地下水封洞库渗水特征与治理方法
油田水的矿化度
油田水的矿化度 所谓矿化度是指单位体积水中所含各种离子、分子和化合物的总量，通常叫做水的总矿化度。总矿化度可用干涸残渣（将水加热至105℃，水蒸发后剩下的残渣）重量或离子总量来表示，单位为mg/l（ppm）、g/l或毫克当量/升。 天然水可根据矿化度分为淡水（矿化度＜1,000ppm），微咸水(1,000-3,000ppm)，咸水(3,000-10,000ppm)，盐水(10,000-50,000ppm)和卤水(＞50,000ppm)。地表的河水和湖水大多是淡水，其矿化度一般为几百ppm。海水的总矿化度较高，可达35,000ppm。与油气有关的水一般都以具有高矿化度为特征，这是由于油田水埋藏于地下深处，长期处于停滞状态，缺乏循环交替所致。多数海相油田水总矿化度在50,000-60,000ppm以上，最大可达642,798ppm （美国密歇根州志留纪萨林纳白云岩中，氯化钙型水）。还有科威特布尔干油田白垩纪的砂岩中水的矿化度也很高，为154,400ppm。而陆相油田水的矿化度要低得多，一般为 5,000-30,000ppm，高者达30,000-80,000ppm（我国酒泉盆地老君庙油田水），最高可达148,900ppm（胜坨油田沙三段膏盐层油田水），均为重碳酸钠型水。 但无论海相还是陆相都存在有相对低矿化度的油田水，甚至出现相反的情况。海相低矿化度的油田水有如美国堪萨斯州奥陶系油田水，其矿化度为5,000-35,000ppm。其它还有委内瑞拉夸仑夸尔油田水，其矿化度最大值仅2,300ppm，平均值为1,400ppm；委内瑞拉西部的拉斯·克鲁斯油田水，矿化度仅323ppm，实为淡水。一般认为这种反常现象与不整合存在有关。可见由于地质条件不同，油田水的矿化度差异很大。
地下水封洞库储油原理
地下水封洞库储油原理 地下水封洞库处于稳定的地下水位线以下一定的深度(5m 为宜)通过人工在地下岩石中开挖出一定容积的洞室,利用稳定地下水的水封作用密封储存在洞室内的石油。洞室开挖前,地下水通过节理裂隙等渗透到岩层的深部并完全充满岩层空隙。当储油洞库开挖形成后,周围岩石中的裂隙水就向被挖空的洞室流动,并充满洞室。在洞室中注入油品后,油品周围会存在一定的压力差,因而在任一油面上,水压力都大于油压力,使油品不能从裂隙中漏走。同时利用油比水轻,以及油水不能混合的性质,流入洞内的水则沿洞壁汇集到洞底部形成水垫层,可由水泵抽出 地下储油库选址基本原则 地下储油库选址首先必须要满足两个基本的地质条件:一是岩体的完整性,即应选出无深性断层和断裂、裂隙不甚发育的结晶岩体,以保证有足够的可用岩体范围;二是密封,即满足必要的水封条件。 其次,还要结合我国国情,因地制宜,根据我国规划建设地下储油库的需求和特点,考虑以下外部依托条件 (1) 根据拟建储油库的建库地带及周围可供应地区对今后石油的战略储备量需求,确定适宜的地理位置和储油库的规模。 (2) 优良的海港和相应规模的码头设备。储备油品品种主要是进口原油,库址选择应考虑现有良好海港,可接纳大吨位(20 ×10(4)～30 ×10(4)t 以上) 的油轮,并有良好的原油码头设备。 (3) 靠近国家大型进口原油加工基地。 (4) 建库费用经济合理。起步阶段在沿海地区选择若干地点建设储备基地;中远期规划除沿海外,应结合俄罗斯原油和哈萨克斯坦原油的进口情况,在东北和西北内陆地区管道运输枢纽站附近选择地点. (5) 储油库的安全性。建库地带要有一个庞大的腹地,能够建立起完善的配套设施,以保障地下水封储油洞库的建设和运行使用期间的安全性。 (6) 由良好的输油交通条件 。 3Re 025.0=λ
2014全球十大石油科技进展之三_低矿化度水驱技术取得重大进展_
第13卷第4期·57· 4结束语 本次实验在含饱和流体多孔介质中测量到了震电信号，为震电效应在油气勘探中提供了参考资料，也为下一步工程样机的制作提供了基本电路。当然，试样中也存在不足：一方面，得到的震电信号十分微弱，就发射电路来说，可以进一步提高发射电压来刺激更强的震电信号；另一方面，所测到的震电信号为沿水传过来的信号。因此，要获取更直接的地层信息，最好要测量出沿岩石传过来的震电信号，如此才会获得更好的实用价值。参考文献： [1]王克协,崔志文．声波测井新理论和方法进展[J]．物理， 2011，40（2）：96. [2]陈本池．震电效应在油气勘探开发中的应用[J]．物探与化 探，2007，31（4）：333. [3]苏巍，刘财，陈晨．震电效应理论及其研究进展[J]．地球物 理学进展，2006，21（2）：380. [4]石昆法．震电效应原理和初步试验结果[J]．地球物理学报， 2001，44（5）：167. [5]郭永彩，张春荣，高潮．基于DDS技术AD9850的激励信号源 设计[J]．微计算机信息，2001，28（1）：12-13. 