特征的起源和演化潜山地层水的冀中萧条,中国,用地球化学数据的多元统计分析

文摘

地下水样本潜山冀中抑郁使用两种统计分析进行评估:分层聚类分析(HCA)和主成分分析(PCA)。样本分为四个集群、C1-C4 HCA和水化学类型的C1-C4 HCO₃na, Cl·HCO₃na、Cl-Na Cl-Na·Ca。从C1, C2, C3和C4,水岩相互作用变得越来越密集,rNa / rCl得到较低的总溶解固体和r (Cl-Na) / rMg获得更高。三个组件的PCA解释86.87%的方差。Component1 (PC1),特点是非常积极的载荷在Na⁺和Cl⁻蒸发浓度有关。于Component2 (PC2)被定义为高度积极的加载和大气水的影响有关。Ca积极高载荷^{2 +}在钠和高负载荷⁺和 ,component3(生物)表明斜长石的钠长石化。HCA和PCA在水文地质背景的组合允许研究区域的划分成五个动态领域。从补给区放电区域,大气水的影响变弱和水岩相互作用,如蒸发浓度和斜长石的钠长石化成为密集。因此地下水水化学演化潜山显示路径,从C1, C2, C3和C4。潜山储层在冀中抑郁是主要分布在水动力阻塞和放电区域;因此这两个地区油气运移的有利区域。

1。介绍

在石油盆地,油气总是与地层水在多孔地层单位。生烃、迁移、积累、保存和损失发生在地层水的环境或都伴随着地层水的参与(Davisson et al . 19911- - - - - -3])。含油气盆地中地层水起着至关重要的作用的媒体传输和分配过程中物质和能量的生烃、迁移和积累。化学成分、起源和演化可以直接或间接地反映沉积盆地油气保存条件的封闭收获(4- - - - - -6]。因此,了解起源、进化和控制地层水的成分是相当重要的沉积盆地油气勘探目标的成功的评价(7]。地层水的化学和同位素组成是广泛应用于沉积盆地研究的起源、进化和水文地质条件。然而,地层水的起源和演化仍在讨论(8,9]。一般来说,地层水的起源以前被归因于大气水,蒸发浓缩的海水或岩盐溶解10- - - - - -12]。

近几十年来,多元统计技术,如分层聚类分析(HCA)和主分量分析(PCA)已经成功地作为一个有效的工具来分析浅层地下水的起源和演化是少于200米深。萨利et al。13]应用主成分和集群分析微量元素化学的地下水和识别rock-water交互流程。克劳蒂尔在研究et al。14),多变量统计方法应用于地下水样品进行分类和确定地球化学过程控制地下水地球化学。Yidana et al。15)应用集群和评估的主要控制因素分析化学的地表水资源。上述研究表明,多元统计技术,如HCA和PCA,大大有助于浅层地下水进行分类和识别影响地下水化学的主要机制。

作为第二个主要构造单元的渤海湾盆地冀中抑郁症是一种非常典型的地区在中国的浓缩潜山油气藏。最大的潜山油田China-Renqiu油田占地面积80公里²1975年,发现于冀中抑郁(16]。在接下来的十年里,被发现后的20多个潜山油田先后发现了。这些潜山油田的已探明石油储量5.5×10⁸t,占总数的60%已探明石油储量在那个时期冀中抑郁症(17,18]。然而,潜山油藏的勘探进入一个安静的阶段在冀中抑郁和几个潜山油藏被发现在接下来的20年。近年来,已经取得了许多进步潜山油藏的勘探技术和一些潜山油藏被发现,包括Wengu 3 Niudong 1张3张6,展示良好的勘探前景潜山油藏在冀中抑郁19- - - - - -21]。

几项研究已经进行研究在潜山地层水的起源22- - - - - -24),其中大部分使用传统的图形化的工具,如piper情节,散点图,箱形图,图和僵硬的模式,并占地球化学数据进行分类。潜山的水文地球化学的理解是一个好机会,进一步使用统计分析,定量方法允许我们对地层水样品进行分类,探讨化学参数之间的相关性,评价地层水样本之间的相似性。相比传统的图形化的工具,使用统计方法更好的识别控制地层水的地球化学演化过程有一些优势。首先,传统图形的利用率的方法单独总是有限的由于缺乏客观的标准来区分不同类型的地层水和分裂成不同的水化学相总是定性而不是定量(25]。其次,传统图形方法总是缺乏清晰显示,大型数据集(26]。

迁移、积累和油藏的保存也与地层水的运动密切相关,是一个很好的积累和石油化学成分之间的对应。李等人。27]研究了鄂尔多斯盆地三叠系地层水的化学成分和显示的主要离子的地层水和钠⁺更有利于油藏保存。王等人。28]研究了地层水特性的影响对东濮凹陷文留地区油气成藏,渤海湾盆地;结果表明,浓度高的区域 ,Na⁺,Ca^{2 +}相关油气富集区域。因此,理解化学成分、起源、进化,和控制地层水的构成提供理论和实践指导的潜山油藏勘探冀中萧条。冀中坳潜山的深度超过2000米,最深处5000米。在先前的研究中,多元统计技术如HCA和PCA主要是应用于分析浅层地下水的起源和演化。浅层地下水温度较低(< 50°C)小于200米深,人类活动影响和大气水扮演重要角色在浅层地下水的形成。与浅层地下水相比,在潜山地层水高温(> 100°C)是深2000多米;人类活动的影响和大气水的影响弱,水岩相互作用成为密集。此外,一些水岩相互作用只能发生在深部地层水温度高。斜长石的钠长石化效果,例如,它只能发生在温度从100°C到150°C (29日]。在这项研究中,两种多元方法,HCA和PCA,用来分析地球化学数据,地质和水文地质条件是用来更好地评估起源和演化的深层潜山地层水的冀中萧条。分布特征的基础上已探明石油储量在潜山地层水的含义之间的演化和油气分布,它将提供理论和实践指导类似油藏的勘探,已被调查。

