地下水和石油

1 引言

1.1 本书讨论的主题

1.2 与第 1 部分相关的练习

2 石油工业简史

2.1 石油工业史简介

2.2 现代石油工业

2.3 2021 年联合国气候变化峰会：COP26，苏格兰格拉斯哥

2.4 与第 2 节相关的练习

3 石油井的钻探、完井和流体生产

3.1 钻井、完井和生产简介

3.2 钻井

3.3 完井

3.4 石油生产

3.5 弃井

4 来自传统石油能源的采出水

4.1 常规水源简介

4.2 采出水量和管理的历史视角

4.3 环境质量法规

4.4 灌溉水质标准

4.4.1 盐度危害

4.4.2 钠危害

4.4.3 pH 值和碱度

4.4.4 特定离子毒性

4.5 保护地下水的政府法规

4.6 与第 4 节相关的练习

5 非常规能源的流体生产

5.1 非常规水源水简介

5.2 压裂液的体积和成分

5.3 返排水

5.4 二叠纪盆地：非常规生产面临的水资源挑战

5.5 环境影响：用水和废水处理挑战

5.6 油砂

5.6.1 水管理

5.7 与第 5 节相关的练习

6 采出水的无机化学成分

6.1 采出水的无机成分简介

6.2 现场和实验室方法和程序

6.3 气井采出水

6.4 来自有线日志的信息

6.5 使用四种采样方法对同一地层的地球化学数据

6.5.1 结果与讨论

6.6 采出水的无机化学成分：流域和国家尺度的视角

6.6.1 标准地层水的剔除标准

6.6.2 采出水中元素的统计分类

6.6.3 盐度

6.6.4 主要元素

6.6.5 次要元素

6.6.6 微量元素

6.6.7 矿物饱和度指数

6.7 采出水的无机化学成分：现场尺度视角

6.7.1 水盐度

6.7.2 采出水中的阳离子

6.7.3 阳离子浓度的控制

6.7.4 化学地温测定法和气压法

6.7.5 采出水中的主要阴离子

6.7.6 富金属盐水

6.7.7 矿液的地球化学建模

6.8 页岩和其他地质膜的影响

6.9 海水化学的长期变化：对盆地盐水成分的影响

6.10 与第 6 节相关的练习

采出水中的 7 种有机化合物

7.1 有机成分简介

7.2 单羧酸阴离子

7.3 二羧酸阴离子

7.4 其他活性有机物质

7.5 主要活性有机物种的起源

7.6 采出水和原油排放的毒性

7.6.1 原油和有机化学品的毒性

7.6.2 无机化学品产生的毒性

7.7 与第 7 节相关的练习

8 采出水的同位素组成

8.1 同位素组成简介

8.2 水同位素

8.2.1 源自全新世陨石水的地层水

8.2.2 源自“旧”流星水的形成水

8.2.3 Connate Marine 起源的地层水

8.2.4 与蒸发石相关的 Bittern Connate Water

8.2.5 混合来源的盐水

8.3 溶质的同位素组成

8.3.1 硼同位素

8.3.2 锂同位素

8.3.3 碳同位素

8.3.4 硫同位素

8.3.5 氯同位素

8.3.6 溴同位素

8.3.7 锶同位素

8.3.8 钙同位素

8.4 传统和非传统同位素

8.5 放射性同位素和年龄测定

8.6 与第 8 节相关的练习

9 盐穹顶盆地采出水的地球化学

9.1 盐穹附近的水地球化学简介

9.2 墨西哥湾盆地的地质环境

9.3 与盐穹丘相关的水的化学成分

9.3.1 盐度和水文地质学

9.3.2 盐溶解：Bay Marchand 盐穹顶

9.3.3 盐溶解：威尔士盐穹顶

9.3.4 盐度的区域差异

9.4 墨西哥湾地层水的地球化学成分

9.4.1 单个盐结构中地层水的化学成分

9.4.2 盐溶对地下水资源的影响

9.5 与第 9 节相关的练习

采出水和石油对地下水污染的 10 项实地研究

10.1 案例研究 1：原油泄漏对地下水的污染

10.1.1 Bemidji 站点的修复

10.1.2 结果与讨论

10.2 案例研究 2：俄克拉荷马州 Osage 工厂的采出水和石油对地下水的污染

10.2.1 简介

10.2.2 现场调查

10.2.3 案例研究 2A：活跃油田的地下水污染

10.2.4 案例研究 2B：遗留场地的地下水污染

10.3 案例研究 3：阳离子交换对采出水成分和流动性的潜在影响

10.3.1 站点历史

10.3.2 Field 技术

10.3.3 土壤数据

10.3.4 多组分阳离子交换

10.3.5 计算的孔隙水成分

10.3.6 吸附阳离子的组成与阴离子电荷和盐度的关系

10.3.7 讨论

10.4 案例研究 4：在可变密度地下水中使用水位推断流体流动方向的限制 – 一个现场示例

10.4.1 站点位置和历史记录

10.4.2 场地地质

10.4.3 矿坑附近盐水污染的程度

10.4.4 盐水污染的总横向范围

10.4.5 场地水文学：恒定流体密度模型

10.4.6 场地水文学：可变密度注意事项

10.4.7 场地水文学：场地概念模型

10.5 与第 10 节相关的练习

11 CO₂ 的地质封存：对饮用水地下水的环境影响

11.1 介绍

11.2 全球变暖导致海平面上升

11.3 碳捕集与封存 （CCS）

11.3.1 Hub 的概念

11.3.2 CO₂ 地质封存的野外规模示范项目

11.4 用于 EOR 和其他用途的二氧化碳

11.5 监测储存地点的 CO₂ 和盐水泄漏

11.5.1 德克萨斯州 Frio 站点的地下监测

11.5.2 蒙大拿州博兹曼 ZERT 站点的近地表监测

11.5.3 溶解的无机化学品

11.5.4 碳同位素

11.6 潜在的环境影响和健康风险

11.6.1 环境影响

11.6.2 健康和安全问题

11.7 与第 11 节相关的练习

12 总结和总结

12.1 本书三大部分总结

12.2 采出水的重要性

12.2.1 采出水的成分

12.3 未来研究

13 练习

14 参考资料

15 盒

16 锻炼解决方案

17 关于作者