尹博，等：震电测井实验系统中发射电路设计 （编辑：郑桂琴） 2014全球十大石油科技进展之三： 低矿化度水驱技术取得重大进展 水驱仍将是油田开发的主导技术，但注水的技术内涵和作用机理正在逐渐深化发展。赋予水驱除 补充能量以外的其他功能，成为各大石油公司攻关的热点。低矿化度水驱、设计水驱、智能水驱等技术 通过调整注入水的离子组成和矿化度，改变油藏岩石表面润湿性，从而提高原油采收率，无论在室内实 验还是现场试验都取得了显著效果。 在现场应用方面，BP公司继北美阿拉斯加北坡的恩迪科特油田先导试验后，联合康菲、雪佛龙和壳 牌公司在英国北海Clair Ridge油田启动了世界上第一个海上低矿化度水驱项目，利用海水净化装置将 海水矿化度降低至300ppm至2000ppm并直接注入油藏，预计可使该油田增产4200万桶原油。 科威特石油公司在世界第二大油田布尔甘油田开展低矿化度水驱试验，将矿化度从140000ppm降 低到5000ppm，当含水饱和度降低5％时，每桶增加的成本仅为10美元。沙特阿美石油公司在Kindom 碳酸盐岩油藏进行现场试验，结果显示在常规海水驱替后转智能水驱可提高水驱采收率7％至10％。 中国石油离子匹配精细水驱技术，研发了针对长庆、吉林等油区低渗油藏的水驱体系，室内评价提 高采收率5％至15％，有望为我国大规模的低渗透油藏提高采收率提供新的技术手段。 与化学驱、热采等其他EOR技术相比，低矿化度水驱采油技术的驱替效果相当且具有简单有效、经济可行以及风险较低的特点，具有很大的应用潜力和推广空间。 信息来源：《中国石油报》
浅析高矿化度地下水形成原因及对策
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/86364014.html, 浅析高矿化度地下水形成原因及对策 作者：夏雪萍 来源：《科学与财富》2016年第01期 摘要：地下水，作为与我们生活各个方面息息相关的资源，其重要程度不言而喻。而由 于地理上位置的差异性、土壤地质条件以及自然降水等各个方面的原因，我国地下水资源的性质以及可利用性各不相同，而随着我们的工业用水、农业用水以及生活用水需求量的不断增加，对于地下水的利用也日益不断上升，而先天条件以及后天开采、环境保护不到位等方面的原因导致许多地方的地下水出现了水质方面的问题，这些问题成为了社会各界关注的焦点和重点，也成为了相关工作领域的科技人员研究的重要内容，而地下水高矿化度这一问题就是其中之一，这一问题的存在直接影响了许多地方地下水的开发和利用，也直接影响了普通居民的正常生活，在这样的形势背景下，对地下水高矿化度这一问题进行探究有着十分重要的社会意义和研究价值。因此，本文就高矿化度地下水这一问题，重点探究其形成的原因以及治理的具体对策，并提出针对性的建议或意见。 关键词：高矿化度地下水形成原因对策处理措施 前言 我国，作为一个土壤辽阔的国家，各个地区的土壤条件都存在很大的差异性，其蕴藏的地下水水质条件也各不一样，这直接导致了存在的地下水水资源问题十分的复杂，而地下水的高矿化度就是其中之一。地下水的高矿化度并非一朝一夕形成的，其形成的原因也并非单一的，而是多方面的因素综合在一起导致形成的。就地下水的高矿化度来说，还存在许多问题需要我们去发现、探讨并提出合理有效的解决措施。比如，影响地下水高矿化度形成的原因有哪些、如何才能有效的控制地下水的高矿化度以及高矿化度地下水处理回收之后的具体利用方式有哪些等等。这些问题都是我们亟待解决的，解决高矿化度地下水存在的问题刻不容缓。因此，本文就高矿化度地下水形成原因吉对策这一侧面从地下水高矿化度概述、高矿化度地下水成因分析以及高矿化度地下水出来措施分析等方面展开一番论述和剖析。 一、地下水高矿化度概述 在我国，由于自然地理条件和地质特征等方面的巨大差异性，而地下水的形成则主要受到地质及其内部各种自然地理因素的影响，因此我国各个地区地下水的形成有着十分大的区别，也就形成了各个地区不同类型的地下水。而按照形成的类型来看，我国的地下水主要可以分为松散沉积物中孔隙水、碳酸盐岩类喀斯特（岩溶）裂隙溶洞水、南北方浅层地下水（包括潜水与浅部微承压水）这几大类型。矿化度是水化学成分测定的重要指标，用于评价水中总含盐量，是农田灌溉用水适用性评价的主要指标之一。北方地下水矿化度一般常大于1g/L，西北内陆盆地有时可高达几十g/L；而在秦岭以南的广大地区，矿化度多小于1g/L。此外在北方不论平原地区或大型内陆盆地，由山区到平原均具有较明显的地下水水化学水平分带与垂直分带，
地下水封储油库
