钙芒硝盐岩溶蚀的角度效应

为更深入的了解钙芒硝盐岩的溶解特性,促进水溶开采钙芒硝矿和盐穴储气库建造中钙芒硝夹层溶蚀的研究,对钙芒硝盐样以不同倾角在35℃恒温水中进行溶解速率和速度的实验。结果表明:钙芒硝在35℃恒温水中溶解速率和速度具有角度效应;倾角从90°~-90°变化时,溶解速率和速度越来越大,水溶采矿技术开采钙芒硝时应采用有利于上溶和侧溶,自下而上的开采技术;运用MATLAB对数据进行拟合,得出不同溶解角度下钙芒硝溶解速率和速度随时间变化规律的表达式,对水溶开采钙芒硝的相关研究和盐穴储气库夹层的溶蚀具有一定的指导和参考价值。     

岩盐溶解速率影响因素的实验

围绕岩盐溶解速率影响因素这一关键问题开展了系列实验,研究了溶解面积、溶解面倾角、溶液浓度、溶液温度、水流速对岩盐溶解速率的影响规律。规律如下：随着溶解面面积增大溶解速率逐渐趋于一个稳定值;温度、倾角、流速与溶解速率成指数关系;随着溶液浓度的增大岩盐溶解速率逐渐减小。并应用灰色关联度分析方法,分析了溶解面倾角、溶液浓度、溶液温度及水流速主要影响因素的主次顺序,得出溶液温度>溶解面倾角>溶解流速>溶液浓度。研究结果对岩盐油气储库的安全、快捷建腔提供基础理论和实验基础。     

岩盐溶解特性及其传质过程的研究

通过岩盐溶解特性和NaCl溶液扩散两实验研究，探讨了构成岩盐溶解过程的NaCl从岩盐体溶解分离过程中NaCl溶液的传质过程，得出了岩盐溶解速率和扩散系数随各主要影响因素的变化规律及其相应的计算公式，建立了岩盐溶液的动态平衡微分方程。     

三轴应力作用下岩盐溶解特性试验分析

岩盐地下储备库是能源储备重要方式。三轴应力作用下岩盐溶解特性的研究,为岩盐地下储库水溶造腔的形状控制、安全建设等提供理论基础。运用三轴岩盐溶解试验机进行了岩盐试样在三轴应力作用下溶解特性试验,研究发现在应力作用下岩盐溶解特性发生显著变化。计算分析了岩盐试样通水孔壁处应力与试样外部载荷轴压和围压的关系,运用等效应力描述通水孔壁处应力分布情况。采用多组围压条件下三轴应力和溶解耦合试验,分析了不同围压条件下岩盐溶解速率与等效应力之间的关系。研究结果表明,岩盐溶解速率随着等效应力的增大先缓慢减小,随之降到最低点,然后又随着等效应力的增加而迅速增大。三轴应力对岩盐溶解速率的影响主要是由于岩盐试样在三轴应力加载过程中造成试样内部裂纹发育及溶蚀面积的变化,在弹性阶段时溶蚀面积减小(裂纹闭合),溶解速率降低,而在塑形阶段时溶蚀面积增大(裂纹发育),溶解速率升高。     

我国盐岩储气库发展必要性浅析

本文从我国能源的现状出发,结合国内外能源储备的现状,阐述了我国发展能源储气库的必要性和紧迫性.通过国内外对盐岩储气库研究和应用现状的分析,对我国发展岩盐储气库的建设提出了意见和建议,对工程实际具有一定的指导意义.     