2。地质和水文地质

冀中抑郁,位于渤海湾盆地的西部(BGB)(图1抑郁症),是一个新生代沉积形成于华北的地下室平台。这是一个细长的half-graben,燕山隆起北部接壤,南Xingheng隆起,太行山隆起,沧县隆起东部,占地面积32000公里²(图1)。它分为三个部分,两个电子战SWW转换带,东部、中部,分别和西部地区。南区包括石家庄凹陷,Jinxian凹陷,苏禄凹陷,济宁隆起,中间区由Raoyang凹陷、保定凹陷,Shenxian凹陷,Gaoyang隆起,Shenze隆起,礼斜率和和北方区可分为北京凹陷,凹陷、Langgu凹陷,Xushui凹陷,武清凹陷,分别Baxian凹陷,大兴隆起,Niutuozhen隆起,荣成隆起,Niubei斜率,Yangcun坡,Wenan斜率。

在扩展的地质时期,冀中抑郁症经历了三个发展阶段,即地槽,平台,裂谷阶段。在地槽发展阶段(3.5 -18亿年前),研究区经历了富平,五台,和吕梁的造山运动,形成了古老基底花岗岩和角闪石片岩组成。在随后的平台发展阶段(1.8 -02亿年前),盆地沉积的一套海相碳酸盐沉积物的厚度高达6.8公里。海西、印支造山运动的影响下,海洋碳酸盐反复遭受风化剥蚀和潜山在这个阶段形成。印支造山运动后,研究区域进入裂谷盆地阶段(02亿年前至今),沉积了一套陆相沉积的8000 (30.,31日]。

盆地的研究区域可分为两部分:组的底部由古生代海相碳酸盐,上部是新生代陆相碎屑沉积(数字2和3)。从下到上,可分为六个形态:上部的Kongdian (Ek),沙河街组(Es),东营(Ed)、馆陶组(Ng), Minghuazhen (Nm)和8地层(Qp)。平原的形成(Qp)包括黄色粘土粉和细砂岩。Minghuazhen形成(Nm)由浅灰色砂岩、含砾砂岩、棕红色泥岩。馆陶组地层(Ng)由紫红色泥岩与浅灰色细粒度的砂岩。东营形成(Ed)由三个单元:下部开始紫红色泥岩与灰色泥岩,中间部分是由灰色泥岩夹粉砂岩,和上部主要由浅灰色砂岩和紫色泥岩层。沙河街组地层(Es)可以进一步分为四个成员根据岩性和电特性:沙河街组1 (Es₁),沙河街组2 (Es₂3 (Es),沙河街组₃(Es)和沙河街组4₄)。沙河街组1包括灰色泥岩、钙质页岩、钙质砂岩,向上逐渐改变成紫红色泥岩,灰色砂岩。沙河街组2由红色,枣红色砂岩和泥岩组成。沙河街组3是深灰色泥岩夹层与细粒度砂岩组成,这是最重要的烃源岩之一。沙河街组4 (Es₄)由灰色泥岩与浅灰色砂岩夹层之间的白云石和石膏,这是另一个重要的烃源岩。Kongdian形成(Ek)包括红色砂岩和砂质泥岩组合成的斑叶,向上逐渐改变为灰色泥岩夹石膏泥岩(32]。

底部,海洋碳酸盐岩风化,由Wumishan形成的蓟县系统(Jxw);寒武纪(∈)和奥陶系(O)是本研究的重点。蓟县的Wumishan形成系统,主要分布在研究区西部,由白云岩、泥质白云岩。寒武纪(∈)和奥陶系主要分布在研究区东部,由石灰岩组成。潜山风化海洋组成的碳酸盐,直接覆盖了或这是两个主要在研究区烃源岩。碳氢化合物,生成的或烃源岩,迁移直接或通过fault-unconformity潜山圈闭。

在研究区,有五个含水层(Ng,艾德,Es₂艾克,潜山)和四个如何(Nm, Es₁,西文₃,西文₄)。地层水的Ng地层组成的河流相的特征是低盐度(< 5 g / l)和高rNa / rCl (> 3.0) [33]。稳定同位素值Ng地层水的形成,这是类似于现在的雨水,表明它与大气水的影响。Ek, Es, Ed的形成,由陆相湖盆口供深2000多米,很少露头。Ek的地层水,Es, Ed形成的特点是高盐度(10 ~ 100 g / l)和较低的rNa / rCl (< 3.0) [33]。在屈原等人的研究。24),同位素组成的应用是用来跟踪Ek地层水的起源,Es,艾德,主要从沉积水和少量的大气。蒸发浓度效应演化中扮演一个重要部分地层水Ek, Es,艾德。杜et al。33]研究了流体Ek的潜力,Es, Ed和地层水的迁移方向是从大萧条中心到边缘。海洋碳酸盐风化广泛露头太行山以西;在潜山地层水的主要流程通常是自西向东(图4)。Ek形成的沉积之前,在潜山地层水主要来自古大气水。Ek沉积中、西文和Ed的形成,从三级泥岩地层水排入潜山。如今,潜山地层水的抑郁是主要来自大气水的边缘。因此,在潜山地层水介质盐度特征是(5 ~ 50 g / l) (33]。