我国的石油资源不足,原油产量不能满足经济发展的需求。对进口石油依赖度不断增大,2007 年已超过1159 ×10(8) t, 国际石油市场价格波动对我国经济的影响越来越大。根据国际能源组织机构(IEA) 规定,各成员国的应急石油储备量应相当于上年90 天的消费量,以此为据,2015 年我国应保有5000 ×10(4) t 以上的石油储备量,需建设约七千多万立方米的储备油库。然而,我国一期在建的4 个石油储备基地的地表及地下储油库至2008 年全部竣工后,储油能力仍然不能满足需求,还需要修建更多的战略石油储备基地。 由于地下储油库具有安全性能高,不占或少占耕地,投资省、损耗少,运营管理费用低,使用寿命长,污染小,装卸速度快等优点[1] 越来越多地被广泛应用。早在20 世纪30 年代末,瑞典就将石油产品储存在地下混凝土的储油罐内,用地下水来密封。20 世纪60～70 年代,地下油库建设进入发展时期,每年建设几百万立方米地下油库,储存原油、石油产品、LPG 及重质燃料油。我国20 世纪70 年代在山东青岛和浙江象山自行设计和建造了小型的地下水封岩洞油库,分别储存了原油和柴油,其附近还建有地表储油罐(库) 。后来青岛地表储油罐发生火灾,造成重大损失,而附近的地下油库却安然无恙,进一步证实了地下油库的安全性。近年来,国外公司先后在汕头和宁波建造了2 个地下LPG 水封洞库,积累了一些经验。 本文根据大型战略石油储备基地的选择原则,以及地下水封油库的工程特点和发展要求,探讨其选址和设计过程中应注意的水文地质工程地质问题。 [b]1 地下水封洞库储油原理[/b] 地下水封洞库处于稳定的地下水位线以下一定的深度(5m为宜) ,通过人工在地下岩石中开挖出一定容积的洞室,利用稳定地下水的水封作用密封储存在洞室内的石油。洞室开挖前,地下水通过节理裂隙等渗透到岩层的深部并完全充满岩层空隙。如图1 所示,当储油洞库开挖形成后,周围岩石中的裂隙水就向被挖空的洞室流动,并充满洞室。在洞室中注入油品后,油品周围会存在一定的压力差,因而在任一油面上,水压力都大于油压力,使油品不能从裂隙中漏走。同时利用油比水轻,以及油水不能混合的性质,流入洞内的水则沿洞壁汇集到洞底部形成水垫层,可由水泵抽出。 [align=center] [attachment=15643] [/align] 地下储油库的水封形式有3 种: (1) 自然水封; (2)人工水封; (3) 上述两种方法的结合。水封系统受到岩层的水理特性或有无相邻洞室及地下水含水量等的影响。地下水封储油洞库直径规模一般比地下发电站小,而比通常的公路交通隧道断面要大,地下洞室不衬砌或仅做少量结构处理。所以,地下水封储油库对库址区的水文地质和工程地质条件要求较高。 [b]2 地下储油库选址基本原则[/b] 地下储油库选址首先必须要满足两个基本的地质条件:一是岩体的完整性,即应选出无深性断层和断裂、裂隙不甚发育的结晶岩体,以保证有足够的可用岩体范围;二是密封,即满足必要的水封条件。 其次,还要结合我国国情,因地制宜,根据我国规划建设地下储油库的需求和特点,考虑以
黄岛国家石油储备地下水封洞库工程水幕系统施工关键
1概述 1.1研究背景 我国经济的持续增长，能源消耗量的的节节攀升，导致对外石油的依存度居高不下。在当前复杂的国际政治、经济、军事形势下，国家战略石油储备已成为各国能源安全的最重要一环。为确保我国能源安全，维护国民经济健康发展，急需建立充足的国家石油战略储备库。地下水封洞库以其库容大、占地少、安全环保的特点，成为国内外油气储存的一个重要手段和技术发展方向。 地下水封石洞油库是在稳定的地下水位线以下，在岩体中开挖洞室，利用水幕使洞壁岩体裂隙充满水，使地下水位在较高的位置，达到利用稳定地下水的水封作用储存洞室内石油的目的。因此，地下水封洞库的密封性问题是工程成败的关键所在[1]。当年平均降雨量欠丰、地质条件复杂、水位不稳定或洞库埋深不够时，必须采用人工水幕以保证稳定的地下水位，从而降低因自然水位下降而导致的洞库上部地下水盖层缺失，并致使油气泄漏的风险。大量的工程实践表明，人工水幕系统在保证地下水封油库的储油安全方面起到了重要作用。影响人工水幕水封效果的因素，除了水幕系统设计和施工、维护外，洞库岩体的渗透性尤为关键。岩体渗透性太大，洞内涌水量过高，将大大增加洞库施工风险和水幕运行费用。因此水封系统渗漏控制成为地下石油储备工程设计、施工与安全运营中的关键技术难题[2]。 我国地下水封洞库建设起步晚，于20世纪70年代在黄岛修建了第一座总库容为15万方的原油地下水封洞库，80年代在浙江象山建成了1座容积4万方的地下成品油库，但均未采用人工水幕。本世纪初在汕头、宁波建成两座地下液化石油气(LPG)洞库，但其库容较小并带有实验性。美国、韩国以及北欧国家均大量采用地下石洞作为原油战略储备库。2003年3月，钱七虎、王思敬、王梦恕、陈肇元、施仲衡和童林旭共六位院士专家，联名向全国人大与全国政协“两会”建议“国家战略石油储备库不应建在地上，而应建在地下”。国家发改委提出了以地下为主的国家石油储备工程二期、三期规划，各期储量均为2800万吨。但是由于对人工水幕系统设计参数缺乏系统研究，对地下水封洞库水封条件的认识还不够深入，地下水封洞库裂隙岩体渗漏控制无实际经验可循，地下水封洞库水封效果的评价还未建立适宜标准，这些因素严重制约了我国大型地下水封石洞油库的自主建设，迫切需岩石力学与工程学科与工程地质、水工结构学科开展协同攻关，为国家石油储备二期地下储油库规划工程的建设提供理论与技术支持。 1
