岩盐溶解速率影响因素实验研究

摘要

基于我国能源安全和西气东输工程，急需建立巨型油气储备库，用来储集石油、天然气、核废料及工业垃圾等。地下能源储存一般放置在低渗透性岩层(如岩盐和花岗岩等)以及多孔隙岩层中。而岩盐具有非常低的渗透特性(渗透率小于10-20m2)与良好的蠕变行为，能够保证储存洞室的密闭性。岩盐的力学性能较为稳定，能够适应储存压力的变化，且岩盐易溶解于水的特性使岩盐洞室的施工开挖更加容易和经济。地下储备库的重要功能有保安、调峰、环保、战略储备、商业运作等。
　　 岩盐储备库建腔过程中，首先解决的问题是盐的溶解，为此要研究影响岩盐溶解速率的因素，这些因素既有矿石本身决定的不可调控内在因素，又有可以调控的外部因素。本文研究岩盐溶解的基础实验，通过岩盐的室内实验宋研究溶解面面积、溶液的温度、溶液的浓度、溶液的流速及层理夹角等因素对溶解速率的影响。实验研究岩盐的溶解舰律，得到如下结论：
　　 ①溶解面的面积对溶解速率的影响不明显，但是溶解面面积越大溶解的质量越大；
　　 ②溶液温度的升高对溶解速率影响很大，在高温下岩盐溶解很快，并且随着温度的升高，岩盐溶解速率逐渐增大，成指数关系；
　　 ③随着溶液浓度的增大岩盐溶解速率逐渐减小，在饱和氯化钠溶液中岩盐基本不再溶解，其关系曲线成二次曲线；
　　 ④在一定的流速范围内，岩盐的溶解速率随流速的增大而增大，其关系成指数关系；
　　 ⑤研究层状岩盐层理夹角对溶解速率的影响，层理夹角90°的溶解速率比0°的大，但是层理夹角下溶解速率差别不大，说明试件各向异性不明显；
　　 ⑥通过溶液浓度、温度和溶液流速三因素对岩盐溶解速率影响的灰色关联分析可以发现，温度是最重要的影响因素，溶液流速的影响次之，最后是浓度的影响。三个参数的灰色关联度都大于0.85，对溶解速率影响都比较大。
　　 以上研究及得出的相关的结论，为进一步研究岩盐的流场和浓度场分布规律提供理论基础，为快速造腔提供基本的理论和实验基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

1概述

1.1课题学术和实用意义

1.2国内外现状综述

1.2.1国外研究现状综述

1.2.2国内研究现状综述

1.3主要研究内容和研究思路

1.3.1研究内容

1.3.2研究思路

2岩盐溶蚀机理及影响因素

2.1岩盐溶蚀机理

2.1.1岩盐溶解过程的实质

2.1.2扩散作用

2.1.3对流现象

2.1.4溶蚀边界层

2.2影响岩盐溶解速率的主要因素

2.2.1影响盐类矿物溶解速率的内在因素

2.2.2影响盐类矿石溶解速度、溶解速率可以调控的外部因素

2.3本章小结

3岩盐溶解速率影响因素实验分析

3.1溶解特性实验

3.1.1岩盐取样和加工

3.1.2实验条件及外部影响分析

3.2溶解面积对岩盐溶解速率影响的实验研究

3.2.1实验目的

3.2.2实验方案

3.2.3实验过程

3.2.4实验数据及结果分析

3.3温度对岩盐溶解速率影响的实验研究

3.3.1实验目的

3.3.2实验方案

3.3.3实验过程

3.3.4实验数据及结果分析

3.4溶液浓度对岩盐溶解速率影响的实验研究

3.4.1实验目的

3.4.2实验方案

3.4.3实验过程

3.4.4实验数据及结果分析

3.5流速对岩盐溶解速率影响的实验研究

3.5.1实验目的

3.5.2实验方案

3.5.3实验过程

3.5.4实验数据及结果分析

3.6层理夹角对岩盐溶解速率影响的实验研究

3.6.1实验目的

3.6.2实验方案

3.6.3实验过程

3.6.4实验数据及结果分析

3.7本章小结

4岩盐溶解速率灰色关联分析

4.1灰色系统理论概述

4.2灰色关联分析

4.2.1灰色关联分析原理

4.2.2灰色关联分析思路

4.2.3灰关联分析的计算步骤

4.3灰色关联分析矩阵的VB计算程序

4.3.1 VB程序简介

4.3.2部分VB程序代码

4.4岩盐溶解速率灰关联分析

4.4.1系统特征变量和相关因素变量的选择

4.4.2分析样本

4.4.3灰色关联矩阵的计算

4.4.4结果分析

4.5本章小结

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

致 谢

参考文献

附 录