3所示。方法

如前所述,每个采样点的特征是大量的化学和物理变量,使区域水文地球化学研究一个多变量的问题。在这项研究中,6 (Ca化学变量^{2 +}、镁^{2 +},Na⁺, , ,和),在459个样本进行了分析使用层次聚类分析(HCA)和主成分分析(PCA)。HCA和PCA用作定量和独立的地下水的分类方法允许分组的地下水样本之间的相关性,使化学参数和地下水样品,分别。

3.1。层序聚类分析(HCA)

层次聚类分析是一种数据分类方法,广泛应用于水文地球化学数据的分类(34,35]。在这项研究中,欧氏距离的平方(E)是用于HCA相似性表现在所有变量的测量包括在HCA (Ca^{2 +}、镁^{2 +},Na⁺, , ,和)。HCA使用病房的算法是剩下完整的样品,所有的输入变量进行测量。与其他方法相比,沃德的方法更有效地形成集群,因为它使用方差分析的方法来评估集群之间的距离(35- - - - - -37]。

在聚类过程中,HCA首先考虑每个单独观察,然后结合两个观测最亲密的在一起,形成一个新组。后再计算组之间的距离,然后两组一起亲密结合,重复这个过程,直到只剩下一组。造成这个过程是一个系统树图(例如,14])。为了避免引起的误分类参数的影响最高的方差的计算欧氏距离(14),每个变量的方差是相应的标准化分数,由下列方程计算(38]: 在哪里是标准化的分数,的标准偏差分布,意思是正态分布的平均值从每个数据,然后呢每个变量的值。

3.2。主成分分析(PCA)

主成分分析是一种数据转换方法,试图降低大型多元数据集的复杂性和显示一个简单的底层结构,假设存在于数据集(14,39- - - - - -41]。这种技术,相关变量的数据集之间的相关性,是指由戴维斯(38型)。组件是基于凯撒的数量标准,有特征值大于1,只有组件保存(42]。的主成分表达以下线性方程: 在哪里是组件加载,组件的分数,测量值,组件数量,样本数量变量的总数。PCA的优点是,它集成了信息在所有水文地球化学从给定的样本日期到单个数量允许的同时分析这些参数,控制数据的可变性。结合空间可视化,PCA是一个有用的方法来识别过程,控制地层水演化和区域地层水流动的概念模型。

4所示。结果

4.1。层序聚类分析(HCA)

层次聚类分析的系统树图显示了结果的459潜山地层水样品(图5)。项目,欧几里得距离(E)作为衡量不同地层水样本之间的相似性。样品先用大型相似分类。然后,样品组与一个链接规则,和重复的步骤,直到所有的样本都被分组(14,25,43]。在这项研究中,表征群行了整个系统树图的联系距离大约30(图5)。因此,地层水和样品链接距离小于30分为同一组。表征群的位置线的系统树图分为四潜山地层水样本C1, C2, C3和C4(图5)。大的地球化学特徵的差异中可以看到C1-C4表1和数字6和7。

样本C1最低的总溶解固体(< 1 g / l)主要发生在西部的太行山隆起,主要阴离子主要的阳离子是Na⁺,水化学类型的蜀卡夫分类主要是HCO₃na,少量HCO₃娜·Mg·Ca。素林分类是NaHCO的类型₃。离子比例范围在3.0和5.0之间之间的rNa / rCl和50 70−−r (Cl-Na) / rMg。基于上面的日期,C1水是在开放的水文地球化学环境。

C2较低的总溶解固体(1 - 10 g / l)主要是在潜山高隆起,主要阴离子和主要的阳离子是Na⁺,水化学类型的蜀卡夫Cl·HCO分类₃na。素林也NaHCO分类的类型₃。rNa / rCl值主要在1.1和2.8之间变化,和r (Cl-Na) / rMg值55−−10之间的不同。基于上述日期、半开口的C2水水文地球化学环境。

C3与高总溶解固体(5 - 30 g / l)主要是在潜山和凹陷之间的斜率,主要阴离子是Cl⁻主要的阳离子是Na⁺,水化学类型的蜀卡夫Cl-Na分类。素林分类是NaHCO的类型₃和CaCl₂。rNa / rCl值主要在0.85和1.4之间变化,和r (Cl-Na) / rMg价值观不同−12和9。基于上述日期,C3水是半封闭的水文地球化学环境。

C4最高的总溶解固体(8-50 g / l)主要是在凹陷潜山主要阴离子和主要的阳离子是Na⁺和Ca^{2 +},水化学类型的蜀卡夫分类是Cl-Na·Ca。素林分类是CaCl的类型₂。rNa / rCl和r (Cl-Na) / rMg的C4显示相对狭窄的范围从0.3到1.0和4至18岁。基于上面的日期,C4水是在封闭的水文地球化学环境。

埋藏深度的增加,地层水的类型从C1, C2, C3, C4。水岩相互作用变得越来越密集和总溶解固体物变得更高,导致水化学类型的过渡;例如,rNa / rCl和rSO₄×100 / rCl得到低而r (Cl-Na) / rMg变得更高。

