理论教育 层状盐岩溶腔储库溶浸建造规律与技术

层状盐岩溶腔储库溶浸建造规律与技术

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:不同温度溶浸液作用下孔隙率平均增长速率曲线具有一致增大性,常温和35℃溶液中,钙芒硝在0~24 h内孔隙率变化最大,而65℃和95℃溶液中,24~48 h内孔隙率变化最大,48 h后,所有温度作用下钙芒硝孔隙率变化均减缓。四种温度除了65℃,其他三种温度作用下钙芒硝孔隙率平均变化相差不大。

层状盐岩溶腔储库溶浸建造规律与技术

盐岩天然状态是致密的,但存在一定的孔裂隙,盐岩孔隙率对其渗透性有着决定性的影响。同时,孔隙率变化对岩体骨架的力学特性也有影响。所以研究盐岩微观结构变化对其宏观力学特性的变化有重要的意义,而微观结构通常使用微裂纹和孔隙率来表述。这里孔隙率是指多孔介质横断面内微小空隙的总面积与该断面的总面积的比值。

盐岩的孔隙率反映了孔隙、裂隙在岩石中所占的百分比,孔隙率越大,盐岩中的孔隙和裂隙就越多,孔裂隙越大,盐岩在水中的溶解就越快,且充分溶解后的多孔介质骨架的力学性质就越弱。孔隙率的测量方法很多,从孔隙率的定义可以看到,所有方法的共同点都是需要测三种体积中的其中两种,即样品的总体积、样品的空隙体积和样品的固体骨架体积之中的两种。测量孔隙率的主要直接方法有固体重率法、水银注入法、水银浸泡法、重量分析法、压缩室法、Washburn-Bunting孔隙计法、气体膨胀法、显微照片投掷法,以及其他间接方法。本节利用自编软件,对CT扫描图片进行图像处理分析,利用孔隙与介质在图像中的阈值反差统计出孔隙率。

分析CT图片发现钙芒硝原样结构致密,孔隙率仅为0.07%。不同温度溶浸液作用下孔隙率平均增长速率曲线具有一致增大性,常温和35℃溶液中,钙芒硝在0~24 h内孔隙率变化最大,而65℃和95℃溶液中,24~48 h内孔隙率变化最大,48 h后,所有温度作用下钙芒硝孔隙率变化均减缓。四种温度除了65℃,其他三种温度(常温,35℃,95℃)作用下钙芒硝孔隙率平均变化相差不大。结合钙芒硝失重率随温度变化可知,除了常温溶浸液作用下试件脱落失重外,在35℃,65℃和95℃溶浸液中,65℃时失重主要是由于钙芒硝溶解所致,而孔隙率随温度的变化也更加证实了65℃溶液中钙芒硝溶解更为充分。(www.daowen.com)

根据上述裂纹演化和孔隙率变化特征,我们发现不同温度作用下钙芒硝的溶解机理:温度较低时,钙芒硝溶质来不及溶解,首先吸水膨胀,晶体和泥质部分吸水膨胀率的差异导致微裂纹产生,裂纹进一步扩展、连通,搭接形成了不同的小闭合区域,形成溶解的新通道;温度较高时,钙芒硝首先受热膨胀,产生新的微裂隙,新产生的微裂隙作为溶解通道,同时,高温易于分子扩散,加剧溶解的速度,后者占据主导。所以,钙芒硝溶解时,温度不同,溶解机理不同,在细观图上能够明确地看到,65℃溶液中既有裂纹,也有撕裂状溶解区域,而95℃溶液中裂纹发育不及其他温度段,但撕裂状溶解区域遍布整个试件。

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