赣南红层地区地下水水化学特征及成因分析

为研究赣南红层地区地下水资源及保障区域供水安全,基于水文地球化学理论,运用数理统计、Pipper三线图、Gibbs模型、水化学平衡法、同位素示踪法和离子比例系数法等方法,分析了研究区地下水水化学特征及主要离子来源。结果表明：研究区地下水水化学类型以HCO₃-Ca、HCO₃-Ca·Na为主,主要阳离子和阴离子分别为Ca²⁺和HCO^-₃;氢氧同位素特征显示研究区地下水起源于大气降水,Sr同位素主要来源于硅酸盐岩和碳酸盐岩风化的混合。地下水中石膏、岩盐、白云石、方解石和硅酸盐岩均处于未饱和状态。影响研究区地下水离子组成的是硅酸盐岩和碳酸盐岩的风化溶解作用,碳酸盐岩风化溶解控制区以方解石溶解为主。地下水在径流过程中存在阳离子交换作用,阳离子交换以地下水中的Ca²⁺、Mg²⁺置换围岩矿物的Na⁺、K⁺为主,人类活动对地下水离子组成的影响较小,其中工矿活动的影响大于农业活动和生活污水排放。     

鄂尔多斯盆地西南部长8砂岩致密时间再认识

鄂尔多斯盆地延长组砂岩的致密时间目前尚无定论，这是由于对方解石胶结物的成因认识不一致造成的。通过铸体薄片和带有能谱仪的扫描电镜技术，对鄂尔多斯盆地西南部长₈砂岩中方解石胶结物的成因进行了研究。认为早成岩A期的泥岩压释水为方解石胶结提供物质来源，形成了浸染状均匀分布的I型方解石胶结物和斑块状或星点状散布的Ⅱ⁰型方解石胶结物； I型方解石胶结的砂岩，流体难以进入而失去水岩反应能力，Ⅱ⁰型方解石胶结物在中成岩A期经溶解沉淀反应转化为Ⅱ型方解石胶结物；碳氧同位素和流体包裹体资料不能作为研究方解石胶结物成因的主要依据，这些资料的解释必须服从于岩石显微结构特征。鉴于此，鄂尔多斯盆地西南部长₈砂岩致密时间为早成岩A期，其与成藏时期的配置关系为先致密后成藏。     

裂隙水岩反应特征与雷诺数对溶解速率的影响

以中国首个地下大型水封油库——黄岛油库为依托,在不同雷诺数条件下进行花岗岩单裂隙水岩相互作用试验,分析花岗岩单裂隙水岩反应特征和雷诺数对花岗岩表面可溶矿物溶解速率的影响.研究结果表明,在酸性条件下花岗岩发生化学反应的主要矿物为榍石;水岩之间发生的最主要化学反应为CaTiSiO₅+4H⁺→TiO²⁺+H₄SiO₄+Ca²⁺,H₂O+CO₂HCO^-₃+H⁺和TiO²⁺+2H₂O→H₂TiO₃↓+2H⁺;0~10d内水岩化学反应最强烈,随后逐渐降低,直至达到平衡;流体流动能显著提升榍石的溶解速率,相比Re=2500工况,Re=500工况下流体流动对榍石溶解速率的影响更大,这是由于较高的流速降低了溶质运移速率,使得宏观化学反应速率降低.     

UV/O3法降解乙酸的影响因素

利用UV/O₃法对糠醛废水中的乙酸进行光氧化降解实验. 讨论了pH值、 光源、 阴阳离子等因素对乙酸降解速率的影响. 结果表明, 以高压汞灯 (400 W)为光源, 对500 mL浓度为8 mmol/L的乙酸溶液, 在温度为(35±2) ℃、 O₃含量为 0.1 mg/L, pH值为2.2的条件下, 乙酸降解效果最佳. 在此条件下, 300 min内溶液中乙酸和TOC降解率分别为86%和74%. 在所考察浓度范围内, 乙酸的降解符合零级动力学模式.     

高温高盐水中月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱在砂岩表面吸附规律研究

月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱表面活性剂在高盐含量水中具有较好的起泡性能,但在砂岩表面的吸附量尚不明确。本文利用Shim-pack VP-ODS 4.6 mm×250 mm色谱柱、紫外检测器,优化了流动相组成、流速、柱温等色谱条件,建立了高盐水中月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱的高效液相色谱检测方法。吸附性评价表明：温度为110℃、NaCl质量浓度为25×10⁴ mg/L的水中,质量分数小于1%的月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱在80～100目石英砂表面吸附量小于2 mg/g;在温度为110℃、水中NaCl质量浓度为(20～25)×10⁴ mg/L条件下,质量分数为0.4%月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱在80～100目石英砂表面吸附量随溶液中NaCl含量的增加而增加;在110℃、水中NaCl质量浓度为22.5×10⁴ mg/L、CaCl₂质量浓度为(0～3)×10⁴ mg/L条件下,质量分数为0.4%的月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱在80～100目石英砂表面吸附量随溶液中CaCl₂含量的增...     