在这项研究中,地层水的类型₃和西班牙文₄+也被研究过(图3)。从图3,样本₃和西班牙文₄+有Cl-Na (C3)和Cl-Na·Ca (C4)地层水。因此,西文₃和西班牙文₄+ ,由样品的C3和C4, semiclosed-closed水文地球化学环境。

4.2。主成分分析(PCA)

三个主成分提取标准化潜山地层水的地球化学数据集,这意味着只有三个主成分特征值大于1(表2)。这三个组件发现在这项研究中累计可以占总方差的86.870%原始数据集。表2介绍了主成分载荷三个组件,以及它们各自的方差解释道。Component1 (PC1)占最大数量的方差(大约53.777%),显示强阳性载荷Na⁺和分别是0.878和0.953(图8和表2)。于Component2 (PC2)解释方差的19.042%,特点是高度积极的载荷它是0.799(图8和表2)。Component3(生物)解释了大约14.051%的方差和显示了强烈的负面加载和钠⁺和强大的积极的载荷^{2 +}是−0.570−0.682和0.756,分别(图8和表2)。图9显示了一个散点图的投影分数PC1-PC2和PC1-PC3上述四种类型的地层水。从图9,C1主要受到PC2 C2主要受PC1 PC2,主要受PC1 C3, C4主要受到PC1和生物的影响。

5。讨论

5.1。在潜山地层水的起源

沉积盆地地层水通常来自淋溶水,沉积水、内生水,或它们的混合物(44,45]。水主要是大气水淋滤富集在有限公司₂和O₂,沉积水是古老的进化从古老的地表水、地下水和内源性水高温流体从地球深处46]。地层水的起源和一系列的物理和化学反应,如岩盐溶解、蒸发浓缩的海水代有机物生物降解,将影响地层水的水化学特征。HCA和主成分分析的多元统计方法并不意味着因果关系;他们只能提供信息,这样的关系可以推断。因此,为了更好地识别的物理和化学过程控制地下水的地球化学演化,多元统计分析的结果必须结合地质和水文地质环境的知识47,48]。

5.1.1。C1型的水

样本C1 HCO₃na和HCO₃娜·Mg·Ca地层水类型和特点是最低的总溶解固体和r (Cl-Na) / rMg,所有集群的rNa / rCl最高,表明C1在开放的水文地球化学环境。根据上述研究,C1主要受PC2显示强烈的积极的载荷 。一般来说,主要有三个来源大气水,碳酸盐岩的溶解,铝硅酸盐矿物的风化溶解在岩浆、变质岩地区。潜山岩性的研究领域主要是海相碳酸盐岩石,所以解释的来源来自铝硅酸盐矿物的风化溶解也可以消除。C1最低的总溶解固体(< 1 g / l)主要发生在西部的太行山隆起的地方海洋碳酸盐风化广泛露头。所以C1可能解散的白云石。C1的稳定同位素值之间和为和之间的和为 ,分别,这类似于稳定同位素值的雨水( , )[33]。一句话,PC2有关大气水和C1的影响主要来源于大气水,部分受白云石的解散。

5.1.2中。C2型的水

样本C2 Cl·HCO₃na地层水,具有较低的总溶解固体和r (Cl-Na) / rMg,所有集群的rNa / rCl更高,表明C2是半开口的水文地球化学环境。C1和C2之间的主要区别是,C2具有较高的Na⁺和浓度和较低的浓度比C1。C2是主要受PC1和PC2。PC1被定义为高度积极的加载在Na⁺和 ,分别是0.878和0.953。CP1的地球化学过程可能与岩盐溶解、蒸发浓缩的海水或地下水和海水混合。Davisson和纵纵横49)使用的数学变换Na、钙、和Cl数据的超额亏损比较Na和Ca海水相对于参考比例,来解释的主要离子浓度在世界各地的许多盆地流体。数学变换是 “西南”和“量”是指海水浓度和测量浓度,分别。

图10显示- - - - - -在潜山地层水。在Na样本C2显示轻微的赤字⁺和没有赤字和多余的Ca^{2 +}海水蒸发的平行线,表明蒸发浓度效应在C2的形成起着重要的作用。因此,PC1有关蒸发浓度效应和C2主要来源于大气水和蒸发浓度效应。

5.1.3。C3型的水

样品从C3 Cl-Na地层水,具有更高的总溶解固体和r (Cl-Na) / rMg,所有集群的rNa / rCl降低,这表明C3 semiclosed-closed水文地球化学环境。C3主要受PC1,表明蒸发浓度效应中扮演一个重要部分C3的形成。图还支持了这一结论10。C3样本显示更多赤字Na⁺和没有赤字和多余的Ca^{2 +}大海,平行蒸发线(图10)。

5.1.4。C4型的水

样本C4 Cl-Na·Ca地下水,具有最高的总溶解固体和r (Cl-Na) / rMg,所有集群rNa / rCl最低,这表明C4在封闭的水文地球化学环境。C4主要受PC1和生物,生物是由高度积极的加载在Ca^{2 +}在Na和高度负的成绩⁺,分别是0.878和0.953。这种联系的化学参数与Ca^{2 +}na⁺离子交换。C4样本显示赤字Na⁺在Ca和多余的^{2 +}盆地流体平行,线(BFL),这表明斜长石的钠长石化效果起着重要的作用在C4(图的形成10)。总之,生物与斜长石的钠长石化效果和C4主要来自蒸发浓度效应和斜长石的钠长石化效果。

