四川省康定县地下热水结垢机理及趋势分析

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四川省康定县地热区蕴藏丰富的中高温地热资源,处于青藏滇缅印尼“歹字型”构造体系的头部与中部过渡地段东缘、鲜水河断裂带南东段—折多山北西向构造中,该地热系统主要由二叠系的两层含热水层和榆林河断裂含热水带组成热储。目前已开发的地热井部分出现结垢现象,为了有效、安全、持久地开发利用康定蕴藏的地下热水资源,开展对康定地下热水地球化学的分析,并对康定地热系统作出合理的分析和预测。文中采用地球化学方法阐明康定热田地下热水水化学、同位素特征,探讨康定热田地热水成因,进一步分析该区地热水结垢趋势。地球化学方法包括氢氧稳定同位素分析,以及运行AquaChem程序得到的多种水化学三角图;而结垢趋势的分析过程通过采用指数判断法和运行WATCH水化学程序。首先,以康定热田的29个地热水样为对象,通过采用指数判断法以及运行WATCH程序对地下热水的结垢趋势进行分析可知,研究区部分地下热水具有结垢的可能性,主要结垢物为碳酸钙;其次,log(Q/K)饱和曲线显示,引起结垢的主要矿物为方解石;进而以多年水样监测数据为基础,分析得出饱和指数0.175~0.238为康定热田允许的碳酸钙过饱和度,碳酸钙饱和指数0.175即碳酸钙过饱和比例Q/K为1.5,也即地热水中允许含有1.5倍理论量的碳酸钙。从水化学三角图和Piper图得出康定热田地下热水的化学类型归为HCO3Cl-Na型。地下热水中的稳定同位素δD和δ18O的相关关系表明康定热田的地下热水起源于大气降水。另外,康定热田的地下热水除了与玉髓(Chalcedony)及石英达到平衡外,与其他水热矿物均未达到平衡。通过采用不同地热温标用于预测热田的深部热储温度,分析得出玉髓温标比较适用于研究区热储温度估算,为34.8~156.6℃,该温度值与测量温度相一致,可以用于指示研究区热储的表面温度;并且估算最高值位于转经轮沟断裂(F5)和榆林河断裂(F2)上,钻探的地热井也主要分布在此,所以该区域具有地热资源进一步发展的潜力。
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