地层水矿化度查询表
Cw Rw Cw Rw Cw Rw Cw Rw Cw Rw Cw Rw Cw Rw Cw Rw 1000 1.101000 1.621000 2.141000 2.911000 3.011000 3.371000 4.321000 4.8520000.5820000.852000 1.122000 1.502000 1.602000 1.802000 2.222000 2.5430000.4030000.5830000.773000 1.023000 1.113000 1.253000 1.513000 1.7540000.3040000.4440000.5940000.7740000.8540000.974000 1.144000 1.3450000.2450000.3650000.4850000.6250000.7050000.7950000.925000 1.0960000.2160000.3160000.4160000.5360000.5960000.6760000.7860000.9270000.1870000.2670000.3570000.4570000.5170000.5870000.6770000.7980000.1780000.2280000.2980000.4080000.4580000.5280000.5980000.7090000.1590000.2290000.2890000.3690000.4190000.4790000.5390000.63100000.13100000.19100000.25100000.32100000.37100000.42100000.48100000.57110000.12110000.17110000.23110000.29110000.34110000.39110000.43110000.52120000.11120000.16120000.21120000.27120000.31120000.36120000.40120000.48130000.10130000.15130000.19130000.25130000.29130000.33130000.37130000.45140000.10140000.13140000.18140000.23140000.27140000.31140000.34140000.42150000.10150000.14150000.18150000.22150000.26150000.29150000.32150000.39160000.09160000.13160000.17160000.21160000.24160000.28160000.30160000.37170000.08170000.12170000.15170000.19170000.23170000.26170000.29170000.35180000.08180000.11180000.15180000.18180000.22180000.25180000.27180000.33190000.08190000.11190000.14190000.17190000.21190000.24190000.26190000.31200000.08200000.11200000.14200000.17200000.20200000.23200000.24200000.30220000.07220000.09220000.12220000.15220000.18220000.21220000.22220000.27250000.05 250000.08 250000.11 250000.13 250000.16 250000.19 25000 0.20 25000 0.24 地层水矿化度查询表 50℃40℃30℃100℃90℃80℃70℃60℃
低矿化度水驱技术机理及适用条件研究