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...     

TSR 反应中地球化学条件的热力学估算

从化学热力学的角度, 通过热力学计算和绘制热力学相图, 针对硫酸盐热化学还原反应(TSR反应)和H₂S对碳酸盐岩的溶蚀两个化学反应过程, 判别其发生的可能性、方向和物理化学条件, 求取不同温度下CaSO₄ (或SO₄²⁻)被直接还原为H₂S的离子浓度、pH和氧化还原条件; 指出在地质体系中, 当CaCO₃处于沉淀–溶解的边界时, 少量酸性流体的加入就会使沉淀转为溶解, 而当Ca²⁺和CO₃²⁻浓度升高时, 又达到新的沉淀–溶解平衡。H₂S对CaCO₃的溶蚀在深度约为1000 m时达到最佳效果, 长期、多次的TSR反应才能产生充足的酸性流体(即H₂S), 这是溶蚀改造碳酸盐岩储层达到明显效果的必要条件。     

Klebsiella aerogenes的胞外聚合物产量优化及其对碳酸钙晶型的调控作用

通过响应面法确定产气克雷伯氏杆菌(Klebsiella aerogenes)产胞外聚合物(EPS)的最优培养条件,并开展EPS质量浓度对Klebsiella aerogenes诱导形成碳酸钙晶型影响的试验研究。研究结果表明,相较于pH和接种量,培养时间和温度对菌株EPS产量的影响更为显著,EPS最优培养条件如下：培养时间为4.64 d、培养温度为28.35℃、接种量为2.97%、pH=7.69,在此条件下,EPS的产量可达210.24 mg/L;当添加的EPS质量浓度从0 g/L增加到1.0 g/L时,方解石的质量分数从27.1%提高至98.3%,球霰石的质量分数从72.9%下降至1.7%,表明EPS能有效促进方解石的形成并抑制球霰石的形成;EPS中带负电荷的官能团可以吸附溶液中Ca²⁺,使得溶液中Ca²⁺浓度减小、过饱和度降低从而促进方解石型碳酸钙晶体的生成。可以通过EPS来调控Klebsiella aerogenes诱导形成方解石和球霰石的质量分数,强化碳酸钙晶体向热力学稳定的方解石型碳酸钙转化,这为提高微生物诱导碳酸钙沉淀形成的固化体的...     

黄原酸化改性凹凸棒土对Cu2+的吸附性能

为研究改性凹凸棒土对Cu²⁺的吸附性能，采用湿法黄原酸化改性凹凸棒原土(N-ATP),首次制备了黄原酸化的凹凸棒土(X-ATP),考察得到了X-ATP对Cu²⁺吸附去除的最佳条件：在室温环境下，对含有Cu²⁺浓度100 mg/L的溶液添加X-ATP浓度2.0 g/L,控制pH条件为5.5～6.5,振荡吸附时间30 min后，最高去除率可达99.85%,Cu²⁺残余浓度0.150 0 mg/L,远低于国家电子工业水污染物排放标准和无机化学工业污染物排放标准的直接排放限值0.500 0 mg/L。在分析探究X-ATP的吸附作用机理时发现X-ATP对Cu²⁺有吸附作用的同时伴随着离子交换沉淀及螯合沉淀。随后对X-ATP及其原料进行XRD、SEM和粒度分析等结构表征进一步佐证了其对Cu²⁺的良好吸附性能。     

黄原酸化改性凹凸棒土对Pb2+的去除性能

以NaOH和CS₂为黄原酸化剂,MgSO₄为稳定剂,黄原酸化改性凹凸棒原土(N-XAP)制得了黄原酸化凹凸棒土(X-ATP).X-ATP对Pb²⁺具有良好的吸附性能,采用单因素试验得到在其处理含Pb²⁺模拟废水时的最佳条件为温度20～25 ℃、起始质量浓度400 mg·L^-1、吸附剂质量浓度2.0 g·L^-1、pH值5.0～6.0、振荡吸附时间30 min.最高去除率可达99.82%,Pb²⁺残余质量浓度为0.720 0 mg·L^-1,低于国家1级排放标准.对X-ATP及其原料进行了SEM、XRD和粒度分析等结构表征,进一步佐证了其对Pb²⁺的良好吸附性能.     

