油是由多种碳氢化合物与少许杂质构成旳液态可燃矿物。
• 在成份上以烃类为主，具有数量不等旳非烃化合物及多种微量元素； • 在相态上以液态为主，溶有大量烃气及少许非烃气，并溶有数量不等旳烃
0.25%作为贫氮和高氮石油旳界线。
石油中氧含量一般分布在0.1%-4.5%，极少超出2%，氧主要富集 在石油高沸点馏分中，其含量与石油旳次生变化程度有关。
除上述5种元素外，石油中还具有几十种微量元素，它们构成了石油中旳 灰分，其含量变化从十万分之几到万分之几。它们与自然界有机质中旳微量元
素构成十分相近，被作为石油有机成因旳证据之一。
（一）元素构成
➢ 石油旳元素构成主要是C，H，其次是S、N、O。
➢ 石油旳平均元素构成，根据Hunt（1996）统计，碳85%、氢
13%、硫+氮+氧2%。碳、氢两元素主要呈烃类化合物存在，是石油 构成旳主体。硫、氮、氧元素构成旳化合物大多富集在渣油或胶质 和沥青质中。 ➢ 石油中碳含量一般为82%-87%，氢含量一般为11%-14%，两元素 在石油中一般占95%-99%。碳、氢元素质量比（C/H）介于之间，平 均值约为6.5。
类和非烃类旳固态物质。
原油（Crude Oil）：采至地表旳液态石油(Petroleum) 烃类（Hydrocarbons）：由碳（C）和氢（H）两种原子构成旳化合物
二、石油组分、族分和馏分
石油旳馏分 是利用构成石油旳化合物具有不同沸点旳特征，加热蒸馏，将原油切割成不
同范围（即馏程）旳若干部分，每一部分就是一种馏分。
地下水科学概论[整理版]
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《地下水科学概论》一、名词解释。
第一章地下水分布1. 地下水：分布在地下岩石空隙之中的水。
2．岩石的透水性：岩石允许水透过的能力。
3. 结合水：由于固体颗粒表面的静电作用而吸附在颗粒表面的水。
4. 重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。
5. ★☆毛细水：在毛细力作用，水从地下水面沿着细小空隙上升到一定高度，形成一个毛细水带6. 支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持。
7．孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水。
8. 悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水。
9. 空隙：地下岩石中没有被固体颗粒或固体骨架占据的那一部分空间。
10. 多孔介质：含有空隙的固体称为多孔介质。
11．孔隙：松散的（或未固结的）固体颗粒之间或颗粒集合体之间的空隙。
12．★孔隙度：某一体积的孔隙介质中孔隙体积与孔隙介质体积之比。
13. ★孔隙比：某一体积孔隙介质内孔隙体积与固体颗粒体积之比14. 有效空隙：相互连通而能使水流通过的孔隙称为有效空隙。
15. 孔隙介质的比表面积：一定体积的孔隙介质中所有颗粒的总面积与孔隙介质体积之比。
16．裂隙：固结的和坚硬的岩石在成岩过程中或成岩以后由于受到一些地质营力的作用而形成的沿一定平面方向展布的空隙。
17．★裂隙率：一定体积的裂隙介质内裂隙的体积与裂隙介质体积之比。
18．溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。
19．岩溶率：一定体积的岩溶介质内溶穴的体积与岩溶介质体积之比。
20. ☆容水度：一定体积的多孔介质完全被水饱和时所能容纳的水的体积与多孔介质体积之比。
21．★持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。
22. ★☆给水度：一定体积的饱水多孔介质在重力作用下释放出的水体积与多孔介质体积之比（重力给水度：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积）。
《石油地质基础》-7-油气水