5.2。进化在潜山地层水

根据水动力条件(相对水力梯度)和水化学参数(TDS、rNa / rCl rCl-Na / rMg),该地区可以分为五个主要地球化学领域:补给区,强大的交流区,弱交流区,水动力封锁区,放电区域(图11)。更详细的描述中可以看到五个领域的边界表3。表3也展示了主要的地球化学领域,地质和水文地质背景与各自的集群以及地下水的主要地球化学过程推断负责地下水的水文地球化学演化。

5.2.1。补给区

补给区,由样本的C1,是西部的太行山隆起(图11)、高水力梯度强和由白云岩组成。的主要阴离子C1主要的阳离子是Na⁺,水化学类型的蜀卡夫分类主要是HCO₃钠和少量HCO₃娜·Mg·Ca。素林分类是NaHCO的类型₃。离子比例范围在3.0和5.0之间之间的rNa / rCl和50 70−−r (Cl-Na) / rMg。因为大气水的快速流动和强大的影响力,补给区和HCO的类型₃na和HCO₃娜·Mg·Ca地层水的特点是最低的总溶解固体(< 1 g / l)和r (Cl-Na) / rMg(< 40−),最高rNa / rCl(> 3),这表明它是在开放的水文地球化学环境。以其高 ,Na⁺、镁^{2 +},Ca^{2 +}的浓度,C1显然回灌地层水。这在补给区地层水组成的结果大气水和解散白云石。

5.2.2。强大的交流区

强大的交流区,主要由C2和一些C1,补给区(图旁边11),与一个相对较高的水力梯度,由白云岩组成。C2的主要阴离子和主要的阳离子是Na⁺,水化学类型的蜀卡夫Cl·HCO分类₃na。素林也NaHCO分类的类型₃。rNa / rCl值主要在1.1和2.8之间变化,和r (Cl-Na) / rMg值55−−10之间的不同。强烈的地区Cl·HCO交替₃na和HCO₃na地层水类型,它的特点是较低的总溶解固体(0.5 ~ 4 g / l)和r (Cl-Na) / rMg(50 ~−−20),更高的rNa / rCl(1.4 ~ 2.0),表明在open-semiopen水文地球化学环境。以其高 , ,和钠⁺浓度,地层水组成强大的交变地区主要结果从大气水和部分蒸发浓度。

5.2.3。弱交流区

弱交流区,主要由C2和C3,低隆起(图11),与一个强大的温和的梯度,由白云岩和灰岩。因为在弱交替地区地层水的运动仍相对活跃,弱了Cl·HCO交替区域₃na和Cl-Na地层水类型,它的特点是较低的总溶解固体(4 ~ 15 g / l)和r (Cl-Na) / rMg(15 ~−−5),更高的rNa / rCl(1.2 ~ 1.4),表明在semiopen-semiclosed水文地球化学环境。以其高 ,Na⁺,浓度,弱交替地区地层水组成主要从大气水蒸发浓度和部分结果。

5.2.4。水动力阻塞区域

水动力阻塞区域,由样本C3和C4,是冀中抑郁(图的中间11),与低水力梯度,由白云岩和灰岩。C4的主要阴离子和主要的阳离子是Na⁺和Ca^{2 +},水化学类型的蜀卡夫分类是Cl-Na·Ca。素林分类是CaCl的类型₂。rNa / rCl和r (Cl-Na) / rMg的C4显示相对狭窄的范围从0.3到1.0和4至18岁。基于上面的日期,C4水是在封闭的水文地球化学环境。由于远离补给区,水动力阻塞地区地层水的流动缓慢。水动力阻塞区域Cl-Na和Cl-Na·Ca地层水类型,这是具有较高的总溶解固体(5 ~ 40 g / l)和r (Cl-Na) / rMg(−8 ~ 5),较低的rNa / rCl(0.9 ~ 1.2),表明在semiclosed-closed水文地球化学环境。以其高 ,Na⁺,Ca^{2 +}浓度,水动力阻塞地区地层水成分主要来自蒸发浓度和斜长石的钠长石化效果。

5.2.5。放电区域

放电区域,也由C3和C4的样本,是东部冀中抑郁(图11),与低水力梯度,由石灰岩组成。放电区域Cl-Na和Cl-Na·Ca地层水类型,它具有更高的总溶解固体(5 ~ 40 g / l)和r (Cl-Na) / rMg(−5 ~ 15−),较低的rNa / rCl(0.6 ~ 1.1),表明在semiclosed-closed水文地球化学环境。以其高氯⁻,Na⁺,Ca^{2 +}浓度,放电区域的地层水成分主要来自蒸发浓度和斜长石的钠长石化效果。

