地热水阻垢实验研究及机理分析

发布时间：2020-10-14 15:11

　　 基于地热能资源在发电和直接利用方面的广阔应用前景,本文以丰顺地热电站的地热水为研究对象,采用地热水动态结垢趋势分析系统和多功能岩心驱替装置,开展了地热电厂管线和地下储层的结垢、阻垢模拟实验研究,并利用水化学分析方法、XRD仪器和Micro-CT等测试设备,研究了其结垢趋势和阻垢防垢效果,为今后的地热资源的高效开发与应用提供了一定的理论和技术支持。主要结论如下:(1)地热水的水化学及物性分析实验显示:丰顺地区的地热水水型为NaHCO_3型;利用拉申指数(LI)判定得出该地热水具有结垢趋势;其中垢质内CaCO_3含量大于99%,垢质样品完全溶解于5%盐酸溶液中,该垢质为碳酸钙垢,其中存在着大量的缝隙;地热水结垢是由于地热水在开采利用过程中压力和温度发生变化,进而使得地热水中钙离子的溶解度发生变化。(2)地热水动态结垢趋势分析实验表明:在90℃和添加的阻垢剂浓度为15mg/L的条件下,经过8 h后,PASP阻垢率可达91.27%,PESA为90.09%,HPMA为83.67%,从而三种阻垢剂的阻垢性能分别是PASPPESAHPMA;并且通过生物降解性分析得出,PASP和PESA生物降解性明显优于HPMA。(3)地热水的岩心回注水实验结果显示:利用10、20、40 mg/L三种不同钙离子浓度下的回注水进行实验测试,不添加阻垢剂时的岩心堵塞率分别为13.1%、15.6%和17.5%,添加阻垢剂后的岩心堵塞率分别为12.5%、14.2%和15.4%,岩心的堵塞率随着回注水中钙离子浓度的增加而增加;由于堵塞物质主要为碳酸盐,从而利用PESA阻垢剂可以起到很好的缓解作用。
【学位单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P314
【文章目录】：
摘要
abstract
符号说明
1 绪论
    1.1 研究的目的及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 国外对垢的研究
        1.2.2 国内对垢的研究
        1.2.3 防垢除垢措施
    1.3 本文研究内容、创新点及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 创新点
        1.3.3 技术路线
        1.3.4 论文结构安排
2 地热水的水质成分分析
    2.1 研究区概况
        2.1.1 丰顺地区地质特征
        2.1.2 丰顺地热资源利用
        2.1.3 结垢情况分析
    2.2 地热水质分析
    2.3 结垢趋势分析
        2.3.1 拉申指数
        2.3.2 结垢趋势
    2.4 地热水垢分析
        2.4.1 成分分析仪器
        2.4.2 结构分析仪器
        2.4.3 实验结果分析
        2.4.4 酸化处理
    2.5 本章小结
3 阻垢剂优选及性能评价
    3.1 实验材料
        3.1.1 配制试剂
        3.1.2 阻垢剂
        3.1.3 模拟地热水配制
        3.1.4 地热水参数计算表
    3.2 实验方法
        3.2.1 实验仪器和原理
        3.2.2 实验步骤
    3.3 阻垢剂优选
        3.3.1 空白实验
        3.3.2 阻垢剂阻垢实验
        3.3.3 三种阻垢剂性能对比分析
    3.4 生物降解性
        3.4.1 实验材料及方法
        3.4.2 实验结果
    3.5 阻垢效果评价
    3.6 实验误差
        3.6.1 数据评价方法
        3.6.2 数据分析结论
    3.7 本章小结
4 岩心回注水实验
    4.1 回注水实验
        4.1.1 实验设备及材料
        4.1.2 实验方法
    4.2 渗透率与孔隙度测定
        4.2.1 实验设备及原理
        4.2.2 岩心的物性
    4.3 岩心回注水实验
        4.3.1 岩心堵塞率
        4.3.2 不同浓度回注水实验
    4.4 本章小结
5 结垢阻垢机理分析
    5.1 结垢和堵塞机理
        5.1.1 地热水结垢机理
        5.1.2 岩心堵塞机理
    5.2 阻垢剂阻垢机理
6 结论与展望
    6.1 总结
        6.1.1 地热水和水垢研究
        6.1.2 阻垢剂研究
        6.1.3 岩心回注水研究
        6.1.4 结垢阻垢机理分析
    6.2 展望
参考文献
致谢
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本文编号：2840832