含夹层盐岩椭球储气库极限压力

地下盐岩储气库在调峰和保障供气安全上具有不可替代的作用,确定合理的储气库极限压力具有重要意义。针对盐岩椭球储气库极限压力问题,以某地下盐岩储气库为工程背景,基于Mohr-Coulomb抗剪破坏准则、上限和下限压力判定准则,以大型商业有限元软件ABAQUS为平台,对不同椭球储气库腔体形状尺寸的极限压力问题进行数值模拟研究,探讨盐岩夹层黏聚力和抗拉强度变化对椭球储气库极限压力的影响。结果表明:随着椭球形腔体长短轴之比减小,储气库上限压力随之增大,而下限压力由于采用的本构模型不同,无显著变化规律。当夹层黏聚力和抗拉强度变化时,同一储气库极限压力基本不变。在上限压力作用下不同储气库的塑性破坏区域发生在腔体顶部盐岩层;而下限压力作用下,夹层破坏区域基本不变,夹层的存在对椭球储气库极限压力影响不明显。     

钙芒硝岩盐水溶特性的实验研究

在常温和30℃时，对其在水中的溶解特性进行了研究，发现在室温静溶时试件很快破碎，溶液浓度上升比较快，在30℃水中不易破碎，原因在于CaSO4在水中溶解度小，温度升高其溶解度反而降低，溶解出来的CaSO4容易附着在矿物表面，阻止矿物的溶解。同时得出钙芒硝在水中溶解特性曲线以及溶解速率和溶解速度方程，以此来指导钙芒硝岩盐矿和其他呵溶性矿物的水溶开采。     

盐岩水平储气库的相似模拟建腔和长期稳定性分析

利用地下盐穴作为油气储库是一种常见的方法。但由于中国地下盐矿层状盐岩居多,特点是单层厚度薄,不溶物含量高,因此单井造腔腔型控制难度大,造腔速度慢。根据双井对流建库方法,通过实验模拟建造的水平盐穴为模型基础,依据湖北云应地区盐矿地质条件和盐岩的物理力学性质,数值模拟其在不同埋深情况下建造后腔体长期运行体积收缩情况。通过实验发现采用双井对流造腔方法建设储气库是可行的,腔体的形状可以通过流量和油液分界面来控制。对地下盐岩水平储气库的岩石长期蠕变模拟发现,水平储气库随着埋深越大相同蠕变期内条件下腔体的体积收缩率和腔体周边塑性变形区体积也越大,同时使用寿命也越短。     

Cl^-浓度和pH值对AZ31镁合金腐蚀行为的影响

研究了AZ31镬合金在不同Cl-浓度和pH值的NaCl溶液中的腐蚀行为,从腐蚀形貌和腐蚀速率等方面对其进行了定性和定量描述,并对其腐蚀机理进行了探讨.经NaCl溶液腐蚀的AZ31镁合金呈现出明显的点蚀特征.随着Cl-浓度的增大,金属的阳极溶解和局部腐蚀加剧,AZ31镁合金的腐蚀速率也急剧增加,腐蚀程度加重.同时,溶液pH值的增大有利于AZ31镬合金表面形成更稳定的Mg(OH)2钝化膜.于是,随着溶液pH值从7增大到12,AZ31镁合金的腐蚀速率减小,耐腐蚀性能增强.     

盐岩储气库造腔期流体运移最大影响范围实验研究

采用染色法在三维盐岩储气库腔体模型中进行流体运移实验研究,分析流体运移最大影响范围.研究结果表明:随腔内盐水浓度增大,流体运移最大影响范围的上下边界都向腔体顶部方向移动,促进腔体上部侧壁面盐岩溶解;随注水流量增大,径向运移速度增大,促进侧壁面盐岩溶解,并且最大影响范围下边界向腔体底部移动,促进中间管管口下部盐岩溶解.将实验数值转换为工程值,在腔内盐水质量浓度为25,50和75g/L,注水流量为60,80和100m³/h,管间距为28,42,56,70,84和98m组合条件下,得到流体运移最大影响范围数值.研究结果和方法可为工程中提高造腔效率及控制腔体形态提供参考建议和途径.     

岩盐储气库溶腔数学模型研究

对盐岩地层建设地下储气库的溶腔数学模型进行了研究.为了设计和形成稳定的溶腔形态,依据流体力学、化学动力学及物质平衡原理,对水溶建腔机理进行了分析,建立了盐岩溶腔溶质传输-流体流动数学模型;根据流体力学基本原理和对流扩散理论以及物理模拟基本规律,建立盐岩溶解速度方程;并通过数值方法对腔体态进行了模拟研究.结果表明,在合理的工艺条件下,通过盐岩水溶开采可以获得稳定的腔体形态,以满足地下储气库的要求.从而为盐穴储气库的溶腔设计提供理论依据和决策手段.     

