現代水動力條件研究的地理範圍是整個自流水盆地。在地質構造的控制下，盆地周邊多為隆起或褶皺帶，地形較高，地層裸露地表，而盆地內部多為沈積帶，地勢較低，地層深埋地下，形成獨特的沈積體系。就同壹含水地層而言，頂界面標高從盆地周邊到內部逐漸降低，使大氣降水在重力作用的控制下順勢而下，入滲盆地內部，補給賦存於巖石孔隙、裂縫或孔洞的地下水，從而形成壹個由源遠流長的補給源→流動不息的徑流區→多種渠道的補泄區，構成盆地內統壹的承壓水動力系統。研究現代水動力條件，需要闡明以下問題。
1.主要含水巖系地下水賦存的地質條件
盆地內不同地區或構造單元，因受構造升降運動、斷裂活動的影響，即使同壹含水巖系的埋藏深度、厚度、產狀及巖性等會有很大的差別，形態也比較復雜。利用鉆井成果，結合地球物理資料進行綜合地質研究，可查清含水巖系的上述變化，並利用柵狀圖或剖面圖做規律性表示(圖2-17)。在上述研究的基礎上，將復雜的水文地質結構分解為主要儲集層和次要儲集層。含油氣盆地內含水巖系的巖性組合，在海相碳酸鹽巖中以白雲巖、矽質白雲巖、白雲質灰巖、灰巖為主，形成由孔、洞、縫統壹系統的主要儲集體，而泥質灰巖、泥質白雲巖等組成次要的儲集體。在陸相碎屑巖中不同粒級的砂、礫巖為主體的孔隙-裂隙系統是主要的儲集體，而砂泥巖組成次要的儲集體。此外，在海陸交互相的含煤地層、潟湖相地層及內陸湖盆與蒸發巖伴生的鹽巖地層中，都有自身特定的巖性組合儲集體，但與上述海相和陸相巖性組合儲集體相比，處於次要地位。由火成巖和變質巖組成的巖性組合儲集體中地下水以裂隙水為主。根據儲集體的埋藏情況，結合水化學成分特征，確定現代滲入水的作用深度，即自流水盆地垂直水文地質帶的上部水動力帶的深度，在許多地區該帶深度較大，而且多低於現代侵蝕基準面。在現代水動力條件中，還要了解不同巖性組合儲集體的透水性能和富水程度，在壹般情況下，二者的變化是同步的，它們往往與地下水通道的連通性，孔、洞、縫的發育程度、膠結物情況、埋藏深度、巖石壓實程度及斷裂破碎特征等因素有關。
2.主要含水巖系的水動力場特征
自流水盆地周邊處於構造隆起區或剝蝕區，在重力作用下，大氣降水和地表水從地形高處順勢而下，在盆地邊緣或沿斷裂帶下滲。進入盆地內的壹定距離後，因靜水壓力沿含水巖系的傾斜方向滲流運動，構成深水循環的承壓系統，在盆地內部形成較高的壓力水頭值，最後以外泄(泄入地表水、泉水)形式或越流(通過透水“窗”補給上覆含水層)形式排泄。構成自流水盆地補給-徑流-排泄的水動力循環過程。
在含油氣沈積盆地內，通過水文地質調查、研究，要確定出補給區、徑流區(承壓區)和排泄區及其空間範圍。現代水動力場的研究，壹般通過鉆井實測地層壓力，換算為鉆井中水位的上升高度(折算水位)，而編制的等折算水位線圖來反映地下水流動的特征。在圖上要表示出：供水區與供水方式、泄水區與泄水方式、流動方向(主流方向)、等水壓線等(圖2-18)。
從圖2-18看出，古潛山含水巖系地下水補給源主要來自西部和北部的太行山和燕山。在東部的南馬莊、留路壹帶沿斷裂向上覆地層發生內泄。地下水靜水壓頭從坳陷西部向坳陷內部呈遞降變化(主流方向)，折算測壓面的水力坡降，西部為：2.26～2.97m/km，而東部為1.84m/km。結合水化學成分和溫度場特征，可分為五個水動力區(表2-8)，反映了現代水動力條件的基本特征。
圖2-17 含水儲集體水文地質柵狀圖
3.編制等析算水位線圖
含油氣盆地自流水承受的靜水壓力都很高，在石油鉆井中直接觀測測壓水位比較困難，壹般通過下列步驟進行計算：
(1)在石油鉆井中直接測定原始地層壓力(DST法、關井恢復法、數理統計法——壓力與深度關系圖等)
(2)計算地層折算壓力
原始地層壓力受水的相對密度影響，折算壓力的計算公式：
含油氣盆地水文地質研究