总之,从补给区放电区域,在潜山地层水的类型从C1, C2, C3, C4(图11)。水岩相互作用变得越来越密集和总溶解固体物变得更高,导致水化学类型的过渡;例如,rNa / rCl和我一起₄×100 / rCl得到低而r (Cl-Na) / rMg变得更高。由于大气水的影响和解散白云石、充电区域的特点是C1地层水(HCO₃na和HCO₃娜·Mg·Ca)。从补给区到强交变区域,大气水的影响弱,蒸发浓度效应强;地层水属于C1 (HCO₃na和HCO₃娜·Mg·Ca)的发展沿其路径流入地层水的C2 (Cl·HCO₃na)。从强交变地区弱交替区域,大气水的影响变弱和蒸发浓度效应变得更强;属于C2 (Cl·HCO地层水₃na)的发展沿其路径流入地层水的C3 (Cl-Na)。从弱交替区域水动力阻塞区和放电区,地层水属于C3 (Cl-Na)发展沿其流动路径的Ca^{2 +}na⁺离子交换(斜长石的钠长石化效果)的地层水C4 (Cl-Na·Ca)(图11)。

5.3。地层水的起源和演化的含义在潜山油气分布

超过23潜山油田和5.19×10⁸t已探明石油在这些领域已经由2015年发现的。根据地层水的类型和分析已探明石油储量在这些23潜山油田地层水的类型的影响在潜山潜山石油储量的分布研究。结果表明,87%以上(4.51×10⁸t)的已探明石油储量相关Cl-Na (C3)型水,10% (0.51×10⁸t)的已探明石油储量相关Cl-Na·Ca (C4)型水,3% (0.17×10⁸t)的已探明石油储量Cl·HCO相关₃na (C2)类型水和HCO没有找到石油₃na (C1)水(图类型12)。因此,潜山储层在冀中抑郁症主要是与C3 (Cl-Na)和C4 (Cl-Na·Ca)类型的水semiclosed-closed水文地球化学环境。没有或少潜山储层在HCO被发现₃na (C1)和Cl·HCO₃na (C2)类型水在semiopen-open水文地球化学环境。

本文还研究了水动力环境的影响在潜山石油储量的分布。结果表明,81%以上(4.22×10⁸t)的已探明石油储量分布在水动力阻塞区域,15% (0.81×10⁸t)的已探明石油储量分布在放电区域,4% (0.17×10⁸t)的已探明石油储量分布在弱交替区域,并没有发现油补给区和强大的交流区(图13)。因为快速流和大气水的强烈影响,石油和天然气的保存条件差,未发现的石油和天然气补给区和强大的交流区。弱交替地区地层水的运动仍相对活跃,石油和天然气只能保存在水动力相对较弱的地区。所以少弱交替地区发现了石油和天然气。由于远离补给区,地层水的流动的水动力阻塞区和放电区是缓慢而保护石油和天然气的有利地区。因此,超过95%的潜山油冀中抑郁症是分布在水动力阻塞区和放电区。

上述研究表明,潜山冀中抑郁症主要分布在水动力储备阻塞区和放电区地层水的类型是Cl-Na Cl-Na·Ca,所以这两个地区是石油运移的有利地区。

6。结论

(1)层次聚类分析(HCA)分类459潜山地层水样本的冀中抑郁成四个地球化学不同集群(C1-C4)。C1是位于西太行山隆起的补给区,主要阴离子主要的阳离子是Na⁺,水化学类型是HCO₃na,开放的水文地球化学环境。C2是主要在高潜山隆起,主要阴离子和主要的阳离子是Na⁺Cl·HCO,水化学类型₃na,半开口的水文地球化学环境。C3主要在潜山和凹陷之间的斜率,主要阴离子主要的阳离子是Na⁺,水化学类型Cl-Na,半封闭水文地球化学环境。C4主要是潜山的凹陷,主要阴离子和主要的阳离子是Na⁺和Ca^{2 +},水化学类型是Cl-Na·Ca是在封闭的水文地球化学环境。(2)埋藏深度的增加,地层水的类型在潜山从C1, C2, C3,然后C4;水岩相互作用越来越密集,矿化程度高,导致水化学类型的转换,例如,rNa / rCl得到较低的总溶解固体和r (Cl-Na) / rMg获得更高。(3)三个组件的主成分分析(PCA)解释方差的86.87%数据集。PC1,特点是高度积极的载荷在Na⁺和 ,蒸发浓度有关。PC2被定义为高度积极的载荷和大气水的影响有关。Ca积极高载荷^{2 +}在钠和高负载荷⁺和 ,生物的影响表明斜长石的钠长石化。(4)C1和HCO₃na地层水,主要是受到PC2的影响,主要从大气渗入水。与Cl·HCO C2₃na地层水影响PC1 PC2,这表明它来自大气水和蒸发浓度效应。PC1 C3与Cl-Na地层水影响,表明蒸发浓度效应中扮演一个重要的部分在C3的形成作用。C4与Cl-Na·Ca地层水,主要是受到PC2和生物的影响,主要从沉积水和蒸发浓度和斜长石的钠长石化效果在C4的形成发挥着重要作用。(5)HCA和PCA在地质和水文地质背景研究区允许分为五个动态领域(补给区,强大的交流区、弱交替区,水动力阻塞区域,和放电区域)。从补给区放电区域,大气水的影响变弱和水岩相互作用,如蒸发浓度和斜长石的钠长石化越来越密集;因此补给区是由样品的C1,强大的交变面积由C1和C2的样本,弱交替区域是由样本C2和C3和水动力阻塞区和放电区是由C3和C4的样本。(6)潜山储层在冀中抑郁是主要分布在水动力阻塞区和放电区;因此这两个地区是石油运移的有利地区,上述统计分析方法可用于其他研究领域也有类似的地质和水文地质背景研究区域。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

