碳酸盐岩裂缝热储回灌水渗流规律影响因素

回灌措施是解决地热水下水位下降,实现地热资源的可持续利用的重要技术措施。然而,目前碳酸盐岩裂缝热储回灌开发中存在回灌水渗流规律不明确,回灌开采模式不清晰、回灌水在碳酸盐岩热储中渗流规律复杂、回灌水如何在裂缝和溶洞中渗流及回灌水的注入方向与裂缝的发育方位之间关系认识不明确等。因此,针对目标碳酸盐岩裂缝热储储层孔隙结构特征,采用微观裂缝刻蚀模型和胶结裂缝平板模型,研究了回灌水的注入速度、注入方向和井网方式对其微观渗流规律影响。回灌微观渗流实验表明：在微观刻蚀模型中,当裂缝方位为90°、注入速度为0.04 mL/min时,回灌水的波及面积最大。提高回灌水的注入速度与增加裂缝方位角度,可以提高碳酸盐岩裂缝热储地层中的回灌水波及面积。在微观刻蚀可视化实验的基础上,利用碳酸盐岩裂缝热储胶结物理模型,研究了回灌水注入的温度场变化情况。温度场显示的波及面积与回灌水的渗流路线与微观刻蚀平板中的基本一致。     

滹沱河地下水超采区人工回灌的水岩相互作用模拟

人工回灌条件下回灌水与地下水混合带的水岩相互作用是决定地下水水质演化和含水层发生化学堵塞的关键过程。为研究人工回灌对滹沱河地下水超采区水质演化的影响,以石家庄市人工回灌场地为例,利用石津灌渠水作为回灌水源,通过室内实验结合反向水文地球化学模拟揭示回灌层位地表水与地下水混合带的水-岩相互作用机理。结果显示：混合带水的TDS（total dissolved solids）变化特征表现为先增大后缓慢降低,且地表水占比越大、含水介质粒径越细,则其变幅越大;混合带水中主要离子质量浓度变化特征受混合、碳酸平衡、溶解-沉淀、阳离子交换及硝化作用控制,其中K⁺、Ca²⁺、SO₄^2-质量浓度主要受溶解-沉淀作用控制,Na⁺、Cl^-、HCO₃^-、NO₃^-质量浓度主要受混合NO₃^-作用控制,Mg²⁺质量浓度主要受阳离子交换作用...     

砂岩储层中CO2-地层水-岩石的相互作用

利用高温高压反应釜模拟不同温度条件下CO2-地层水-砂岩间的相互作用,并观察反应前后样品形貌、分析质量和比表面积的变化,讨论反应液pH和各离子浓度的变化原因,进一步阐明CO2-地层水-砂岩相互作用过程中矿物的溶解和沉淀机制.研究结果表明,超临界CO2注入后,随着温度的升高,砂岩中可溶矿物(长石类)的溶蚀作用加剧;样品表面和孔隙中均有新物质生成,主要矿物为石英、高岭石、绿泥石和一些未知的含“C”硅铝酸盐.     

水-岩相互作用下华南红层软岩力学特性

为研究红层软岩的水-岩相互作用,开展了不同含水率红层软岩的三轴压缩试验,分析了含水率对力学特性、破坏形式、微观结构和损伤机制的影响,构建了含水红层软岩的统计损伤本构模型。研究结果表明：随含水率的升高,红层软岩的峰值应变呈线性递增,峰值强度和弹性模量分别呈线性和指数函数递减;含水率对红层软岩的破坏模式产生明显影响,含水率较低时的破坏形式为剪切破坏,随着含水率的增加,破坏形式向剪切-张拉复合型破坏转变。在水-岩相互作用下,华南红层软岩的孔隙颗粒物相互吸附,形成片状结构;在饱水状态下,片状和鳞状结构进一步增多,整体结构变得更加松散破碎。考虑水-岩作用,引入损伤修正系数对本构模型进行改进,改进后的统计损伤本构模型计算结果与试验结果一致,能较好地描述水岩作用对红层软岩力学性质的影响。     

干湿和冻融循环作用下泥质白云岩宏观劣化研究

水岩相互作用是岩土工程及相关学科的研究热点。通过干湿和冻融循环试验,对泥质白云岩的力学特性劣化规律及扩容研究,取得了一定的成果。结果表明：(1)泥质白云岩在干湿和冻融循环作用下均会出现明显不均匀的强度劣化。60次循环作用下,干湿循环比冻融循环对岩石的影响更大。(2)冻融循环作用60次的岩样的抗压强度的总劣化度会随围压的增大而增大。(3)干湿和冻融循环作用下,屈服点(扩容点)与峰值点的应力比-围压呈线性关系。(4)60次循环作用下,低围压时,干湿循环岩样的泊松比大于冻融循环下岩样的泊松比,高围压时,冻融循环下岩样变形模量大于干湿循环下岩样的变形模量。     