第二部分
油气地质学
油气藏与固体矿藏的区别
油气的可流动性决定了油气的生成地往往不是其成 藏地，二者可相去甚远；而固体矿藏的生成地一般即 为其储存地。 固体矿藏可在地表及近地表找到；而油气易被氧化 或挥发，所以在地表只能找到油气苗或沥青脉，有工 业价值的油气藏大多深埋地下。 固体矿藏形成后不易被破坏，所以对保存条件要求 不高；而油气藏形成后很容易被破坏（分子扩散、水 动力冲刷、细菌降解等等）或被改变性质（如高温裂 解），所以现今地壳中的油气分布是油气藏形成、破 坏、再形成的对立统一结果。
切割 温度 ＜35 ℃
第一节
石油的组成及性质
三、石油的物理性质
由化学组成决定。 （一）颜色 浅黄色～黑，但深 色石油居多。 无色石油（四川黄瓜山、大港）可能与油气运移 中胶质、沥青质被岩石吸附有关。 石油的颜色主要取决于沥青质的含量。
第一节
石油的组成及性质
（二）相对密度 ——20℃的石油与4℃纯水单位体积的重量比，一般 为0.75～1.00，也有＞1.0者（我国孤岛馆陶组石油： 0.93～1.026；前苏联苏拉汉石油0.71） 决定因素——胶质、沥青质含量； ——大分子烃类含量； ——溶解气含量。 ——我国的石油以0.82-0.89居多（沥青质少，胶质 多，故粘度高，密度低） 重油、轻质油界线：国际—0.934；我国—0.92
第一节
石油的组成及性质
（1）含硫化合物 ——有害物质，对机器、管道、油罐、炼塔腐蚀。 ——所有原油中都含有一定量的硫，但不同原油的 含硫量相差很大，从万分之几到百分之几。原油中 有机硫化物已鉴定出250种。除元素硫以外，主要 以硫醇、硫醚和噻吩类等出现。
第一节
石油的组成及性质
噻吩 thiophene (C4H4S)
第5章--地下水概论课件
5.1 自然界中的水
3、给水性
当地下水位下降时，其下降范围内饱水岩石及相应 的支持毛细水带中的水，在重力作用下，从原先赋存的 空隙中释放出，这一现象称为岩石的给水性。
给水性在数量上用给水度表示。 给水度定义为：在单位水平面积岩层柱体中，当潜水 位下降一个单位时，在重力作用下释放出来的水量。给 水度以小数或者百分数表示。
5.2 地下水分类
5.2 地下水分类
上层滞水因完全靠大气降水和地表水体直接入渗 补给，水量受季节控制特别显著。一些范围较小的上 层滞水旱季往往干枯无水，当隔水层分布较广时可作 为小型生活用水水源。
这种水的矿化度一般较低，但因接近地表，水质 容易污染，作为饮用水源时必须加以注意。
5.2 地下水分类
5.1 自然界中的水
4、气态水、固态水
在未饱和的岩石空隙中，存在着气态水。气态水与 大气中的水汽联系紧密，随空气流动而运移，在一定温 度、压力条件下，与液态水相互转化，两者之间保持动 平衡。
岩石的温度低于0度时，空隙中的液态水转为固态水。 我国北方冬季常形成冻土。东北及青藏高原，有一部分 地下水多年中保持固态，这就是所谓的多年冻土。
三、潜水
1、潜水的特征
潜水是埋藏于地下第一个稳定隔水层之上，具有 自由表面的重力水。
它的上部没有连续完整的隔水顶板，通过上部透 水层可与地表相通，其自由表面称为潜水面。
5.2 地下水分类
图5-8
5.2 地下水分类
潜水的埋藏条件，决定了潜水具有以下特征。
（1）由于潜水面之上一般无稳定的隔水层存在，因 此具有自由表面，为无压水。有时潜水面上有局部的隔 水层，且潜水充满两隔水层之间，在此范围内的潜水将 承受静水压力，而呈现局部承压现象。
工程地质学5地下水ppt课件
遍存在着孔隙
孔隙率
nv
Vv V
100%
岩土孔隙率的大小，主要与颗粒的形状、排列情况及颗粒的分选性和 压密、胶结情况有关。松散沉积物的孔隙率一般很大，可达20%-60%
沉积物的孔隙率范围
沉积物
孔隙率(％)
分选好的砂或砾 砂砾混合物 粉砂 粘土
25-50 20-35 35-50 35-60
达西定律
1856年法国学者 Darcy对砂土的渗 透性进行研究
渗透试验
结论：
水在土中的渗透速度与试 样的水力梯度成正比
达西定律
v=KI
水力梯度，即沿渗流方向 单位距离的水头损失
