基于水文地球化學模擬的地熱尾水回灌化學堵塞研究

【摘要】：孔隙型熱水回灌的堵塞機理研究在國內(nèi)外文獻報道中極為有限，迄今為止仍屬世界性難題。論文選取咸陽城區(qū)為研究區(qū)，在回灌現(xiàn)場調(diào)研取樣的基礎上，應用水文地球化學模擬與室內(nèi)堵塞模擬耦合方法，以井口熱流體化學特征與井下熱儲環(huán)境相結合，以“熱儲原水-回灌尾水-熱儲巖石-過濾物-沉淀物”相互關系及其轉(zhuǎn)化機理為主線，通過熱儲水-巖-氣-微生物-沉淀物的測試分析及模擬實驗，揭示井下井上、管道內(nèi)外、熱儲化學組分的水-巖-氣之間的相互作用過程、溶解沉淀變化規(guī)律及其對堵塞的影響程度，為地下熱水回灌化學堵塞機理及防治提供技術支撐，為評價地下熱水資源可持續(xù)開發(fā)利用提供科學依據(jù)。 室內(nèi)實驗、軟件模擬及現(xiàn)場實證的耦合研究結果表明，化學堵塞的機理復雜，其影響因素眾多，溫度和PH的變化是導致化學堵塞形成的主導因素。而咸陽城區(qū)地熱尾水回灌中最可能的化學堵塞物來源為方解石，其在地下熱水的開采過程、輸送過程及回灌過程均有產(chǎn)生，為主要的化學堵塞物；其次，地下熱水開采過程中也會有一定量的無定形二氧化硅析出，即白色的鼻涕狀物質(zhì)；熱水輸送中因為鐵質(zhì)管道的腐蝕作用會在鐵管產(chǎn)生各種鐵垢；研究區(qū)開采井附近發(fā)現(xiàn)少量的硫酸鹽垢，硫酸鹽在研究區(qū)屬于輕微結垢。 本文的研究中取得的一些結論和參數(shù)對于熱水回灌后續(xù)的研究有一定的參考價值，對于地下熱水回灌研究的推進具重要的理論意義和實際意義。 【關鍵詞】：地下熱水 尾水回灌 化學堵塞 反應性礦物 模擬
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：P641
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題的提出及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-12
• 1.3 研究方法、內(nèi)容及創(chuàng)新點12-13
• 1.4 技術路線13-16
• 第二章 區(qū)域地理及地熱地質(zhì)16-24
• 2.1 自然地理概況16-17
• 2.2 地熱地質(zhì)17-24
• 2.2.1 控熱構造17-18
• 2.2.2 地層概況18-21
• 2.2.3 熱儲特征21-22
• 2.2.4 回灌 1 號井22-24
• 第三章 研究區(qū)地下熱水水文地球化學特征24-36
• 3.1 地下水水化學分布特征24-26
• 3.1.1 TDS 及宏量組分變化24-26
• 3.1.2 水化學類型分布26
• 3.2 水文地球化學作用26-34
• 3.2.1 溶濾作用26-29
• 3.2.2 脫硫酸作用29-30
• 3.2.3 混合作用30-33
• 3.2.4 蒸發(fā)濃縮作用33
• 3.2.5 陽離子交替吸附作用33-34
• 3.2.6 脫碳酸作用34
• 3.3 小結34-36
• 第四章 熱儲環(huán)境的水文地球化學模擬36-42
• 4.1 熱儲溫度模擬36-40
• 4.2 熱儲 PH 值模擬40-41
• 4.3 熱儲混入量模擬41-42
• 第五章 熱儲礦物溶解沉淀規(guī)律研究42-67
• 5.1 熱儲反應性礦物確定42-43
• 5.2 影響礦物溶解沉淀規(guī)律的因素43-46
• 5.3 反應性礦物溶解沉淀規(guī)律研究46-67
• 5.3.1 碳酸鹽類礦物46-52
• 5.3.2 硅酸鹽礦物52-57
• 5.3.3 硫酸鹽礦物57-63
• 5.3.4 金屬礦物垢63-67
• 第六章 地熱尾水回灌化學堵塞模擬研究67-81
• 6.1 室內(nèi)實驗模擬67-72
• 6.1.1 靜態(tài)配伍實驗67-69
• 6.1.2 動態(tài)配伍實驗69-72
• 6.2 水文地球化學模擬72-76
• 6.2.1 靜態(tài)配伍實驗模擬72-73
• 6.2.2 動態(tài)回灌試驗模擬73
• 6.2.3 室內(nèi)-理論耦合模擬73-76
• 6.3 化學堵塞及其機理研究76-80
• 6.3.1 熱水開采過程76-77
• 6.3.2 管道內(nèi)化學堵塞77-79
• 6.3.3 回灌過程化學堵塞79-80
• 6.4 小結80-81
• 結論及建議81-83
• 參考文獻83-86
• 攻讀碩士學位期間參與的科研項目及完成的論文86-87
• 致謝87

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