乙酸溶蚀方解石影响因素探究及特征分析

碳酸盐岩储层是全球油气主要储集体,对油气储层的开发有十分重要的意义。通过对典型碳酸盐在不同条件下的溶蚀实验,厘清其溶蚀控制因素以及热力学与动力学关系,进而探讨其发育机理。为此,以高纯度方解石为研究对象,在不同温度、矿化度、离子类型以及p H条件下进行方解石溶蚀模拟实验,通过原子吸收光谱仪(AAS)、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)以及扫描电镜(SEM)等分析手段,并结合热力学计算,探究了不同地层条件下方解石溶蚀曲线变化规律、热力学与动力学之间关系以及溶蚀形貌特征。结果表明:(1)方解石的溶蚀量以及Ca~(2+)释放规律均随温度、矿化度、离子类型以及p H呈现规律性的变化;(2)中深埋层(100~130℃)、适中矿化度(29.25 g/L)、较小p H的地层条件更有利于方解石矿物的溶解,促进优质方解石矿物储层的形成;(3)相对封闭的地层环境下,乙酸溶蚀方解石的溶蚀速率r与反应ΔG关系式为r=2.047×10~(-8)[1+e~*+(0.748(ΔG+18.61))]-4.11×10~(13);(4)方解石溶蚀反应优先发生在具有高自由能表面和活性位点的表面断裂、凸凹点及边缘处,并且由溶孔到溶蚀坑,再到溶蚀带,随后形成溶蚀晶锥,最后裸露出新的晶面的过程进行。     

CO2-水-方解石相互作用后岩石表观形貌及渗透率变化特征

将CO_2注入地下油藏用于驱替原油是减少温室气体的排放及提高原油采收率的一种有效方法。CO_2注入地层后会与地层流体和岩石发生反应,其中岩石组成中的碳酸盐矿物极易与CO_2和水发生反应导致储层岩石物性发生改变。论文以方解石为代表样品,采用X射线衍射仪(XRD),电诱导双等离子体原子排放光谱测定仪(ICP-AES),扫描电镜(SEM)及在5 MPa压力下填砂模型的试验方法进行评价,分别考察了方解石的矿物学性质、CO_2-水-方解石反应前后方解石的表面物性、反应前后溶液的离子浓度变化及方解石填砂模型与CO_2、水反应后渗透率的变化。实验结果表明,与CO_2和水反应后,方解石出现溶蚀现象;反应压力增加,方解石溶蚀现象增加,反应后溶液中Ca~(2+)、HCO_3~-浓度增加;反应温度增加,方解石溶蚀现象增加,反应后溶液中Ca~(2+)、HCO_3~-浓度先增加,后降低;与CO_2和水反应后的方解石/石英砂填砂模型水测渗透率增加。     

碳酸盐矿物随埋深增加的溶蚀响应机制及其储层意义

以化学热力学为基础, 利用数值模拟方法, 研究不同埋深情况下碳酸盐矿物方解石(CaCO₃)和白云 石(CaMg(CO₃)₂)在含CO₂流体及含H₂S流体中的溶蚀响应机制。模拟结果表明, 在流体系统不发生改变的前提下, 随着埋深的增加, 相同条件下方解石的溶蚀量始终大于白云石。同时, 除温度、压力、酸性气体分压、流体成分之外, 封闭在溶蚀体系中的气体总量是影响碳酸盐矿物溶蚀的另一重要因素。当封闭气体总量相对较高时, 随着深度的增加, 这两种矿物的溶蚀量表现为先增大后减少, 此时白云石中溶蚀孔隙比方解石更为发育; 当气体总量较低时, 两种矿物的溶蚀量曲线单调性减少。     

离子匹配精细水驱提高采收率机理研究

水驱是油田开发的主要技术，但常规水驱只是通过向地层补充能量的方式提高采收率，而离子匹配水驱技术则是基于油藏介质中固-液微界面作用强的特点，通过对注入水离子类型和强度的精确离子匹配实现剥离残余油膜提高驱油效率。以西峰油田为例，结合室内驱油实验、Zeta电位测量、原子力显微分析和界面作用力数值计算等方法，系统研究了离子匹配精细水驱技术提高低渗油藏采收率的主控因素。结果表明，随着注入水离子类型的调整和离子浓度的改变，在二次采油和在三次采油模式下，离子匹配精细水驱分别比模拟地层水驱提高采出程度15.6和9.8个百分点。其中，界面的Zeta电位和分离压的大小与离子匹配精细水的离子类型关系密切。相同离子浓度情况下，数值计算与原子力显微分析实验所得结果均表明，Na⁺比Ca²⁺和Mg²⁺的分离压高，从而表现出了更有利于从岩石表面剥离油膜的能力；同时，随着注入水离子浓度的降低，盐水-原油-岩石界面的Zeta电位负值和分离压均呈增大的趋势，油和岩石表面之间的斥力增大，致使残余油更容易从岩石表面剥落，离子匹配精细水驱有助于提高水驱油藏的开发效果。     

