濱海含水層膠體絮凝導致地層損害的實驗研究

作者：唐曉夢,林奇云,林國慶,孫靜,初慧,蘇勝,張麗春

摘要：濱海含水層地層損害是指淡水驅替咸水過程中,釋放后的黏土膠體發生絮凝沉降,導致地層孔隙被堵塞,引起含水介質的滲透性降低的現象。該文通過絮凝沉降實驗和定流速砂柱實驗,分析不同離子強度和陽離子價態(一價、二價)對膠體絮凝沉降的影響,結果表明:NaCl作為電解質時,絮凝發生的離子強度范圍在0.032~0.034 mol/L之間,絮凝時間從82 min減少至39 min;而電解質為CaCl 2,離子強度為0.006 mol/L時,膠體的絮凝時間僅需6 min;鈣鈉比越高,黏粒絮凝發生的越快。砂柱實驗結果顯示,含水介質滲透性會隨著電解質溶液的離子強度增加和陽離子價態的升高快速降低。當電解質為NaCl,離子強度分別為0.054 mol/L和0.017 mol/L時,含水介質滲透性降低20%所需時間分別為15 min和50 min;當電解質為CaCl2,離子強度為0.011 mol/L時,含水介質滲透性降低20%僅需5 min。因為高離子強度和高價陽離子可以加速膠體絮凝,多孔介質的孔吼更容易發生堵塞,研究成果對降低濱海含水層的地層損害有一定的實際應用價值。

發文機構：中國海洋大學海洋環境與生態教育部重點實驗室 山東省海洋環境地質工程重點實驗室 煙臺市規劃設計研究院有限公司

關鍵詞：濱海含水層滲透性黏土膠粒離子強度陽離子價態Coastal aquiferpermeabilityclay colloidionic strengthcation valence

分類號： P641.3[天文地球—地質礦產勘探]