注水开发提高原油采收率主要是通过提高注入水的波及系数和洗油效率实现的。常规注水开发方式存在两方面的问题：（1）在提高波及系数方面受限于渗透率的非均质性，不实施增产措施的情况下波及系数较难提高；（2）在提升注入水洗油效率方面并不显著。常规水驱能有效提高波及系数，但在提高洗油效率方面表现较弱。因此，在采用注水开发方式的前提下，如何提高洗油效率成为提高原油采收率的一个关键。 1 低矿化度水驱技术 1967年Bernard最先提出“用注入淡水的方式可以提高原油采收率”。通过研究，本文给出了该技术的定义。低矿化度水驱是指向油藏注入矿化度接近临界矿化度的水，改变储层物理化学性质[1]，促进原油解吸，通过提高洗油效率提高原油采收率的一种油田注水开发技术。 2 低矿化度水驱EOR机理 低矿化度水驱提高原油采收率核心的机理是：注入的低矿化度水进入油层后，与岩石和原油间发生多种物理化学作用使得储层润湿性向着亲水方向变化，提高注入水的洗油效率，提高原油采收率。 2.1 流固件的物理化学作用 （1）阳离子桥接 注入低矿化度水导致高价阳离子浓度降低，使得原油由于失去阳离子桥接作用而从储层岩石表面解吸下来，同时使储层润湿性向亲水转变。 （2）双电子层扩散 注入低矿化度水使得高价阳离子浓度降低，使黏土矿物与高价阳离子、高价阳离子与负电油滴的双电层结构电层间距扩大，当静电斥力超过阳离子桥接力时，油滴就会从储层表面解吸下来，导致储层润湿性向亲水转变。 （3）类碱驱 碱性条件下，注入低矿化度水，油层中会发生以下综合反应。 酸碱反应：R－COOH+OH－→R－COO－+H2O 皂化反应：R1－COO－R2+OH－→R1－COO－+R2－OH 原油中的酸组分或极性组分皂化，像碱驱一样，反应生成的石油酸盐表面活性剂使孔隙砂岩亲水疏油，改变了储层润湿性。 （4）多官能团离子交换 注入低矿化度水时会发生多官能团离子交换，黏土界面上的有机极性官能团和有机金属络合物会被其他阳离子置换或者除去，原储层润湿性往亲水转变。 （5）多组分离子交换 注入低矿化度水时会发生H+替换的Ca2+，而生成的OH－和原油组分反应，使原油解吸附，储层润湿性向亲水转变。 2.2 物理化学作用的协同效应 油气形成后，原油中的表面活性物质将吸附于岩石表面，会使储层润湿性缓慢的由亲水向亲油转变。常规水驱通过弹性驱替和机械冲刷作用，能使原油采收率达到20%左右。但油藏中仍然有大量的原油大都以油膜的形式覆盖于储层岩石表面，很难通过常规注水开采出来。 当采用低矿化度水驱时，注入水与岩石和原油间的多种物理化学作用之间产生协同效应促使储层润湿性向亲水方向转变，再经注入水的冲刷，会使油膜变薄甚至脱落，注入水会更容易进入到微小孔隙中进行原油驱替，大大提高了注入水的洗油效率，从而使采收率提高。 3 低矿化度水驱技术适用条件 （1）地层水 地层水中有高价阳离子（Ca2+和Mg2+至少占阳离子总量的5%），高价阳离子是离子交换、桥接和扩散的必备条件。 （2）粘土矿物 黏土矿物是多官能团离子交换、阳离子桥接和双电层扩散等机理的必备条件。 （3）极性官能团 原油分子中的极性官能团是离子交换、桥接和双电层扩散机理的基础。 （4）合理的低矿化度注入水 注入水的矿化度不应偏离临界值太多。合理的低矿化度注入水是低矿化度水驱提高原油采收率的关键。 4 结束语 1）定义了低矿化度水驱的概念：低矿化度水驱是指向油藏注入矿化度接近临界矿化度的水，改变储层物理化学性质，促进原油解吸，通过提高洗油效率提高原油采收率的一种油田注水开发技术。 2）低矿化度水驱通过阳离子桥接、双层电子扩散、类碱驱、多官能团离子交换和多组分离子交换等作用相互之间产生的协同效应，促使储层润湿性向亲水方向变化，大大提高注入水的洗油效率，使原油采收率提高。 3）低矿化度水驱提高原油采收率的适用条件包括：储层中含有不同种类型的黏土矿物；原油中包含带电的极性组分；地层水含有高价阳离子（Ca2+和Mg2+等）；合理的低矿化度注入水。 参考文献 [1]张乐.注入水矿化度对油藏润湿性的影响[J].西部探矿工程，2013，43（3）：43-45. 低矿化度水驱技术机理及适用条件研究 张鑫君 于乐丹 西安石油大学 陕西 西安 710065 摘要：本文通过研究，定义了低矿化度水驱的概念，梳理总结了低矿化度水驱提高原油采收率的机理及其适用条件。 关键词：低矿化度水驱 洗油效率 储层润湿性 协同效应 Mechanism and applicable conditions of low salinity water flooding Zhang Xinjun，Yu Ledan Xi’an Shiyou University，Xi’an 710065，China Abstract：This article describes the concept of low salinity water flooding and summarizes the mechanism and applicable conditions of low salinity water flooding to improve efficiency of oil recovery. Keywords：low salinity water flooding；oil displacement efficiency；reservoir wettability；synergistic effect 37
