第三章水化学基础案例.ppt

第三章 水化学基础 ;第一节 天然水的物理性质及化学成分 ;一、天然水的物理性质 ; 单位体积物体的重量叫重度(γ)，也有人称为容重。表达式为 γ＝ρ·g 相对重度为某物体的重度与4度纯水重度之比，以γr表示，是一个无因次量。 ; 深部地下水、卤水以及油气田水的相对重度往往大于1，有时甚至达到1.2~1.3。 ; 水的粘度取决于其中溶解盐分的多少。 油田水中含有大量的盐，因此油田水的粘度较大，一般也是大于0.00lPa·s。 ; 温度和压力对水粘度的影响各不相同。 粘度随温度的升高而减少。 压力对水的粘度影响不大，压力由1atm增大到500atm时，水的粘度变化甚微。; 天然水一般是无色的，但是当水中含有杂质或某种特殊的化学成分时，则水带有颜色。 油田水通常是带色的，这是由于水中含有带色的???解状或胶体状有机物、矿物以及微生物所致。 天然水的嗅味(或气味)与所含气体成分和有机物质有关。出于油田水中或多或少的含有一些有机物或一些气体化合物，所以它总带有一点气味。 ; 天然水的水味(俗称水味道)取决于它的化学成分，一般盐分含量极微的水淡而无味。 总之，一般各种盐类成分浓度越大，味越强． ; 天然水的氧化还原电位(Eh)是对化学系统中氧化或还原条件相对强度的度量；是天然水的一个重要物理性质，它可以表明水的氧化或还原条件。氧化还原电位常用伏特(v)或毫伏(mv)表示。 在电位平衡中，它取决于水中出现的被氧化物质和被还原物质之间的比例。 ; Eh值大小取决于许多因素，如温度、压力、水中所含铁或亚铁离子、各种有机的氧化~还原物系以及硫化物或硫酸盐的含量、水介质和沉积环境等。 ; 天然水的物理性质较为复杂，它决定于化学成分，不同的化学成分，反映出不同的物理性质。 实际意义： 利用水温变化曲线进行地层对比，用流体电阻率曲线可确定含水层在井下出水位置； 研究氧化~还原电位对了解水中某些元素(如铀、铁、硫等)的化合物在含水层内如何迁移和分析水介质沉积环境的氧化或还原条件与某些元素、化合物的溶解度之间的关系极为有用。 在油气田开采的注水工艺过程中，确定在回注之前进行水质处理，判断铁离子是否会产生沉淀等都需了解Eh值的大小，才便于采取相应的措施； 利用物性上的差别，初步区分油田水与非油田水等。 ; 二、天然水的化学成分 ; 天然水中溶有各种不同的离子、分子、化合物以及气体等。水中可溶组分通常以离子状态、分子状态以及气体状态存在。 到目前为止，天然水中已经发现有六十多种元素，其中O、H、N Ca、Fe、Na、Mg、AI、Cu…等27种最为常见。 ; 气体成分在水中的含量极不均匀 水中除了化学成分较简单的无机组分外，还经常含有有机质。 有机质成分极为复杂，大部分呈胶体状态，部分呈真溶液或悬浮状态． ; 与一般天然水比较，油田水也含有与之大体相同的无机组分，但油田水中还含有一些特殊的化学成分，虽然它们含量不高，但意义很大，根据这些特殊的化学成分，可以与非油田水相区别。 ;1、 离子组分 1)阳离子 (1)碱金属离子 ; 水中钠离子主要来源于各种海相沉积和干旱气候条件下陆相沉积中的钠盐矿体， 此外，火成岩风化产物也是水中钠的来源之一，火成岩中铝硅酸盐(钠长石、斜长石、霞石等)经水解作用，使水中富集钠离子。 水中钾离子大部分来自硅酸盐(正长石、微斜长石、白云母等)，钾和钠一样与主要阴离子(如CL-、SO2-4等)形成易溶化合物． ;(2)碱土金属离子 ; 天然水中钙、镁离子主要来源于石灰岩和白云岩等岩石的溶解;2)阴离子(1) 氯离子;(2)硫酸根离子 ; 卤水中硫酸根离子含量受细菌活动和水中钙、锶、钡离子含量以及ph值的影响。 硫酸根离子来源于天然硫和硫化物的氧化；还有，火山喷发时，喷出的硫化物和H2S在空气中被氧化。;(3)重碳酸根和碳酸根离子 ;2．微量组分 ;3．气体组分 ;4．稳定同位素组分 ;5．有机组分 ;第2节 地下水化学成分的形成作用 ;一、溶解作用 ;