碳酸盐岩水热协同混合溶蚀作用机理的数值试验研究

作者:侯文隽; 龚星; 刘锋; 李红中

关键词: 碳酸盐岩 地下水混合 温度 二氧化碳分压 混合比例

发布时间:2022-04-16 01:03

在封闭的岩溶水系统中,当水化学成分或不同温度的饱和地下水混合时,地下水的溶解度会增加,并产生新的腐蚀能力。为了揭示普通地下水混合条件下饱和溶液混合溶解和温度混合溶解的协同机理,本文利用水文地球化学软件PHREEQC模拟了土壤入渗水和浅层地下水、深循环热水和浅层地下水条件下碳酸钙的溶解反应,深部流体和浅层地下水,并讨论了地下水温度,二氧化碳分压()和端元溶液的混合比例对热液协同混合和溶解强度的影响。结果表明,在天然地下水混合条件下,水热协同混合溶解可以提高饱和地下水的溶解能力。混合溶液的补充溶解能力由强到弱的顺序为:深层流体与浅层地下水的混合,深层循环热水与浅层地下水的混合,深层循环热水与浅层地下水混合时土壤渗透水与浅层地下水的混合,水热协同混合溶解以饱和溶液混合溶解为主,温度混合溶解为辅。在深层流体和浅层地下水混合的条件下,尽管温度变化会导致饱和溶液碳酸钙的沉淀,但混合溶液总体上仍具有很强的腐蚀性。岩溶水系统中热液协同混合溶解的强度受温度和温度变化的同步控制。端元溶液的温度和温差越大,其水热协同混合溶解能力越强。当端元溶液的混合比例接近时,最有利于碳酸钙的溶解。本文的研究结果揭示了饱和溶液溶蚀和温度混合溶蚀的协同机制,为碳酸盐岩水、地热和油气资源的储集空间勘探提供了理论依据。