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
§5.2
地下水类型及其主要特征
5.2.1 地下水类型
地下水起源分类
动画
渗 透 水
大气降水 冰雪溶水 地表水 渗入地下 聚集的水
凝 结 水
水蒸气 凝结后 渗入地下 的水
受地形和 河流位置
的影响
受底板隔水 层高度变化
的影响
受含水介质 渗透性变化
的影响
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
潜水的补给和排泄
补给源： 大气降水、地表水、深层地下水及凝结水， 其中大气降水是主要来源。
石油、天然气与油田水
用途：石油有机成因证据之一。
精选ppt
10
第一节 原油的组成及性质
（3）含氧化合物： 大多数原油中的含氧量在0.1％～1.0％之间，个别的达3.0％。主要有：醇
（ R—OH ） 、 酚 （ Ar—OH ） 、 醚 （ R—O—R ） 、 醛 （ R—CO—H ） 、 酮 （R—CO—R）和酸（R—COOH）。原油中含氧化合物主要是酸性含氧化 合物，其中环烷酸最多，占酸性物质90％以上。
第一节 原油的组成及性质
（2）含氮化合物：
原油中的氮含量通常在0.05％～0.5％范围内。原油中的 氮含量是随馏分沸程的升高而增加的。原油中氮约有90％ 存在于渣油中。
对于原油中的含氮化合物，尤其是较重馏分中的含氮化 合物，由于在分离和鉴定上的困难，迄今尚未完全弄清楚， 一般按酸碱性分为碱性和非碱性两大类。对碱性含氮化合 物研究较多，已鉴定出大约80多种单体化合物，主要是吡 啶、喹啉、异喹啉的同系物和卟啉。卟啉化合物是石油有 机成因的重要生物标志物。中性含氮化合物有吡咯、吲哚、 咔唑的同系物等。
第一节 原油的组成及性质
2、原油的化学组成
在原油的化学组成中，按照化学结构可分为： • 烃类(Hydrocarbon)：指全部由氢和碳原子构成的化合物 (CH4，C2H6 ...) ——
烷烃、环烷烃、芳香烃
精选ppt
4
第一节 原油的组成及性质
(1)烷烃： 属饱和烃（CnH2n+2） C1~4气态，C5~16液态，C17+固态 A.正构烷烃 属直链烃 -C-C-C-C在原油中正构烷烃的含量是较高的，其含量一般为15％～20％。 原油中已检测出C1～C40的各种正构烷烃。 含量高低取决于：（1）生成条件—原始有机质的性质。 （2）烃源岩的热演化程度。
国外有关地下水与油气关系的论述
国外有关地下水与油气关系的论述地下水和油气是地球上两种重要的自然资源，它们之间的关系备受关注。
国外学者对地下水和油气关系的研究已经有了很多成果，下面将从地下水和油气的形成、分布、开采等方面进行论述。
一、地下水和油气的形成地下水是地球表面降雨、融雪等水分渗透到地下岩石层中形成的水体。
而油气则是由有机质在地质历史长期作用下形成的。
在地球表面，有机质主要来源于植物和动物的遗体，经过埋藏、压实、加热等过程，形成了石油和天然气。
二、地下水和油气的分布地下水和油气的分布都与地质构造密切相关。
地下水主要分布在地下岩石层中，其分布范围受到地质构造、地下水循环、地下水补给等因素的影响。
而油气主要分布在沉积岩层中，其分布范围受到沉积环境、沉积物质的来源、沉积速率等因素的影响。
三、地下水和油气的关系地下水和油气之间存在着密切的关系。
首先，地下水可以作为油气的运移介质，促进油气的运移和聚集。
其次，油气的开采也会对地下水造成影响，如地下水位下降、水质污染等。
因此，在油气开采过程中，需要采取相应的措施保护地下水资源。
四、地下水和油气的开采地下水和油气的开采方式不同。
地下水的开采主要采用井水抽取法，即通过井筒将地下水抽取到地面上。
而油气的开采则主要采用钻井法，即通过钻井将油气从地下岩石层中开采出来。
总之，地下水和油气是地球上两种重要的自然资源，它们之间存在着密切的关系。
国外学者对地下水和油气关系的研究已经有了很多成果，这些成果对于我们更好地保护地下水资源、合理开采油气资源具有重要的指导意义。