本研究在经济上支持国家科技特别格兰特(没有。2016年zx05006 - 001)。也感谢中石化华北油田公司提供的所有相关数据冀中萧条。

引用

1. h·g·马谢尔、“细菌和热化学硫酸盐还原在成岩环境——旧和新见解,“沉积地质学,卷140,不。1 - 2、143 - 175年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. k·迈克尔和s .巴楚”起源、化学和地层水的流动Mississippian-Jurassic沉积层序的中西部阿尔伯达盆地的一部分,加拿大,”海洋和石油地质学,19卷,不。3、289 - 306年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. 刘谢x, z粉丝,x, y,“地层水化学在超压流体及其含义的东营萧条Bohaiwan盆地,中国,“《地球化学勘查,卷89,不。1 - 3、432 - 435年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. y Fu和h·詹,“Biyang萧条的油田水的起源中国,“环境地质,卷。58岁的没有。6,1191 - 1196年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. h . y . Wang, c . Wang和b·贾”的特点的盐度和分布在鄂尔多斯盆地晚古生代地层水,”公司在学报/学报学报没有,卷。31日。5,748 - 761年,2010页。视图:谷歌学术搜索
6. r .阿訇,a . Nadri e . Raeisi h . g . m . Eggenkamp g·a·齐米和a . Montaseri”水化学和同位素(δ18 o,δ2 h,老87 sr / 86,δ37 cl和δ81 br)的起源的证据盐水气藏地层水,”化学地质学卷,384年,第75 - 62页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. j·s·Hanor j·c·麦金托什,“不同的起源和形成的时机盆地卤水在墨西哥湾的沉积盆地,”Geofluids,7卷,不。2、227 - 237年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. y . k . Kharaka博士和j·s . Hanor“深度液体大洲:沉积盆地,”论述地球化学,5 - 9卷,页1 - 2003。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. m . Tesmer·莫勒维兰德,c·杨克h·沃伊特和a . Pekdeger“深北到流体流动,东德盆地:起源和地下水盐化过程”水文地质杂志,15卷,不。7,1291 - 1306年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. p . Birkle和r . a . Maruri同位素地层水的起源的迹象Activo Samaria-Sitio大油田,墨西哥,”《地球化学勘查卷,78 - 79,453 - 458年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. t·k·洛温斯坦洛杉矶哈迪m . n .提姆沃夫和r . v . Demicco”长期变化在海水中化学和氯化钙盆地卤水的起源,”地质没有,卷。31日。10日,857 - 860年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. 美国诉潘诺博士,k c·哈克利,r·a·洛克et al。”美国伊利诺斯州盆地地层水从Cambrian-age地层:限制他们的起源和演化,“Geochimica et Cosmochimica学报卷,122年,第187 - 184页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. i m·萨利k h . Johannesson a·k·辛格v f·霍奇和k . j . Stetzenbach”因素分析方法评价地下水微量元素化学数据,”分析Chimica学报,卷490,不。1 - 2、123 - 138年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. 诉克劳蒂尔在r . Lefebvre、r . Therrien和m . m . Savard“地球化学数据的多元统计分析表明地下水的水文地球化学演化在沉积岩含水层系统中,“《水文,卷353,不。3 - 4、294 - 313年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. s . m . Yidana d Ophori, b . Banoeng-Yakubo”的多元统计分析地表水化学数据,Ankobra盆地,加纳,”环境管理杂志》,卷86,不。1,第87 - 80页,2008。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. g p s杨和李z,“在任丘市松亚油田碳酸盐岩储层的发展,“学报学报,1卷,页57 - 64,1980。视图:谷歌学术搜索
17. x赵、王问:f·金et al .,“主要控制因素和微妙的潜山油气藏的勘探实践冀中抑郁症,”公司在学报/学报学报,33卷,不。1,第79 - 71页,2012。视图:谷歌学术搜索
18. c·h·高,m .咋x z赵,f .彭,“迁移系统和潜山油藏的油气成藏模式冀中抑郁症,”岩性油藏,卷2,26 - 30日,2015页。视图:谷歌学术搜索
19. x赵,f·金,y, y郭,j . Liu和r .郑,“岩潜山成藏模式的“旧reservoir-old密封形成”Changyangdian冀中抑郁症,”公司在学报/学报学报卷,29号4、489 - 493年,2008页。视图:谷歌学术搜索
20. x赵,f·金,问:王et al .,“Niudong 1超深和超高温度微妙的渤海湾盆地潜山字段:发现和意义,”公司在学报/学报学报,32卷,不。6,915 - 927年,2011页。视图:谷歌学术搜索
21. 问:陈h, h . g .老挝刘贤,z h . Wu,崔y .问:,“有利hydrocabon deepburied山碳酸盐岩油藏的成藏条件冀中沮丧,”天然气工业卷。27日,32-39,2013页。视图:谷歌学术搜索
22. 美国阳光、j·s·谢·g·r·李和c . y .邱“氢和氧同位素组成和地下水的起源在冀中抑郁症,”石油天然气地质,3卷,第250 - 240页,1982年。视图:谷歌学术搜索
23. b . p .汉”,研究油田水化学块山埋在冀中抑郁症,”Scientia一般,3卷,第273 - 263页,1989年。视图:谷歌学术搜索
24. 黄懿慧瞿,z . c .太阳x j .冯和z . m . Chen“中上原生代潜山勘探地下水地下水文的角色和意义在冀中坳陷北部,“大庆石油学院杂志》上,23卷,第8 - 11,1999页。视图:谷歌学术搜索
25. c . j . Daughney r·r·里夫斯,“水化学的定义相在新西兰国家地下水监测项目,“《水文(新西兰),44卷,不。2、105 - 130年,2005页。视图:谷歌学术搜索
