AN INTRODUCTION TO GEOCHEMISTRY OF THE OILFIELD WATERS pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

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出版时间:2000-01-01

价格:54.0

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isbn号码:9787030071071

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• 石油化学
• 油田水
• 地球化学
• 水化学
• 油藏
• 油气
• 环境地球化学
• 分析化学
• 地球科学
• 水质分析

《油田水地球化学：沉积环境与油气成藏》 本书深入剖析了油田水地球化学在油气勘探开发中的核心作用，尤其聚焦于沉积环境的演化及其对油气成藏过程的深远影响。通过对大量油田水样品的水化学特征、同位素组成以及溶解气体组分的细致分析，我们得以重构地下复杂的流体运移网络，揭示油气生成、运移、聚集及保存的动态机制。 第一部分：油田水地球化学基础与方法论 本书的开篇首先为读者构建坚实的地球化学理论基础。我们详细阐述了油田水中各种化学组分的来源、转化和迁移规律，包括无机离子、有机质、溶解气体等。我们将重点介绍常用的分析测试方法，如滴定法、原子吸收光谱法、质谱法、气相色谱法等，并探讨这些方法在油田水分析中的适用性、局限性以及数据解释的注意事项。 水化学组分及其控制因素： 主要离子（Na$^{+}$，K$^{+}$，Ca$^{2+}$，Mg$^{2+}$，Cl$^{-}$，SO$_{4}^{2-}$，HCO$_{3}^{-}$）： 探讨岩石与水的相互作用、蒸发浓缩、生物活动等因素对这些离子的浓度和比例的影响。例如，粘土矿物的阳离子交换作用如何影响Ca$^{2+}$和Mg$^{2+}$的含量，硫酸盐还原菌活动如何消耗SO$_{4}^{2-}$并产 H$_{2}$S。 微量元素： 分析微量元素（如Fe, Mn, Ba, Sr）在油田水中的赋存状态、迁移规律及其指示意义，例如，溶解性Fe和Mn的含量可以反映氧化还原条件，Ba和Sr的异常富集可能与碳酸盐岩或蒸发岩的溶解有关。 pH与Eh： 详细讨论pH值和氧化还原电位（Eh）在油田水体系中的重要性，它们直接影响矿物的溶解沉淀平衡，从而调控着其他化学组分的赋存状态。例如，低Eh值有利于硫化物和金属离子的溶解，高Eh值则可能导致氧化。 油田水同位素地球化学： 稳定同位素（$^{2}$H, $^{18}$O, $^{13}$C, $^{18}$O of SO$_{4}^{2-}$）： 深入解析水分子（$^{2}$H, $^{18}$O）和溶解组分（如碳酸氢根的$^{13}$C, 硫酸根的$^{18}$O）的同位素组成如何反映水的来源（如地表水、成岩水、生物成因水）、迁移路径以及与围岩的相互作用。例如，利用O-H同位素地温梯度线，可以区分不同来源的水体；$^{13}$C的富集或贫化可以指示碳酸盐的溶解沉淀或生物降解。 放射性同位素（$^{3}$He, $^{4}$He, $^{14}$C）： 探讨放射性同位素在地幔流体、地层水中示踪和测年方面的应用，如He同位素可以区分幔源流体和地壳流体，$^{14}$C可以用于测定深层地下水的年龄。 溶解气体地球化学： 主要组分（N$_{2}$, CH$_{4}$, CO$_{2}$, H$_{2}$S）： 分析溶解气体的组成和含量与油气藏形成、运移和保存的关系。例如，CH$_{4}$的来源（热成因或生物成因）、CO$_{2}$的来源（火山活动、碳酸盐岩溶解）以及H$_{2}$S的形成（硫酸盐还原）都可以通过溶解气体分析来判断。 微量气体： 探讨稀有气体（如Ar, Ne）和氢气（H$_{2}$）等微量组分的指示意义。 数据解释与图件应用： 介绍常用的图件解释方法，如Piper三线图、Stiff图、Dewhurst图、离子比值图等，以及如何结合这些图件进行水化学类型的划分、水体来源的追溯和水-岩相互作用的判别。 