地热流体评价
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4 地热流体化学特征
4.1 水化学特征
地热流体的水化学成分取决于水的温度、含水层的岩性以及与热流体伴生的气体。地下热水参与自然界中的水循环,其水文地球化学作用主要是溶滤作用,化学成分主要决定于热水出露处第四系岩性成因,以及循环深度内的基底岩性和来自深部气体的影响。
温泉出露于比较活跃的高角度断裂带交汇复合部位,地下热水的化学成分与温度及循
环深度关系密切,水化学类型为HCO
3·SO
4
___Na水。地热流体pH值为7.37,总矿化度
820.27mg/L,总硬度68.06mg/L。本次水样分析Cl-、Mg2+变化不大,其它离子浓度、矿化度有所降低,见表4-1。
表 4-1 1992~2015年主要离子含量对照表
4.2 地球化学温标计算
地球化学温标计算用来估算热储温度及预测地热田潜力。在水岩平衡条件下,地热流体中与平衡温度存在依从关系的化学组分浓度或浓度比值,及利用这些化学组分浓度或浓度比值,推算热储温度或深部温度。根据洪水岚汤地热田的实际情况,采用K—Mg地热温标和K—Na地热温标,搜集该区温泉1992年至2008年以及本次抽水期间取样的水质分析结果,进行地球化学地热温标计算。
4.2.1 K—Mg地热温标
它代表不太深处热水贮集层中的热动力平衡条件,尤其适用于中低温地热田,其计算
公式为:
15.273)
/lg(95.134410
22
1--=
C C t 式中:t —热储温度(℃);
C 1—水中钾的浓度(mg/L ); C 2—水中镁的浓度(mg/L )。
4.2.2 SiO 2地热温标
由于各温泉热水中的SiO 2是由热水溶解石英所形成,且热水到达地面时没蒸汽损失,故选用下面公式计算:
1309
()=
273.155.19-lgC
t -℃
式中:t —热储温度(℃);
C —水中SiO 2的浓度(mg/L )。 计算结果见表4-2。
本次计算K —Mg 地热温标为93.15℃,与前几年相比略有下降;SiO 2地热温标140.31℃,与前几年温度相比略有升高,但变化不大,说明地热田具有一定的开采潜力,前景较好。
6 地热流体质量评价
6.1 地热流体不同用途评价
2015年7月8日采集了水样进行水质化验,分析结果见附表。 6.1.1理疗热矿水评价
下面就地热井水质分析结果,结合《地热资源地质勘查规范》(GB/T11615-2010)附录E 分析对照,结果列于表6-1。
从表中可以看出,地热流体为氟水和硅水,可以进行医疗矿水开发,经相关部门审批后方可进行正式开发。 6.1.2 饮用天然矿泉水评价 6.1.2.1 界限指标
由表6-2可以看出,该地热井热流体中含有一些对人体有益的微量元素,而且锂离子、锶离子和可溶SiO 2的含量达到国家标准。
6.1.2.2 限量指标
由表6-3可以看出,地热井热流体中除氟、钡含量超标外,其他组分均符合国家标准
中的限量指标要求。
表6-3 限量组分监测结果(mg/l)
6.1.3 生活饮用水评价
根据生活饮用水标准(GB5749-2006)进行生活饮用水评价,见表6-4。由评价结果可以看出,该地热流体中氟化物和锰超出生活饮用水标准,不适合做生活饮用水。
6.1.4 农业灌溉用水评价
根据农业灌溉用水标准(GB5084-2005)进行农业灌溉用水评价,见表6-5。由评价结果可以看出,该地热流体中水温、全盐量、氯化物超出农业灌溉用水标准,不适合用于农业灌溉。
6.1.5 渔业用水评价
根据渔业用水标准(GB11607-1989)进行渔业用水评价,见表6-6。由评价结果可以看出,该地热流体中氟化物超出渔业用水标准,一般不适合用于水产养殖。
6.2 地热流体腐蚀性评价
根据地热资源地质勘查规范(GB/T 11615-2010)中地热流体腐蚀性评价方法,参照工业上用腐蚀系数来衡量地热流体的腐蚀性:
腐蚀性系数K
k
>0,为腐蚀性水;
腐蚀性系数K
k <0,且K
k
+0.0503Ca2+>0,为半腐蚀性水;
腐蚀性系数K
k <0,且K
k
+0.0503Ca2+<0,为非腐蚀性水;
对酸性水 K
k =1.008(rH++rAl3++rFe2++rMg2+―rCHO
3
――rCO
3
2―);
对碱性水 K
k =1.008(rMg2+―rHCO
3
―);
式中 r—离子含量的每升毫克当量(毫摩尔)数。
根据本次水质化验结果,PH=7.37,属碱性水,计算K
k
=-4.53<0,
K
k
+0.0503Ca2+=-3.32<0。
则由此判断,该地热流体为非腐蚀性水。
表6-4 生活饮用水评价及结果
表6-5 农业灌溉用水评价及结果(mg/L)
表6-6 渔业用水评价及结果
6.3 地热流体结垢性评价
流体结垢性主要指流体中一些溶解度较小的组分,在周围环境变化(压力、温度等变
化),达到过饱和而析出,附着于利用系统内表面,形成垢层,从而增大流体阻力,降低热利用效率。参照工业上用锅垢总量H0(mg/L)来衡量地热流体的结垢性。
若锅垢总量H0<125,称为锅垢很少的地热流体;
若锅垢总量H0=125~250,称为锅垢少的地热流体;
若锅垢总量H0=250~500,称为锅垢多的地热流体;
若锅垢总量H0>500,称为锅垢很多的地热流体;
锅垢总量的计算公式为:
H0=S+C+36rFe2++17rAl3++20rMg2++59rCa2+
式中:S-地热流体中的悬浮物含量(mg/L);
C-胶体含量C=SiO2+Fe2O3+Al2O3,(mg/L);
r-离子含量的每升毫克当量数。
经计算,H0=179.651,该地热流体为锅垢少的流体。
小结:地热流体不同用途评价中:地热流体为理疗热矿水中的氟水和硅水,可以进行医疗矿水开发;氟、钡含量超过饮用天然矿泉水标准,不可用于饮用天然矿泉水开发;氟化物和锰超出生活饮用水标准,不适合做生活饮用水;氟化物超出农业灌溉用水标准,不适合用于农业灌溉;氟化物超出渔业用水标准,一般不适合用于水产养殖。腐蚀性评价结果为该地热流体为非腐蚀性水,结垢性评价结果为锅垢少的流体。