关键词:
尾水回灌
砂岩热储
离子浓度
化学堵塞
摘要:
地热尾水回灌是实现地热能绿色环保可持续利用的关键,但在地热尾水回灌过程中产生的堵塞问题已成为亟待攻克的难题,严重制约了砂岩热储的开发利用。为了更好地了解不同温度和时间对水化学的影响,以鲁北馆陶组砂岩热储为研究对象,利用高温高压渗流溶蚀实验平台,分别对岩样于25,45,65℃温度下开展了为期100 h的砂岩热储回灌实验,探究了回灌过程中尾水的离子浓度和pH值的演化规律,揭示了砂岩热储尾水回灌中化学堵塞过程和机理。研究结果表明,随着温度的升高,Na^(+)浓度逐渐上升,而Ca^(2+)和Mg^(2+)浓度稳步下降,且随着回灌时间的延长或温度的升高,Ca^(2+)和Mg^(2+)浓度的减少量逐渐增加。在65℃温度下,堵塞主要由Ca^(2+)和Mg^(2+)与重碳酸根和碳酸根发生反应所生成的沉淀造成,因此Ca^(2+)和Mg^(2+)的浓度与岩石样品的渗透率和化学堵塞率呈正相关。温度越高,化学堵塞程度越高,且快速增长阶段和快速下降阶段时间越久,化学反应越强烈,化学堵塞越严重。在实际工程中,可以利用降低回灌尾水的温度,或者通过在回灌前降低尾水的pH值,降低尾水中的Ca^(2+)、Mg^(2+)和HCO_(3)^(−)浓度来减轻化学堵塞的影响。