第二部分：沉积环境演化与油田水地球化学的协同研究 本书的核心在于将油田水地球化学的研究与沉积环境的演化紧密结合。我们认为，沉积盆地的形成、演化过程，包括物源区特征、沉积古环境、成岩作用、构造运动等，是决定油田水地球化学特征和油气成藏的关键因素。 陆相、海相沉积环境中的油田水特征差异： 陆相盆地： 分析陆相盆地中，由于物源组成、沉积物粒度、有机质输入等因素的多样性，油田水通常表现出更复杂的水化学特征。例如，富含泥岩和煤层的陆相盆地，油田水可能表现出较高的Na$^{+}$-HCO$_{3}^{-}$或Na$^{+}$-Cl$^{-}$类型，并可能含有丰富的有机酸和低分子量有机物。 海相盆地： 探讨海相盆地中，由于蒸发岩、碳酸盐岩的广泛分布以及海水的原始组成，油田水常表现出高盐度、高Na$^{+}$-Cl$^{-}$的特征。同时，生物活动在海相环境中也扮演重要角色，如硫酸盐还原作用。 成岩作用对油田水的影响： 压实与胶结： 描述沉积物在埋藏过程中经历的物理和化学成岩作用，如压实作用释放层间水，胶结作用消耗和产出化学组分。例如，重质碳酸盐胶结物的形成会消耗Ca$^{2+}$和HCO$_{3}^{-}$。 溶解与沉淀： 阐述不同矿物在不同地球化学环境下（如pH, Eh, 离子强度）的溶解与沉淀过程，以及这些过程如何改变油田水的化学成分。例如，在酸性条件下，长石类矿物容易溶解，释放出Na$^{+}$, K$^{+}$, Ca$^{2+}$和SiO$_{2}$。 蚀变作用： 分析酸性火山岩或基性侵入岩在深部埋藏过程中发生的水-岩相互作用，其产生的流体成分变化显著。 构造运动与流体运移： 断裂与裂缝系统： 探讨断裂和裂缝作为主要的流体通道，如何影响油田水和油气的垂向和侧向运移。断裂带两侧水化学特征的差异可以指示流体的堵塞或流通程度。 构造抬升与沉降： 分析构造运动导致的区域性地下水流场变化，以及不同性质的水体（如新生代浅层水、古生代深层水）的混合和置换。 有机质生烃与油田水化学： 有机质的演化： 详细讨论有机质在埋藏和生烃过程中发生的裂解、转化反应，以及这些反应产物（如烃类、CO$_{2}$, H$_{2}$S）如何溶解于油田水中，影响油田水的化学组成。 生物降解作用： 分析生物降解作用对原油和油田水组分的影响，例如，微生物消耗烷烃和硫酸根，产 H$_{2}$S和CO$_{2}$，导致原油轻质组分损失和酸度增加。 第三部分：油田水地球化学在油气勘探开发中的应用实例 本书的最后部分将理论与实践相结合，通过一系列丰富的油田实例，展示油田水地球化学在油气勘探开发中的具体应用。 油气藏识别与预测： 水化学异常指示： 分析油田水化学参数（如高盐度、特定离子异常富集、同位素组成特征）与油气存在的相关性，为油气藏的识别提供地球化学证据。例如，烃类气体在油田水中溶解是油气存在的直接标志。 油水界面判别： 利用油田水的电导率、密度等物理化学参数，结合地质资料，准确判别油水界面，为油气储量的计算和开发方案的制定提供依据。 油气藏评价与风险评估： 储层物性与流体性质： 通过油田水地球化学参数，间接评价储层的渗透性、孔隙度以及油气性质。例如，高矿化度的油田水通常与低渗透储层相关。 生烃潜力评估： 结合地层水组分和同位素特征，推断生烃母岩的类型、成熟度以及生烃潜力。 油气运移路径与聚集模式研究： 水-油-气相互作用： 深入研究油田水与原油、天然气之间的相互作用，分析油田水对油气聚集过程的影响，如乳化、溶解、沉淀等。 流体运移示踪： 利用油田水的同位素组成和微量元素特征，示踪油气运移的路径和方向，识别有利的聚集区。 油气藏开发与采油工程： 注水开发中的水质适应性评价： 分析注入水与地层水之间的相容性，预测可能发生的沉淀或腐蚀问题，指导注水方案的优化，提高采收率。 地下水污染监测： 监测开发过程中油田水环境的变化，评估对地下水资源的潜在污染风险，并提出相应的防治措施。 通过对油田水地球化学的深入研究，本书旨在为地质学家、地球化学家、石油工程师等相关专业人士提供一本全面、深入的参考资料。我们相信，对油田水地球化学的深刻理解，将极大地提升油气勘探开发的效率和成功率，并为地下流体系统的可持续利用提供科学指导。