式中：Pc為折算壓力，Pa；P為地層壓力，Pa；H1為某井底的絕對標高(取絕對值)，m；H2為基準面絕對標高(取絕對值)，m；rrw(H)為地下水的相對密度rrw隨深度變化的函數，即
rrw=f(H)
如果地下水相對密度隨深度變化呈線性關系，那麽：
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圖2-18 冀中坳陷古潛山現代水動力圖
(據汪蘊璞等，1987)
1—供水區；2—強交替區；3—弱交替區；4—交替阻滯區；5—泄水區；6—分區界線；7—等水壓區；8—潛山油田；9—古近系含油斷塊；10—古近系剝蝕線；11—斷層；12—水流方向
則
含油氣盆地水文地質研究
表2-8 古潛山水動力分區表
如果地下水相對密度隨深度變化關系為非線性，即rrw與 H 呈冪函數關系，就復雜壹些，本書不再介紹。
計算折算壓力壹般選取地下水相對密度最大，埋藏最深的含水巖系底部作為基準面為宜(圖2-19)。
圖2-19 根據選取的基準面確定折算壓力
(據西林-別克丘林)
(3)折算水頭和折算水位的計算
折算水頭是按壹定的基準面將地層計算壓力換算為淡水水柱高度來表示。
含油氣盆地水文地質研究
含油氣盆地水文地質研究
式中：H0為折算水頭(從基準面算起的淡水水柱高度)，m；Pc為地層折算壓力，Pa(按10m淡水水柱重為101325 Pa計)；rrwf為淡水相對密度(等於1)。
折算水位等於基準面的絕對標高與折算水頭之和，即
S=H2+H0
式中：S為折算水位，常用絕對標高表示，m；H2為基準面的絕對標高，m；H0為折算水頭，m。
折算水位通常以海平面作基準面，用絕對標高表示。
(4)等折算水位線圖的繪制
根據壹定數量鉆孔的實際資料，將折算水位相等的各點，用等值線聯結起來，即構成等折算水位線圖(圖2-20)。該圖在石油地質中的用途與意義，可歸納為以下幾點：
1)判斷地下水的流動方向，沿垂直等折算水位線的方向流動；
2)為確定任何地段的水力坡度提供了依據；
3)結合地形等高線和含水層頂面等高線，可算出含水層埋藏深度及水頭大小；
4)預測含油氣盆地內未勘探區的油氣自噴能力；
圖2-20 等折算水位線圖
(據王大純，1998)
1—地形等高線，m；2—含水層頂面等高線，m；3—等折算水位線(平面圖)，m；4—地下水流向；5—承壓水自溢區；6—井(平面圖)；7—自噴井(平面圖)；8—含水層；9—隔水層；10—折算水位面(剖面圖)；11—井(剖面圖)；12—自噴井(剖面圖)
5)結合區域地質條件，推斷油氣藏(包括水動力圈閉)賦存的有利位置；
6)為預防鉆井事故(如井噴等)提供依據。
4.現代地下水流速和流量的確定
含油氣盆地內現代地下水在水頭壓差作用下而流動，但是由於巖石孔隙、裂隙、孔洞性質的差異，水在巖石中的滲透是比較復雜的，地下水在飽水巖層中的運動，主要表現為層流、紊流及混流三種運動形式。
層流運動：地下水在多孔介質的運動中，遵循達西直線滲透定律，即滲透速度與水頭梯度的壹次方成正比。其表示式為
V=K·I
式中：V為滲透速度，m/d；K為滲透系數，m/d；I為水頭梯度，m/km。
紊流運動：地下水在被巨大的裂隙系統和喀斯特溶洞所破壞的巖石中運動，水流速度快，各細小流束互相幹擾和相混，並有渦流形成。此時水的滲透速度與水頭梯度的平方根成正比，此為哲才定律。其表示式為：
V=KI1/2
混流運動：地下水運動形式介於上述兩種形式之間，可用斯萊蓋爾公式表示之：
V=KI1/m
式中m值的變化範圍介於1～2，m=1時，即為達爾西公式；m=2時，即成為哲才公式。
應當指出的是，滲透速度(V)必然小於實際流速(υ)，這是因為V=nυ，n是巖石的孔隙度，它永遠小於1，故υ＞V