金坛储气库岩盐蠕变特性及其实用本构研究

通过对金坛盐矿储气库岩盐大量的实验发现:在不同应力水平作用下,岩盐的瞬态蠕变变形介于0.1%到2%之间,一般高应力水平作用下的变形量较低应力水平作用下的变形大;试件的稳态蠕变率从0.0023%/h到0.15%/h变化不等,随应力水平的提高,岩盐蠕变率变化十分明显。表明:应力水平越高,瞬态蠕变变形和稳态蠕变率均越大;反之亦然。在分析应力水平与蠕变变形关系实验及理论分析的基础上,结合金坛储气库实际,建立了基于应力水平的岩盐瞬态及稳态蠕变综合本构方程。该本构方程理论计算与实验结果吻合较好,可为金坛储气库运营的稳定性分析提供一定的参考依据。     

超声功率对水溶液中NaCl颗粒溶解速率的影响

为研究超声功率(频率为20kHz时)对水溶液中NaCl溶解速率的影响,采用900 W超声波发生器产生超声波并作用于反应容器的水溶液中。采用银量滴定法测定试样中NaCl的含量。结果表明:超声作用强化了NaCl颗粒分散程度,增加了颗粒与溶液的接触面积,颗粒分散程度随超声功率增大而增强;超声作用下,NaCl溶解时间缩短,溶解速率显著提高,且溶解速率随加载超声功率的增加而增大。模拟计算表明,NaCl溶解速率受扩散传质控制,超声作用增大了NaCl颗粒表面扩散传质过程的体积传质系数,强化了传质过程,从而提高了NaCl溶解速率。     

超声功率对水溶液中犖犪犆犾颗粒溶解速率的影响

为研究超声功率（频率为20kHz时）对水溶液中NaCl溶解速率的影响,采用900W 超声波发生器产生超声波并作用于反应容器的水溶液中.采用银量滴定法测定试样中NaCl的含量.结果表明：超声作用强化了NaCl颗粒分散程度,增加了颗粒与溶液的接触面积,颗粒分散程度随超声功率增大而增强;超声作用下,NaCl溶解时间缩短,溶解速率显著提高,且溶解速率随加载超声功率的增加而增大.模拟计算表明,NaCl溶解速率受扩散传质控制,超声作用增大了NaCl颗粒表面扩散传质过程的体积传质系数,强化了传质过程,从而提高了NaCl溶解速率.     

群井致裂控制水溶盐矿开采分析及数值模拟

建立了群井致裂控制水溶开采的耦合数学模型,并对上述模型进行了数值模拟。结果表明,由于岩盐溶解的影响,岩盐水力压裂裂缝为距注水井口距离和压裂时间的函数,随裂缝的扩展及裂缝宽度的变化,裂缝中压力在逐步降低并向缝尖转移;由于注、出水井处溶液浓度及岩盐溶解速度的不同,随开采时间的延续,溶腔形状由裂缝形的扁平盘状、过渡为倒盆状、最后逐渐变为一锥形状,该形状有利于保持岩盐溶腔的稳定。理论分析和数值模拟结果表明,群井致裂控制水溶盐矿开采是一项可行的开采技术方法。     

不同盐胁迫对高粱种子萌发及胚根胚芽的影响

试验研究了不同浓度(0,50,100,150,200,300mmol.L-1)NaCl和Na2CO3胁迫对高粱种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,高粱种子的发芽率随着盐碱浓度的增加呈下降趋势,其中Na2CO3处理下的高粱种子萌发率下降幅度明显大于NaCl。高粱幼苗生长势均与盐碱浓度呈极显著的负相关,但表现不同:随着NaCl浓度的增加,高粱的胚根长和胚芽长逐渐下降,而Na2CO3胁迫下,下降速率更快,在50mmol.L-1浓度下胚根停止伸长。实验结果表明碱性盐胁迫对高粱生长的抑制作用大于中性盐胁迫。     

