天然有机质在低温孔隙地热水中的迁移转化研究

为了研究天然有机质(natural organic matter,NOM)在低温孔隙地热水中的迁移转化规律,探索研究区地热水中的碳循环,以新近系明化镇组热储层地表出露处的扰动土为岩土介质,以该区域广泛种植毛白杨的落叶为研究对象,从中提取水溶性NOM和天然有机质NOM,在40℃、达西流速0.59~0.60 cm/h下,进行柱模拟试验,结果表明:0~820 h,NOM在模拟的孔隙型热储层的运移过程中存在生物降解和吸附作用,可生成含有羰基、羧基、羟基和酯类的芳香族有机物,且溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)和波长254 nm单位比色皿光程下的紫外吸光度(UV_(254))具有较显著的线性相关性(r^(2)=0.81);820~1 180 h,随着注入的NOM质量浓度减半,DOC去除率可有效提高到100%;1 180~1 828 h,向模拟柱中注入去离子水,DOC与UV_(254)的变化表明,NOM在水-岩间可通过较强的生物降解作用去除,且NOM中芳香族化合物在岩土上具有吸附作用,研究结果也可由单位DOC浓度在波长254 nm处的吸收系数(SUVA_(254))和样品在253,203 nm处吸光度比值(A_(253)/A_(203))的变化规律得以证实。同时,NOM可提供有效的"碳源",促使水-岩间硝酸盐的完全生物转化。

深层地热水开采与地面沉降的关系研究

本文根据天津塘沽区深层地沉观测标观测到的地面沉降数据,分析了深层地下热水开采对地面沉降的影响比例。在分析地热水开采引起地面沉降机理的基础上,通过统计回归方法建立了深层孔隙型地热水开采量与地面沉降量的相关模型;提出了进行地热尾水回灌和建立深层沉降监测网以加强综合研究的防治对策。

孔隙型热储层中溶解性有机质在硝酸盐还原过程中的迁移转化实验研究

以新近系明化镇组热储层细砂为岩土介质,分别在25、45℃开展硝酸盐运移的室内土柱模拟实验。采用CXTFIT 2.1软件、三维荧光光谱技术,探索溶解性有机质(DOM)在硝酸盐还原过程中的迁移转化动力学规律。结果表明:25、45℃时硝酸盐的迁移转化遵循一级衰减动力学假设的溶质对流-弥散方程,其纵向弥散系数和衰减系数均随温度的升高而明显增加,这也可由荧光峰B 1和T 1的变化进一步得到证实。由于淋出液中溶解性有机碳随孔隙体积数增加而降低、且随温度的升高而升高,而特征紫外吸光度却相反,这说明甲醇等小分子有机物更易于作为电子供体参与硝酸盐还原反应,且高分子芳香族有机化合物在较高温度下更易于参加硝酸盐的还原反应。两个温度下,淋出液荧光指数大于1.9且快速增加并趋于稳定,生物源指数为1.14~1.27,这说明模拟的孔隙型热储层中DOM以内源输入为主,模拟的水-岩系统微生物环境逐渐稳定。

注入时间和静水压力对孔隙热储层中Cl^(-)运移影响

迄今为止,注入时间和静水压力对溶质在深层承压地热水中的运移规律影响研究少有报道。通过模拟35℃的低温地热环境,开展了注入时间1,2,3,4,5 h以及静水压力0,6,9 MPa条件下Cl^(-)的运移柱模拟试验。采用CXTFIT 2.1软件进行数值模拟,探讨了孔隙型热储砂土中Cl^(-)的运移规律和影响因素。结果表明:在模拟的低温孔隙型热储层中,不同注入时间和静水压力下,Cl^(-)的运移曲线均呈正态对称分布,一维对流弥散(CDE)模型也可较好地表征其穿透曲线,因此溶质扩散过程符合菲克定律。注入时间的不同,会引起Cl^(-)的穿透曲线、运移参数发生变化,这与不同注入时间条件下溶质注入总量、柱内溶质浓度差以及分子扩散能力不同有关。在不同静水压力条件下,弥散系数从0 MPa的25.22 cm^(2)/h增加到9MPa的36.13 cm^(2)/h,分子扩散系数、机械弥散系数以及弥散度也随之增大,因此溶质的弥散作用随静水压力的增大而增强。研究结果对于丰富地下水的溶质运移理论具有重要意义。