黄岛国家石油储备地下水封洞库工程创优策划与实施案例
黄岛国家石油储备地下水封洞库工程创优策划与实施案例 黄岛国家石油储备基地有限责任公司 一、工程概况 1、工程基本信息 （1）黄岛国家石油储备地下水封洞库工程（以下简称黄岛洞库）是国家石油储备二期工程之一，是国内第一个大型地下水封石洞油库工程。工程分为地下和地上两个单项工程。地上工程主要包括：变配电、自控、消防、油气回收、制氮、污水处理设施等单元；地下工程主要包括9个储油主洞室、5条水幕巷道、6个操作竖井及施工巷道、通风巷道等。 工程于2010年11月18日开工，2014年3月26日进行中间交接，2015年5月26日一次投运成功，2017年4月27日通过项目竣工验收。项目批复投资概算214,425万元，竣工决算198,682万元。 （2）工程管理模式 作为中国施工企业管理协会第三批全过程质量控制试点单位，以创国家优质工程金奖为目标，采用建设项目部负责的E+P+C+监理+第三方技术监测（服务）的管理模式，融工程建设、科技创新、推广应用为一体，建立全覆盖的全过程质量控制管理体系。石油化工工程质量监督总站行使工程质量监督，工程监理单位实施全过程监理核查控制，施工单位严格自控，第三方技术监测（服务）实施地质预测预报、安全监测、反馈分析。 （3）工程创新体系 大型地下水封洞库工程在我国尚属首次，没有成熟的技术和经验可供借鉴，许多关键技术均有待于系统、深入地研发，中国石化成立攻关组，明确以项目驱动创新，以实际应用为目的，以参建单位为创新主体，产学研相结合的创新指导思想，制定自主创新计划，建立自主创新体系，确定项目管理创新、节理裂隙岩体渗流特性及其对洞库水封性影响、大型密集洞室群围岩稳定性综合判识系统开发与应用、地下水封洞库动态设计辅助数字平台系统开发与应用、大型洞库液下泵国产化研发、平行多层布置大型密集洞室群施工期通风技术开发与应用、大型地下水封石洞油库动态设计方法创新、大型地下水封洞库勘察技术方法创新，大型地下水封石洞油库施工技术创新等12个攻关 地下洞库三维鸟瞰图 辅助生产区鸟瞰 地下洞库三维鸟瞰
中国地下水资源概况
中国地下水资源概况 摘要：地下水作为人们日常生活用水的主要来源，其资源量、质量如何直接影响到人类日常生活，近年来，随着人类社会的发展，各种资源流失及资源污染层出不穷，地下水资源当然也无法避免。因此，了解地下水的资源量和质量情况，保护地下水资源已成为重中之重。故此针对地下水水资源量及质量情况进行调查，分析水资源在开发利用中存在的问题，并提出合理水资源的保护措施。 关键字：地下水资源量地下水水质存在问题保护措施 引言：地下水资源量是指某时段内地下含水层接收降水、地表水体、侧向径流及人工回灌等项渗透补给量的总和。其中，地表水体渗透补给量由湖泊（水库、坑圹）周边渗透补给量、河道及渠系渗透补给量和田间灌溉入渗补给量组成。某时段地下水资源量的大小与该时段的降水量大小和强度、地表水体的特征（如湖泊、水库、坑圹的分布面积及水面高程，河道、渠系的长度、宽度、水位及过水时间长短，灌溉次数及灌水定额大小等）、人工回灌的规模、包气带岩性、厚度及渗透性能、地下水埋深等项因素有关。由于各年的降水量大小及强度、地表水体特征、地下水埋深等因素各不相同，因此，各年的地下水资源量亦不相同，有时差异很大。 依据我国地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标，并参照了生活饮用水、工业、农业用水水质最高要求，将地下水质量划分为五类： Ⅰ类主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。 Ⅱ类主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。 Ⅲ类以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。 Ⅳ类以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活饮用水。 Ⅴ类不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。 正文： 一、地下水资源量 （一）全国地下水资源量 我国地下淡水天然资源量占国内水资源总量的1／3，地下淡水资源量多年平均为8837亿立方米，并呈“南多北少”格局。南方地下淡水天然资源量占全国地下淡水天然资源量的69％，地下淡水可开采资源量达1991亿立方米。北方地下淡水天然资源量仅占全国地下淡水天然资源量的31％，可开采资源量也只相当于南方的77％。面积占全国总面积35％的西北地区地下淡水天然资源仅占全国总量的13％。 我们对2006—2010年的地下水资源量进行整理 2006年全国矿化度≤2g/L地区的地下水资源量为7643亿m3，其中平原区地下水资源量为1668亿m3，山丘区地下水资源量为6284亿m3，平原区与山丘区之间的地下水资源重复计算量为309亿m3。2006年全国平原区地下水总补给量为1734亿m3,其中北方六区平原地下水总补给量为1406亿m3，占全国总补给量的81.1%。北方平原地区的降水入渗补给量、地表水体入渗补给量、山前侧渗补给量和井灌回归补给量分别占总补给量的48.2%、38.8%、8.4%和4.6%。 2007年全国矿化度≤2g/L地区的地下水资源量为7617亿m3，其中平原区