涠洲F4油田流沙港组储层微观结构及两相渗流特征

 涠洲F4 油田位于南海北部湾地区,包含涠洲组和流沙港组两套含油层,其中涠洲组属于高渗油藏,已经全面开发,测井解释结果显示流沙港组储量可观,但低渗透储量高达82%,涠洲组的开发经验不适用于流沙港组。针对流沙港组非均质性强、微观孔隙结构复杂及注水难度大等问题,利用恒速压汞、核磁共振和油水驱替物理模拟等实验技术,对储层微观孔隙结构及油水驱替规律等进行系统研究。研究表明,涠洲F4 油田流沙港组需要技术攻关的储层渗透率是1×10^-3~5×10^-3 μm²,且储层渗透率低于2×10^-3μm²时,以小于1 μm 的喉道为主,渗流阻力大,水驱开发难度大;低渗透油藏,前期保持较高地层压力能明显提高驱替效率,残余油状态水相渗透率低于0.2,注水压力高,后期采用小排量温和注水既有利于有效注水,又能保持较高渗吸效率,以此提高储层采收率。     

川东北地区须三段钙屑砂岩储层特征及控制因素

近两年川东北地区西北部多口井须家河组三段钙屑砂岩测试段获工业气流,表明了研究区储层的含气性及局
部具备油气富集高产的地质条件。通过储层岩性类型、储集空间、物性、电性等特征进行综合分析,得出结论为：主要
储层岩性类型为钙屑砂岩,常伴有微裂缝;储集空间类型多样,主要为残余原生粒间孔、次生溶蚀孔和裂缝;储层表现
为低孔、低渗特征;储层电阻率高,主要原因是碳酸盐岩含量高;储层测井响应为“三低、一高、一降低”,即伽马低值、
声波低值,中子低值,电阻率高值,在高阻的背景下深浅电阻率有所降低。研究区优质钙屑砂岩储层受储集层发育的
有利沉积微相、溶蚀作用、构造裂缝以及一定的储层厚度等综合因素控制。辫状河道、水下分流河道沉积为储层最有
利的沉积相带;在成岩过程发生的溶蚀作用和多期次的断裂影响下形成的构造裂缝都极大地改善了储层的渗透性;一
定厚度的储层改善了裂缝的连通系统。     

光学溶解氧传感器和Winkler法测定溶解氧的对比研究

依托实验室搭建的溶解氧对比装置，系统研究了不同温度和溶解氧条件下光学溶解氧传感器和Winkler法测定溶解氧的区别。 结果表明，光学溶解氧传感器和Winkler法测定溶解氧的结果有较好的相关性，在不同温度条件下两者的相关系数均大于0.998。在溶解氧浓度低于4 mg·L^-1时，光学溶解氧传感器测定值略低于Winkler法；在溶解氧浓度大于4 mg·L^-1时，光学溶解氧传感器与Winkler测定差值主要集中在-0.25~0.25 mg·L^-1。两种光学溶解氧传感器测定结果较为接近，差值小于0.10 mg·L^-1。光学溶解氧传感器测定是一种可靠的溶解氧检测方法，可适用于海洋调查和养殖区的常规在线监测。     

鄂尔多斯盆地超低渗透储层形成的宏观地质因素分析

 鄂尔多斯盆地由于特殊的构造特征和沉积背景形成了大面积的低渗透储层。根据扫描电镜、铸体薄片、岩心观察、物性分析、岩心分析化验等资料总结分析了鄂尔多斯盆地X油田长6₃超低渗透储层的微观特征,分析得出超低渗透储层主要受沉积和成岩作用影响。研究区岩性偏细,以细砂岩为主;填隙物含量高;储集空间主要以剩余原生粒间孔与溶蚀孔隙为主。从物性角度来看,储层主要属于低孔、特低孔、超低孔-超低渗储层,以小孔细喉型为主。储层微观特征主要受宏观地质因素控制。沉积作用控制着储层的岩性和填隙物的含量,决定着原生孔隙的大小。成岩作用的压实作用与胶结作用破坏了原生孔隙,溶蚀作用提供了大比例的次生孔隙,改善了研究区的储集空间。     

亚铁离子对厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响

研究通过投加厌氧氨氧化污泥,待反应器稳定运行后考察不同浓度Fe2+对厌氧氨氧化污泥活性的影响.实验结果表明:经过210 d的连续培养,发现Fe2+可以促进厌氧氨氧化菌的细胞合成并且增加其基质代谢,当溶液中Fe2+浓度为0.085 mmol/L(4.76 mg/L)时,氨氮转化率维持在90%以上;添加Fe2+可以增加厌氧氨氧化菌亚铁血红素含量.此时样品中亚铁血红素C含量达到0.143μmol/mg,是同期对照反应器的2.04倍.通过SEM电镜发现当Fe2+浓度为0.085 mmol/L时,厌氧氨氧化菌群结构与形态趋于稳定.