上述地下水三種運動形式的流量公式，分別為
層流運動：Q=KFI；
紊流運動：Q=KFI1/2；
混流運動：Q=KFI1/m。
式中：Q為通過地層的地下水流量，m3；F為地層的橫斷面積，m2。
在計算地下水流量與流速時，有的學者主張還應當考慮地下水的黏度，無疑是正確的。
確定地下水是層流運動還是紊流運動是壹件比較復雜的工作，因為要取決於許多自然因素，И·Ф·沃洛基柯認為，只有在裂隙發育寬度接近於0.5cm的巖層中，地下水流速大於10cm/s時，才會產生紊流運動(表2-9)。
表2-9 據流速與裂隙寬度判斷滲流性質
註：→表示層流運動，+表示紊流運動。
5.地下水儲量及其計算
(1)地下水儲量的基本概念
地下水儲量是指貯存於巖石(固結與未固結)中地下水水量的總體。
地下水是不斷運動的流體，其儲量具有再生(恢復)性、可變性及區域(盆地)內的系統性和整體性。傳統的地下水儲量采用原蘇聯學者 Н.А.普洛特尼科夫(Н.А.Плотников)(1946年)提出的四級分類，即：靜儲量、調節儲量、動儲量和開采儲量。
20世紀80年代，我國引進水資源的概念，但對“資源”的含義，水文地質學家有不同的見解，有的人主張水資源就是指水量，並分為補給資源、儲存資源、開采資源、天然資源等；但有的人認為，“資源”不單指水量，還應當包括水質，單純指水量時，用“資源”來描述是不合適的。國家技術監督局在1995年發布實施了《地下水資源分類分級標準》(GB15218—94)——可利用的資源和尚可利用的資源、國家質量監督總局和建設部(2001年)聯合發布實施的現行規範和國家標準《供水水文地質勘察規範》(GB50027—2001)中將地下水資源定義為水量(補給量、儲存量、允許開采量)，這就是說“地下水資源”主要反映了水可能利用的量，尤其是開采後擴大的補給量。標準和規範中提出各種水量的諸多計算方法，為地下水量評價提出了依據。
前已述及，地下水同石油與天然氣有密切的關系，油田水埋藏深、循環條件差，以沈積成因水為主，是油氣礦床不可缺少的組成部分，有其獨特的化學組成，有些成分或元素的濃度已達到工業開采品位，其本身就是壹種礦床。“儲量”的概念給出了油田氣相對穩定、靜止而沒有補給更替的含義，具有壹定的理論和實際意義。
靜儲量：是指從含水層最低水面到含水層底板中儲藏於孔隙、裂隙內的重力水總量，也就是含水層在壹定體積內所含的水量，而不是流量。由於它只是在地質年代中發生改變，因此，也稱永久儲量。
調節儲量：是在含水層中最高水位與最低水位之間(即水位變動帶內)蘊藏的地下水(重力水)量。具有季節性變化和年變化的特點。
動儲量：由於補給作用使含水層在壹定時間內恢復的水量，也就是在含水層中可以消耗的水量。它有明確的時間概念，即單位時間內通過某壹斷面的地下水流量。壹般用m3/d或m3/s來丈量。
靜儲量、調節儲量和動儲量合稱為天然儲量。三者之間的關系見圖2-21所示。
圖2-21 天然儲量之間相對關系示意圖
a—靜儲量；b—調節儲量；c—動儲量
開采儲量：從含水層中可能取出的地下水量。
(2)地下水量的計算方法
1)靜儲量的計算方法：由於沒有水位升降，固定水面以下的孔隙全被地下水充滿，儲量的計算公式為
Qc=μ·V1
式中：Qc為地下水靜儲量，m3；μ為含水層巖石孔隙度，無量綱；V1為最低水位以下含水層的體積，m3。
由於在孔隙中除了重力水外，還有吸著水、薄膜水等，因此，嚴格地講，靜儲量的計算應該用給水系數(φ)，即飽和水容量與最大分子水容量之差。靜儲量的計算公式為
Qc=φ·V1
式中：φ為巖石給水系數，無量綱。
φ由抽水試驗求出，因為抽出地下水體積VB(或平均湧水量Qcp與抽水時間t的乘積)等於下降漏鬥的體積VДВ與給水系數的乘積，故
含油氣盆地水文地質研究
2)調節儲量的計算方法：計算公式如下：