水-热-力耦合作用下寒区弧底梯形渠道结构优化设计

为合理优化设计寒区弧底梯形渠道的形体结构,基于冻土水热力三场耦合及冻土-衬砌相互作用的渠道冻胀数值模型,结合分层序列法将渠道断面水力参数最优解集作为变量空间,以衬砌结构的强度、刚度及几何构造为约束条件,以衬砌适应冻胀变形能力为目标函数,建立寒区弧底梯形渠道水力-抗冻胀双优数学模型。随后对寒区各类典型渠道工程进行双优结构标准化设计,得到弧底梯形渠道在不同负温、地下水埋深、土质、断面规模下的双优边坡系数、实佳比及衬砌厚度的标准参数,供工程设计参考。研究结果表明：双优结构尺寸参数均随地下水埋深的增大而减小、随基土冻胀率的增大而增大、随冬季负温的降低而增大、随断面规模的增大而增大。以新疆某渠道工程为例,优化后的断面实佳比为1.02,较原设计值增大1.8%;最大法向冻胀量为2.52 cm,较原设计值增大20.0%;最大拉应力为0.95 MPa,较原设计值减小60.4%;衬砌整体柔度为305.47 cm/MPa,较原设计值增大42.3%,水力性能及抗冻胀性能均达到最优。     

巢湖地区坟头组泥岩遇水软化特性与机理试验研究

从物理力学性质、矿物与化学成分、微观结构等方面,对巢湖地区坟头组海相粉砂质泥岩遇水软化的特性与机理进行试验研究.利用DB-16超声测速仪、单轴压力机,测试岩样浸于蒸馏水后不同时间波速、抗压强度的变化;采用电感耦合等离子体法,分析岩样浸泡液化学成分随时间的变化;利用X射线衍射、荧光光谱分析,测试岩样矿物化学成分变化情况;采用电子扫描显微镜观察岩样微观结构,并利用GIS软件对不同浸水时间岩石孔隙率、孔隙表面积进行半定量计算.试验表明,泥岩浸水后,单轴抗压强度和波速明显下降,岩石孔隙率下降,孔隙表面积增加;浸水前后,泥岩化学成分变化不大;水沿微裂隙进入岩石内部,溶解可溶盐胶结,使裂隙向纵深发展,进而使裂隙连通导致岩石软化,其中,岩石微裂隙的产生与岩石内部的不均一性密切有关.     

北塘凹陷新近系馆陶组的CO2-EATER实验研究

 地热尾水回灌率低是目前中国沉积盆地砂岩储层中-低温地热资源可持续开发利用的瓶颈。基于利用CO₂提高地热回灌率,即CO₂-EATER(CO₂-Enhanced Aquifer Thermal Energy Recovery)概念模式,以黄骅坳陷中部北塘凹陷新近系馆陶组砂岩热储层为例,利用高温高压反应釜实验模拟了反应时间为10d,温度为100℃,压力为10MPa人工注入CO₂条件下,水-岩-CO₂相互作用及其对储层水化学组分及矿物组分的改变和对孔隙度及渗透率可能的影响。结果表明,CO₂注入后,储层水的pH值从7.7下降到6.3,储层水的HCO₃^-、Ca、Mg、Na和K等组分显著增加。这是由于CO₂溶解于水,形成了酸性环境,储层中长石类矿物和方解石发生溶解而释放出金属阳离子。地层水的δ¹⁸O_H2O和δ²H_H2O分别发生了3.5‰和3‰的负漂移,表明人工CO₂的注入促进了水-岩反应。X衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析结果也证实了长石类矿物的溶解,这对改善储层具有一定意义,也说明CO₂-EATER模式可能适合于北塘凹陷新近系馆陶组。     

用分子连接性指数法和高效液相色谱法预测巴比妥酸类衍生物的正辛醇-水分配系数

研究了巴比妥酸类衍生物的分子连接性指数(MCI)和外推至纯水作流动相时的高效液相色谱容量因子(k0)与正辛醇-水分配系数(Kow)的关系。通过13种已知lgKow文献值的巴比妥酸类衍生物的lgKow值分别对MCI计算值和lgk0实验值进行多元线性回归分析，建立了估算巴比妥酸类衍生物的Kow的两种定量模型。用此模型预测了8种巴比妥酸类衍生物的Kow。结果表明两种方法都能较好地预测巴比妥酸类衍生物的Kow。     