26. b .奥谢和j .养家糊口”与多变量统计检测细微的水化学异常:一个例子从“均匀”地下水在大自流盆地,澳大利亚,”水文过程,20卷,不。20日,第4333 - 4317页,2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. s . x, m·j·楚t . f . Wang和w x张“地层水的特点和影响在长6油层油气成藏,济源地区,鄂尔多斯盆地,”中国石油勘探卷。22日,43-52,2017页。视图:谷歌学术搜索
28. 朱z . j . Wang卢,r . et al .,“早第三纪地层水的水化学及其与油气运移的关系和积累在东濮凹陷文留地区,渤海湾盆地,”石油与天然气地质学,35卷,不。4、449 - 455年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
29. m . l . Davisson t . s .压和r·e .·克里斯,”化学构造运动驱逐液体从北部海岸山脉,拉姆齐山,加利福尼亚,美国“Geochimica et Cosmochimica学报,卷。58岁的没有。7,1687 - 1699年,1994页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
30. 李y . j . k . s . Lu, y . k . Wu”潜山的构造演化冀中抑郁和石油地质意义,”石油和天然气技术杂志》上33卷,35-42,2011页。视图:谷歌学术搜索
31. 李d, l . j . Liu和j·李,“新生代构造演化的中北部冀中抑郁症,”石油与天然气地质学,34卷,不。6,771 - 780年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
32. h . g .老挝刘贤吴,h·陈,“地质特征和演化的住宿区冀中抑郁症,”地质力学学报》16卷,第309 - 294页,2010年。视图:谷歌学术搜索
33. 邹j·h·杜·h·w·b·s·范·h·y Lei, f . z,和y . m .张潜山组合油气成藏带冀中萧条,科学出版社,2002年。
34. r·k·Steinhorst r·e·威廉姆斯,“MANOVA歧视地下水资源使用聚类分析,规范分析和判别分析,“水资源研究,21卷,不。8,1149 - 1156年,1985页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
35. c·古尔gdp欢乐,j·e·麦克雷和a·k·特纳“图形和多元统计方法评价水化学分类数据,”水文地质杂志,10卷,不。4、455 - 474年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
36. ,亚达·e·m·e·罗森塔尔a . s . Issar o . Batelaan,“流的定量评估模式在南部Arava谷(以色列)环境示踪剂和混合单元模型,”《水文,卷136,不。1 - 4、333 - 352年,1992页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
37. p . p .散粒和j·范德细胞膜,“人类对区域地下水的影响成分通过干预自然流动模式和土地利用的变化,“《水文,卷134,不。1 - 4、297 - 313年,1992页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
38. j·c·戴维斯在地质统计和数据分析约翰·威利& Sons . n:行情),纽约,纽约,美国,1986年。
39. a . Melloul和m .科林”的主成分统计方法作为补充方法地球化学方法在水质因素识别;应用程序的海岸平原含水层以色列,”《水文,卷140,不。1 - 4,49 - 73年,1992页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
40. t . c .冬天,s·e·马洛里,t·r·艾伦和d . o . Rosenberry”使用主成分分析进行解释地下水成因,“地下水,38卷,不。2、234 - 246年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
41. g .欢乐、c·古尔和e .诗人“序贯分析流域水化学数据表征”,地下水,42卷,不。5,711 - 723年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
42. StatSoft公司STATISTICA(数据分析软件系统,版本6,2004年。
43. c . j . Daughney m . Raiber m . Moreau-Fournier Morgenstern,和r·范德Raaij”使用层次聚类分析来评估一个基线的代表性地下水质量监测网络:比较新西兰国家和地区地下水监测项目,“水文地质杂志,20卷,不。1,第200 - 185页,2012。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
44. w·j·肖,j . r . Lu刘问:x et al .,“分析地球化学特征和形成时代gethermal流体沉积在北苑世纪佳缘北京奥林匹克公园区域,”地球科学前沿》16卷,第395 - 384页,2009年。视图:谷歌学术搜索
45. l·罗z彭日成f·杨,“硫酸盐热矿泉水的成因分析碳酸盐岩含水层Jianhu隆起,苏北盆地”地球科学前沿,22卷,不。2、263 - 270年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
46. g .林、j·a·纳恩和d·戴明”热缓冲沉积盆地的基底岩石:数值模拟带来的影响,”石油地球科学》第六卷,没有。4、299 - 307年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
47. i m·萨利k . j . Stetzenbach a·k·辛格和k h . Johannesson”破译绿洲谷中地下水流动系统,内华达,使用微量元素化学、多元统计和地理信息系统,“数学地质,32卷,不。8,943 - 968年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
48. k . j . Stetzenbach v f·霍奇,c .郭i m·萨利和k h . Johannesson“地球化学和统计深层碳酸盐岩在上覆火山岩地下水含水层的证据/如何内华达州南部,美国“《水文,卷243,不。3 - 4、254 - 271年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
49. m . l . Davisson r·e·克里斯,“在盆地流体Na-Ca-Cl关系”,Geochimica et Cosmochimica学报,60卷,不。15日,第2752 - 2743页,1996年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2017范李和Jianhui曾庆红。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。