Qp=φ·Δh·F或Qp=μ·Δh·F
式中：Qp為地下水調節儲量，m3；Δh為地下水年變化幅度(指最高水位與最低水位之差)，m；F為計算範圍的面積，m2；其他符號同前。
3)動儲量計算方法：據達爾西公式：
含油氣盆地水文地質研究
式中：Qg為地下水動儲量，m3；K為滲透系數，m3/d；I為水力坡度(水頭梯度)，m/km。
上述公式計算的動儲量壹般偏低，可以采用以下方法求動儲量：
用影響半徑計算動儲量：
含油氣盆地水文地質研究
式中：B為計算斷面的長度，m；R0為最大影響半徑，m；抽水時，動水位穩定後，水位下降達到最大值時的下降漏鬥半徑)；Q0為在R0的條件下的最大湧水量，m3/d。
用地下水流速計算動儲量：
Qg=V·μ·H·B
式中：H為含水層的厚度，m；V為地下水流速，m/d；其他符號同前。
用地下水均衡法計算動儲量：在影響地下水儲量的自然因素較多時，可用均衡法。但在具體應用時，要根據地理、地質等條件分段計算，其計算公式是
Qg=(O+C)-(φ+N1+N2)
式中：O為壹年內由別處流入計算區的地表水總量，m3；C為壹年內大氣降水量，mm；φ為壹年內由計算區流走的地表水總量，m3；N1為壹年內雨水的蒸發量，mm；N2為壹年內土壤及植物葉面的蒸發與蒸騰量，mm。
用泉水流量計算動儲量：計算公式如下：
含油氣盆地水文地質研究
式中：qi為第i泉的平均流量。
4)開采儲量的計算方法。利用區域下降漏鬥法計算開采儲量：在開采區內，區域性地下水水位下降幾乎與該區的開采水量成正比。計算公式如下：
含油氣盆地水文地質研究
含油氣盆地水文地質研究
式中：Q為區域開采儲量，m3；S為區域下降漏鬥中心的最大下降值，m；a為區域單位下降，即區域取水量為1000m3/晝夜時的水位降低值。
區域下降漏鬥法是計算油田水開采儲量的最主要方法，因為在油田開發時，積累了足夠多的水文地質實際資料。其他方法不壹壹介紹了。
(3)地下水儲量的油氣地質意義
油氣勘查步入油氣田開發階段時，需要根據地層壓力、溫度、油水或氣水界面等資料進行油氣儲量評價與計算。油氣水在地下水屬於統壹流體，具有同壹壓力系統。地下水儲量計算可為制訂科學的油氣開發方案、確定有關參數提供比較確切的水量依據。在開采油氣時，地下水的天然動態將被破壞，隨著油氣水的大量采出和消耗，必然引起流體平衡的變化，產生新的補充儲量。為保持油氣的穩定、高產，需要充分地預計到開采時地下流體的動態變化及其變化幅度。亦就是說，從地下取出油氣水的量或結果，應不至於使流體穩定的開采動態發生突然變化。從水文地質角度講，要確保油氣田長期穩定開采及油氣田不被破壞，地下水采出的最大限量，以不超過或相當於動儲量為好。在地下水補給條件較好時，可以借用調節儲量，壹般不要動用靜儲量。對以水驅動為主的油田來講，地下水儲量計算的重要性顯得尤為突出。
油田開發時，普遍采用註水方法保持地層壓力，達到穩產高產的目的，由於註水改造了原始油田水的化學成分，影響了油田水文地球化學研究及該方法在油氣勘查中的應用，降低了油田水化學成分預測評價油氣藏的可靠性。通過地下水儲量研究與計算，為恢復油田水化學成分研究創造了條件，因為在已知油田註水的水量與註水化學成分組成的基礎上，只要求出含水層中的天然儲量，就可通過計算方法，重建水文地球場特征，為油氣勘探開發提供可信的水文地球化學依據。
地下水儲量計算，可對生產井水淹進行預測或防止生產井過早出水。地下水的動儲量和調節儲量，是石油開發過程中采出流體的最大極限值，如果接近或超過上述水儲量的總和，就會導致油氣藏的破壞，如果采出的流體超越調節儲量，引起水淹的幾率將會增加。
地下水儲量是制定合理科學開發油氣田方案的依據之壹，又是油區經濟建設與發展、生活供水及保護生態環境等不可缺少的資源。