地下水封洞库选址探索与研究
地下水封洞库选址探索与研究 摘要：地下水封洞库是近年来国内兴起的一种新的储油方式。选择合适的库址对该工程是非常重要的环节。本文拟对照烟台万华地下水封LPG洞库的选址勘察，结合洞库现已开挖阶段的地质条件，为国内其他洞库的选址提出可行的具体参考方案，并对目前洞库选址方法进行评价，并提出建议。 关键词：地下水封LPG洞库，选址，因素 Exploration and Research of Underground Cavern Location ——with Yantai Wanhua Underground LPG Cave As an Example Wang Wei ( Shandong University of Science and TechnologyGeological science and Engineering College, Shandong Qingdao, 266510) Abstract: the underground cavern in China in recent years is the rise of a new storage mode. Select the appropriate storage location for the project is a very important link. This paper is intended to control Yantai Wanhua underground LPG cavern sitting investigation, combined with the tunnel excavation is now stage of the geological conditions, the other depot location presents feasible specific reference scheme, and the depot location methods for evaluation, and puts forward some suggestions. Key words: underground LPG depot, site selection, factors 1、地下水封洞库的储油原理 地下水封洞库处于稳定的地下水位线以下一定的深度(5m为宜)，通过人工在地下岩石中开挖出一定容积的洞室，利用稳定地下水的水封作用密封储存在洞室内的石油。洞室开挖前，地下水通过节理裂隙等渗透到岩层的深部并完全充满岩层空隙。当储油洞库开挖形成后，周围岩石中的裂隙水就向被挖空的洞室流动，并充满洞室。在洞室中注入油品后，油品周围会存在一定的压力差，因而在任一油面上，水压力都大于油压力，使油品不能从裂隙中漏走。同时利用油比水轻，以及油水不能混合的性质，流入洞内的水则沿洞壁汇集到洞底部形成水垫层，可由水泵抽出，原理示意图如(图1)。
我国高矿化度矿井水水质特征及处理技术应用现状
我国高矿化度矿井水水质特征及处理技术应用现状 摘要：本文总结了我国高矿化度矿井水分布区域及水质特征情况，并对目前各种高矿化度矿井水处理技术进行了介绍，重点论述了反渗透技术处理高矿化矿井水在我国的应用情况，指出反渗透技术是今后高矿化度矿井水脱盐处理技术的发展方向。 关键词：矿井水高矿化度处理技术反渗透 中途分类号：S969.38 文献标识码：A 一、我国高矿化度矿井水分布区域及水质特征 矿井水是煤矿生产中排放的主要污染源，煤矿产生的矿井水受到采煤作业、天气条件、煤系地层等冈素的影响，含有一定量的盐分，当盐的质量浓度大于1000mg/L时，即为高矿化度矿井水。我国大多数煤矿排放的矿井水是以悬浮物为主的常规矿井水和含铁锰的酸性矿井水，但在我国较为缺水的西北及北方矿区往往排出高矿化度的矿井水，相关资料显示，在陕西、甘肃、宁夏、新疆、内蒙、山西以及两淮、徐州、新汶、抚顺、阜新等地区都有高矿化度矿井水分布，淮南矿区排放高矿化度矿井水的数量占到矿区煤矿的50%以上，这些地区煤矿矿井水的矿化度一般在1000~10000mg/L，个别煤矿的矿井水矿化度则高达10000mg/L 以上[1]。 