油田水化学（oilfield water chemistry ），理学-地球物理学-流体地球科学-流体物理化学，研究油田水的矿化度、化学成分及其分布、演化规律等的学科。是水文地质学和石油地质学的主要内容之一。根据油气藏与原油、天然气的化学特征和岩石特征，研究油田水的性质及其地球化学特征，可以区分油田水和非油田水，分析油气运移、聚集和油气藏的形成。这对含油气远景评价、勘探开发的决策都具有重要意义。根据成分和存在相态可以把油田水化学组分分为4类：①盐类离子成分。含量高的常见离子有氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、钠离子、钾离子、钙离子、镁离子等。在高矿化度的油田水中，钠离子、钾离子和氯离子含量最高；而在低矿化度的淡水—微咸水中，碳酸氢根离子、碳酸根离子含量相对较高。②有机质成分。包括苯、酚及其同系物、铵、环烷酸、脂肪酸、氮化合物、水溶性有机质等。这些是找油气的重要地球化学标志。③气体成分。指溶解于油田水中的氧气、氮气、二氧化碳、硫化氢、氦气及烃类气体等。在高矿化度的油田水中，一般含有较多的水溶性气体成分。④微量元素。包括溴、碘、氨气、锂、铷、锰、铜、铬、锌等。