岩盐椭球储气库应力解析及其稳定性分析

岩盐地下储气库根据成腔方式不同,储气库形状也有较大变化,但简化为细长旋转椭球体(短长轴比s)是合理的.假定岩盐体为无限大各向同性线弹性体,将旋转椭球岩盐储气库受力分解为两种受力状态:有内压的静水压力状态和无内压的非静水压力状态.利用弹性理论应力叠加原理,求得了在地应力场(垂直p,水平p0)和内压(pi)作用下储气库腔壁上关键点(顶点和赤道线上任意点)的应力精确解析解.对某岩盐储气库进行了数值模拟计算,数值计算结果与解析解较接近.分析了关键点应力随椭球腔形状、地应力和内压的变化规律,认为径向应力随内压比(pi/p)的增加而增加,几乎与轴比(s)无关;水平环向应力随内压比和轴比的增加而减小.结合已有试验资料,确定了盐岩广义Hoek-Brown破坏模型参数,并据此计算得到了储气库不出现破坏时的极限内压值范围,当s=0.9时极限内压较小.     

盐旱交叉胁迫对商麦5226幼苗光合指标的影响

用蒸馏水培养商麦5226,设置不同浓度梯度的NaCl溶液和聚乙二醇(PEG-6000)溶液,分别模拟盐分胁迫和干旱胁迫,通过测定分析商麦5226幼苗叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、细胞间隙CO_2浓度和蒸腾速率等光合指标的变化规律,为小麦的生理生化和抗性育种研究提供理论依据.实验结果表明:随着盐旱交叉胁迫程度的加重,叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均呈现先升后降趋势,细胞间隙CO_2浓度呈现出逐渐上升趋势.在盐旱交叉胁迫下,小麦幼苗表现出交叉适应性,其中BT1处理条件即1%NaCl和10%PEG-6000浓度是商麦5226盐旱胁迫逆境条件下生长的最适浓度.     

Na2CO3和 NaCl 胁迫对珙桐叶片光合特性影响的比较

以珙桐为材料,采用Li-6400型便携式光合测定系统研究了不同浓度(0,5,10,15,20mmol/L)Na2CO3和相应浓度的NaCl胁迫处理对珙桐叶片光合特性的影响.采用Li-6400型便携式光合测定系统对光合特性相关指标进行了测量.试验结果表明:低浓度(5,10mmol/L)Na2CO3的胁迫对珙桐叶片的净光合速率有一定的促进作用,但NaCl对珙桐净光合速率的作用却呈现低浓度(5,10mmol/L)抑制而高浓度(15,20mmol/L)促进的趋势;对于胞间CO2浓度而言,两种物质虽然都有一定程度的促进作用,但随着溶液浓度的增加,其影响效果呈现出了不同趋势,其中当Na2CO3浓度为10mmol/L时对其有明显得到抑制效果;随着溶液浓度的增加,Na2CO3与NaCl对珙桐叶片气孔导度和蒸腾速率抑制效果也呈规律性增加.由此可见,随着环境条件中Na2CO3和NaCl浓度的增大,由Na2CO3等碱性盐所造成的碱胁迫对植物的破坏作用明显大于由NaCl等中性盐所造成影响.     

夹层对岩盐储气库水溶建腔的影响分析

为了研究夹层对岩盐储气库水溶建腔的影响,根据小挠度的薄板弯曲模型,建立岩盐地层中夹层的数学模型,通过对岩盐储气库水溶建腔进行动态模拟数值计算,分析夹层对岩盐储气库水溶建腔形态和建腔周期的影响规律,同时给出了夹层的强度较核和断裂极限长度的求解方法。研究结果表明,岩盐储气库应选择在夹层数量尽量少而薄的地层条件下建设,有利于腔体形态的控制,同时能够有效降低溶腔周期。