无机离子组成

鄂尔多斯盆地古生界地层水主要阳离子Na⁺+K⁺、Ca²⁺及阴离子Cl^-含量较高，Mg²⁺、

、

浓度较低，一般少含或缺乏

。按苏林的分类，这些地层水基本上为CaCl₂型水，仅见有少数的NaHCO₃、MgCl₂型水。其中，CaCl₂型水是油气田水中最有利的标志水型，一般被认为是深盆地滞留型水。

图3-6　中部气田奥陶系马家沟组地层水的水型平面分布图

从层位分布来看，NaHCO₃、MgCl₂型水在石盒子组和山西组地层水中相对较多一些，但仍属次要水型。本区内少数水型为NaHCO₃型和MgCl₂型，这可能与邻近地表水的入侵或其他因素（例如钻井过程中淡水的加入）有关。

与我国其他含油气盆地对比（表3-1）可见，鄂尔多斯盆地古生界地层水水型与塔里木、柴达木、酒泉等中西部盆地相似，均以CaCl₂型水为主，明显不同于松辽盆地、黄骅坳陷等东部地区（主要是NaHCO₃型水），也不同于江汉等盐湖盆地的水型（以Na₂SO₄型水为主）。

图3-6是中部气田奥陶系马家沟组地层水水型平面分布图。中部气田绝大部分气井马家沟组地层水为CaCl₂型水，极个别气井产出NaHCO₃、MgCl₂型水，这表明中部气田奥陶系马家沟组地层水封闭条件较好，处于停滞状态，有利于油气聚集和保存。

从49口井地层水的主要阴、阳离子组成三角图（图3-7）上可以看出，上、下古生界地层水存在差异。

图3-7　鄂尔多斯盆地中部气田古生界地层水的主要阴、阳离子组成三角图

（1）阳离子组成：下古生界奥陶系地层水以Ca²⁺占优势（>50%）,Na⁺+K⁺次之（20%～45%）,Mg²⁺贫乏（一般＜15%）；上古生界地层水具有较高的Na⁺+K⁺（多为40%～90%）,Ca²⁺次之（10%～50%）,Mg²⁺不足10%。按Fish等（1990）分类，基本上为贫镁水型，但石盒子组的Na⁺+K⁺含量要高于山西组和太原组。

（2）阴离子组成：上、下古生界地层水均以Cl^-占绝对优势（大多超过85%），

浓度较低（一般不足15%），缺乏

、

离子。仅少数石盒子组、山西组地层水具相对较高的

、

含量。

（3）碳酸盐岩地层富含Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-等离子，而碎屑岩地层则富含Na⁺+K⁺、

、

离子。

中部气田奥陶系马家沟组地层水中含量最多的是Cl^-，其次是Ca²⁺、Na⁺+K⁺，主要离子浓度组合是：

（图3-8）。这种离子浓度组合特征可能是马家沟组碳酸盐岩地层水埋藏、演化过程中受多种因素作用的结果，其间经历了表生岩溶的混合溶蚀作用、埋藏期岩溶作用、深埋藏期的蒸发浓缩和脱硫酸作用形成高矿化度的浓缩变质水，此后又经历了燕山期、喜马拉雅期的构造运动而调整定型的（王彩丽等，1999）。

图3-8　中部气田马家沟组地层水各离子含量对比图

中部气田地层水主要离子浓度随总矿化度（TDS）的变化见图3-9。氯离子浓度随总矿化度增大而增高，约占60%，相关系数达0.99，因而高的氯离子浓度被认为是蒸发浓缩的产物或盐类矿物溶解的结果。Na⁺+K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺浓度也随总矿化度增大而升高，其正相关性较Cl^-差。

、

浓度与总矿化度呈散点关系。

鄂尔多斯盆地中部气田古生界不同层位地层水特征参数对比见表3-2。从石盒子组→山西组→太原组→马家沟组，地层水变质系数（rNa⁺/rCl^-）、钠钙系数（rNa⁺/rCa²⁺）逐渐降低，碱交换指数[IBE＝（Cl^--Na⁺）/（

）]逐渐升高。脱硫系数

和碳酸盐岩平衡系数

均以石盒子组、山西组较高，而太原组和马家沟组较低。这些特征参数进一步揭示了上、下古生界不同层位地层水水化学条件的差异。

表3-2　鄂尔多斯盆地中部气田不同层位地层水特征参数比较

注：＊分布范围，括号内数字为平均值；

图3-9　地层水主要离子浓度随总矿化度（TDS）的变化

中部气田马家沟组地层水具有变质系数低（rNa⁺/rCl^-仅为0.37），脱硫酸作用比较彻底[

平均0.97]，碱交换能力较强（IBE平均0.76），碳酸盐岩平衡作用弱[

平均仅0.09]钙镁系数较高（rCa²⁺/rMg²⁺平均4.59）的特征，说明地层水处于深循环、封存条件良好的水文阻滞带—停滞带，反映出中部气田马家沟组地层水处于较好的水文地球化学环境。这种水化学环境对中部气田天然气藏的形成与保存是十分有利的。