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坦白讲，初次接触这本著作时，我有些担心其内容的深度是否会过于晦涩难懂，毕竟“地球化学”与“油田水”的结合本身就意味着大量的专业术语和跨学科知识的交叉。然而，作者的叙事方式出乎意料地富有条理和引导性。它像是一部精心编排的纪录片，从宏观的沉积盆地环境入手，逐步聚焦到微观的流体包裹体分析，每一步都配有详实的案例支撑。例如，书中对不同类型油田水中硫化物生成机制的对比分析，不仅引用了大量的实测数据，还结合了最新的同位素地球化学手段进行佐证，这种多维度的证据链条，极大地增强了论点的说服力。我特别欣赏作者在处理“非常规”油藏水化学特征时所展现出的前瞻性，这表明作者并未固步自封于传统理论，而是积极拥抱行业发展的新趋势。阅读这本书，与其说是学习知识，不如说是在接受一种系统化的、高标准的科研训练方法论。

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这本书的封面设计，说实话，乍一看上去就透露着一种沉稳和专业的气息，那种略显粗粝的纸张质感，加上深沉的蓝绿色调，让人联想到地层深处那些沉默而古老的岩石层。我翻开内页，立刻被它严谨的章节编排所吸引。它没有采用那种浮夸的、试图用花哨的图表来吸引眼球的做法，而是扎扎实实地从基础的化学原理讲起，层层递进，仿佛一位经验老到的地质工程师正在耐心地为你绘制一张复杂的地下水化学图谱。尤其让我印象深刻的是，作者在处理那些复杂的离子平衡和热力学计算时，所展现出的那种毫不拖泥带水的清晰逻辑。阅读过程中，我感觉自己仿佛置身于一个数据分析的实验室，每一个公式、每一个参数的引入都有其深刻的理论依据。书中对于水岩反应动力学的探讨，尤其细致入微，它不像某些教材那样仅仅罗列现象，而是深入挖掘了驱动这些反应的微观机制，这对于想要真正理解油田水系统演化过程的专业人士来说，是无价的财富。它要求的不是简单的记忆，而是深层次的理解和批判性思维的培养，这正是我期待从一本权威专业著作中获得的体验。

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从阅读体验上来说，这本书展现出了一种罕见的学术诚实性。它不回避争议，也不美化复杂性。在某些关键的地质化学过程的解释上，作者坦诚地指出了当前研究领域中存在的不同观点和尚未完全解决的难题，并对每一种解释的优缺点进行了客观的评价。这种透明度极大地提升了读者的信任感。此外，书后提供的参考文献列表极为庞大且权威，涵盖了近几十年来该领域的核心文献，这本身就是一本极具价值的学术导览图。对于希望深入进行下一步研究的读者来说，这本书提供的不仅仅是知识点，更是一条清晰的、可追溯的学术脉络。它鼓励读者带着疑问去探索，而不是满足于被动接受既定结论，这种治学态度令人由衷敬佩。

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这本书在结构安排上，体现出一种近乎建筑学的精妙布局。它从宏观的区域地质背景开始，就像奠定地基，随后细致入微地探讨了溶解、沉淀、络合等基本化学反应，这些是构建理论大厦的承重墙。最让我感到惊喜的是，作者将油田水化学与能源勘探开发的经济效益紧密结合起来讨论，这在以往的纯理论著作中是少见的。它解释了为什么精确测定某些微量元素的丰度能够对油气藏的生烃潜力做出间接判断。这种将自然科学的严谨性与工程经济学的务实性相结合的视角，极大地拓宽了这本书的应用边界。读完后，我感觉自己对“油田水”这个概念的理解，已经从一个简单的流体样本，提升到了一个复杂的、动态的、具有明确指示意义的地球化学探针。整本书的阅读过程，如同经历了一次高强度的思维攀登，最终站在一个可以俯瞰全局的新高度。

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这本书的价值，很大程度上体现在它对“应用”层面的深刻剖析上。很多教科书在理论推导上做足了功夫，但一旦涉及到实际的工程问题，就显得力不从心。然而，这本书却巧妙地架起了理论与实践的桥梁。我注意到书中用了相当大的篇幅来讨论如何利用地球化学指标来预测和解决诸如结垢、腐蚀以及油藏微生物污染等实际难题。它并非简单地给出解决方案，而是引导读者思考——是什么样的化学环境导致了这些问题的发生，从而确保我们能够从源头上进行干预和控制。书中关于水相迁移和物质交换的流体力学模型，虽然数学上要求较高，但作者通过清晰的图示和步骤分解，使得复杂的过程也变得可以触摸和理解。这使得这本书不仅仅是学生的案头参考书，更是现场工程师案头必备的“诊断手册”。

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