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1、古水文地质条件:主要包括古水动力条件（沉积（压榨）和渗透作用两个水文地质阶段的古水动力条件）、古水化学条件（它取决于地下水的起源，即地下水的原始成分，但更重要的是后期的改造. ）
及古地温条件(古地温不仅决定着地下水的古温度，而且对水化学组分的形成与变化及油气的生成与演化都起着重要的作用)等
7、主要有常量组分、微量元素及地温等。
1）常量组分
油田水的常量组分特征表现在三个方面：
一是离子组分，其含量最多的阴离子，一般是Cl-，其次是HCO3-，而SO42-，缺少或含量甚微，阳离子最多的是Na+；
二是水型，其最主要的一般是NaHCO3型与CaCl2型水；
三是矿化度，其一般都是比较高的。
这些特点所反映的实质是，油田水一般是处在比较深的，封闭条件比较好的，有利于油气生成和保存的还原环境之中。
也正是在这种环境中，温度高、浓缩作用强，水中溶解度大的NaCl含量才会比较富集，矿化度才会比较大。
在这样的环境中，脱硫酸作用最容易进行，致使水中SO42-含量大减，甚至缺失，HCO3-相对得到增加
2）微量元素
一般认为微量元素在油田水中的赋存，大都与形成油气聚集的地球化学和生物化学环境有关。
因此，对它们的研究是有重要理论和实际意义的。
利用单个微量元素的高含量去识别油田水，去追索跟油气的关系是很有意义的。
常用的微量元素组合有锂、铷、铯;氟、氯、溴、碘；铁、铍、锶、钡；铜、锌、硒等。
3）地温
地下水温度测量是近年来崛起的找油指标，它控制着水中元素的富集，促使元素扩散和运移。
含油地区一般都具有较高的地温梯度，我国一般是 3.4-4.5 /100m，最高6-8/100m。
据此，可以预测油气藏
8、（1）常量组分方面
水型来看：
海相油田水比较单一，一般都为CaCl2型NaHCO3型，其中更为普遍的是前者。
陆相油田水，水型相对要复杂一些，除上述两种水型外，尚有Na2SO4型水，个别还出现MgCl2型水。
离子组分方面：
Cl-、Na+占优势是两种油田水的共同特点。
不同处：海相油田水Ca++、Mg++相对多一些；陆相油田水HCO3-多一些；SO42-虽然两种水都比较少，但对陆相油田水来说，其含量变化大，总的特点，比海相油田水含量要高。
矿化度方面：两种油田水都比较高，但陆相油田水的变化大，
总体看，比海相油田水要小一些。
（2）有机质组分方面
陆相与海相油田水都比一般地下水有较高的含量，但在具体成分上却有一些不同。
陆相油田水所含的有机质，如前所述：
烃类气体的特点是总烃高，组分全，重烃多，缺少不饱和烃，属甲烷-重烃系列。
陆相与海相油田水都比一般地下水有较高的含量，但在具体成分上却有一些不同。
陆相油田水所含的有机质，如前所述：
烃类气体的特点是总烃高，组分全，重烃多，缺少不饱和烃，属甲烷-重烃系列。
（3）微量元素的富集
陆相与海相油田水均赋存于稳定而又浓缩的水文地球化学环境中，因而都有利于微量元素的富集。
但由于陆相油田水类型多样，水的矿化度变化比较大，而总体看比海相油田水要低，所以从微量元素含量上来看也相对稍低。
（4）重同位素的含量
海相与陆相油田水中都含有比较高的重水（D2O）及重同位素（δD、δO18及δC13）。
但由于陆相湖盆相对于海湾的水体来说较浅、较宽，同位素单向分馏作用较强，故重水和重同位素的含量是比海相油田水略高。
9、主要有两方面的意义
（1）根据油田水水化学特征可以进行找油找气工作。
实践证明，不仅可以根据深层水的水化学资料去进行，而且在一定条件下还可能根据油田水水化学特征在浅层地下水、潜水，甚至地表水中的效应去进行。
（2）根据现代水化学资料可以判断油气聚集和保存的条件
大量资料说明，对油气聚集和保存最有利的环境应是渗透水交替缓慢和停滞的环境。
从现代水化学特征来看，一般这样的地区是以Cl-、Na+为主的高矿化水分布区。
5、当水与岩石接触时，水中某些阳离子替换了岩石颗粒表面吸附的某些阳离子，改变了地下水的化学成分，这种作用称为阳离子交替吸附作用；阳离子交替吸附强度取决于许多因素，如阳离子的交替吸附能量、岩石的粒度、水中阳离子的浓度以及介质的pH值等。