二氧化碳咸水层封存和利用

 CO₂咸水层封存是减少人为CO₂排放最有效的选择之一,是人工制造巨量碳汇的新型地质工程。全球商业化规模CO₂封存项目和中试尺度的现场试验10年以上的平稳运行表明,CO₂咸水层封存在技术上是可行的。本文从CO₂咸水层的封存机制、储量评价、监测和预测、安全评价和利用方面作了系统评述。水热实验和数值模拟是目前水-岩-CO₂相互作用过程和CO₂封存机制研究的重要方法,但需要现场试验数据的验证。储量评价主要基于CO₂溶解捕获原理,参数的确定方法及不同尺度上方法的选择仍需进一步研究。以地震法为代表的地球物理方法能够有效监测储层中CO₂晕的形态,但价格昂贵不宜广泛应用,新方法的试验很有必要;地球化学方法能够及时反映CO₂注入后的运移及储层的响应,简单易行,成本较低,但需要监测孔;数值模拟方法能为CO₂晕的运移形态和方向提供依据;需要依托一套适用性强的多种方法联用监测技术。安全评价技术包括数值模拟、岩石力学参数测定及各种模型建立,还需从公众认可度及加入大规模项目数据角度提高和完善。考虑到成本问题,CO₂咸水层利用值得重视,特别是实现地热可持续开发利用的CO₂-EATER技术的发展。国外在CO₂海相咸水层封存的技术发展较快,国内沉积盆地可用于CO₂封存的咸水层多以陆相沉积为主,储层水化学、水文地质和矿物岩性特征与海相咸水层有很大差异,非均质性也较突出,需要在借鉴和学习国外经验的同时突出自己的特色和重点。     

柳林县水资源可持续发展的研究与思考

介绍了柳林县水资源开发和利用的现状,阐述了柳林县水资源管理和保护工作的进展情况,提出了水资源可持续发展的建议。     

枣庄市供水水源地开发的可行性分析

本文对枣庄市的水文地质状况、地形地貌、地理情况及地层构造作了概括性阐述，并对供水水源地开发的可行性、地质灾害、供需水平衡及供需水矛盾进行了实质性分析。     

唐山北部蓟县系雾迷山组白云岩热储资源潜力研究

地热资源具有清洁、可再生、储量大等特点,是实现我国“双碳”目标的重要资源。唐山市地热资源丰富,但现阶段开发利用的主要层系为南部平原区新近系馆陶组砂岩热储,北部基岩热储则少有开发利用。本文通过唐山市北部区域地质特征、地热地质条件的分析研究,开展地热资源综合评价,评价结果表明,唐山市北部发育蓟县系雾迷山组白云岩热储埋藏深、水温高、涌水量大,是该区最具有开发利用价值的地热资源。     

水资源利用和经济社会可持续发展的研究

在介绍水资源利用与经济社会可持续发展的研究背景、二者关系基础上,分析了我国水资源利用面临的问题及原因,提出了提高水资源利用率的对策。     

石膏山水库建设的必要性和可行性分析

基于灵石县水资源严重短缺的现状,分析了建设石膏山水库的必要性和紧迫性,根据当地水文、工程地质、施工等有利条件,从环境评价、工程投资与经济分析评价方面,论证了建设石膏山水库的可行性。     

中国代木包装的现状及发展研究(续)

4 今后发展代木包装的思考及研究我国代木包装虽兴起于七十年代,但在八十年代中期才受到应有的重视和较快的发展,现在在数量、品种、性能上还不能满足各方面包装的需要。随着今后国民经济的进一步发展,必然要求代木包装在数量、质量上要有一个更大的发展。为此,本文在前述对国内外代木包装分析的基础上,兹就今后发展代木包装的目标及方针,任务及规划,对策及措施初步探讨如下。     

太原市地热资源概况及开发利用前景

太原市位于汾渭地堑地热带，地热资源丰富。文章对太原市热矿水分布状况、地热地质背景、热储模型、地热资源状况和开发利用前景等进行初步分析，为今后太原市可持续发展和合理开发利用地热资源、减少风险提供了水文地质科学依据。     

缝洞型碳酸盐岩油藏水驱特征曲线研究

缝洞型碳酸盐岩油藏储集空间复杂,呈现出很强的非均质性和多尺度特征,除个别井水驱特征曲线呈现出砂岩油藏特征或单一直线段特征外,其余井水驱特征曲线多呈现出多直线段台阶状或不规则特征,因此不能直接对传统水驱特征曲线进行简单的应用。在对国内外常用的50 多条水驱特征曲线进行筛选的基础上,对桑南西缝洞型碳酸盐岩油藏水驱特征曲线进行了选择应用,分析结果表明,对于缝洞型碳酸盐岩油藏,需要根据分析应用情况的不同及与实际资料的相关性来选择应用水驱特征曲线。为了进一步完善缝洞型碳酸盐岩油藏水驱特征曲线的选择应用,在此基础上对其水驱特征曲线应用相关事项作了补充。     

浅议水资源可持续发展的重要性

讨论了水资源可持续发展的涵义、发展趋势、重要作用,针对目前水资源管理的不足,提出了合理的改进措施,并明确了水资源的管理办法。     

地热资源开发利用过程中的环境问题浅析

介绍了地热开采过程中可能引发的一系列环境地质问题,如地面沉降、地温变化、热污染等,分析了这些环境地质问题产生的机理,提出了相应的建议和防护措施。