高矿化度矿井水是地下水与煤系地层中碳酸盐类岩层及硫酸盐岩层接触，该类矿物溶解于水的结果，从而使矿井水中Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、SO42-增多，有的酸性矿井水与碳酸盐类岩层中和，导致矿化度增高；也有的矿区气候干旱，年蒸发量远大于降水量，地层中盐分较高，地下水矿化度相应增高；少数矿区处于海水与矿井水交混分布区，因而矿井水盐分增多。表1为我国部分煤矿中含盐量较高的矿井水中的离子分布情况。 表1 我国部分煤矿含盐量较高的矿井水离子组成及总含盐量 高矿化度矿井水不仅以煤粉为主的悬浮物含量超标，而且溶解性总固体、硬度、硫酸盐或氯化物等含量也超标，属于水质较差的矿井水。根据产生高矿化度的离子超标类型不同，高矿化度矿井水分为高硬度型、高硫酸盐型、高氯化物型或这几种类型的混合型。高矿化度矿井水中一般含有大量的Ca2+、Mg2+、K+、Na+、SO42-、C1-、HCO3-等离子。水质多数呈中性或偏碱性，带苦涩味，俗称
矿化度
矿化度介绍 作者：中国标准物质网访问量：65次更新时间：2008-1-7 10:05:46 矿化度是水化学成分测定的重要指标,用于评价水中总含盐量,是农田灌溉用水适用性评价的主要指标之一.该项指标一般只用于天然水. 矿化度的测定方法有重量法,电导法,阳离子加和法,离子交换法,比重计法等. 水的矿化度通常以1升水中含有各种盐分的总克数来表示(克/升)。根据矿化度的大小，水可分为以一下五种。 类型矿化度（克/升） 淡水小于1克/升 弱咸水 1—3克/升 咸水 3——10克/升 强咸水 10—50克/升 卤水大于50克/升 重碳酸型地下水矿化度测定方法的探讨 ——以洛阳市浅层地下水为例 周国强王强 摘要:矿化度是地下水化学成份测定的重要指标，在环境监测中，用重量法测定矿化度是目前普遍采用的方法。其缺点主要为费时，繁琐，耗电。本文通过测定洛阳市地下水的电导率，分析对比电导率与矿化度的关联，并进一步用回归方程确定电导率与矿化度之间的数量关系，探索出用电导率法间接测定地下水矿化度，具有快速，经济，准确的优点。 关键词:重碳酸型地下水矿化度电导率洛阳市 中图分类号:X832 文献标识码：A 文章编号：1001-3644(1999)03-37-03
Approach on Determination of Degree of Mineralization for Bicarbonate Type Groundwater Zhou Guoqiang Wang Qiang （Environment Department，Luoyang University，Luoyang，471000） Abstract：The degree of mineralization is an important index in the groundwater analysis.In environmental monitoring，the conventional method to determine the degree of mineralization for groundwater is weighting method.Through determining the Luoyang groundwater conductivity，analyzing the relationships between conductivity and mineralization rate，and establishing the quantitative relations between conductivity and mineralization rate by using regression equations.We find out the indirect method for determining mineralization rate by conductivity method.The advantages for conductivity method are speedy，economical and accurate. Key Words：Bicarbonate type groundwater，degree of mineralization，conductivity，Luoyang City. 1 被测定水样概况 1.1 洛阳市地下水化学特征 根据洛阳市环境监测站等单位1997～1998年对市区138口监测井地下水测定的统计资料，洛阳市地下水的pH值一般在7.0～8.0之间，属弱碱性水。常量组分中，阳离子主要有Ca2＋，Na＋，Mg2＋离子，它们之间若按每升水样中所含有的质量来计算，其比例关系一般为49∶26∶25。阴离子主要有HCO－ 3 ，SO2 － 4，Cl－离子，还含有少量NO－ 3 离子，它们之间的比例关系（质量比）一般为70∶13∶12∶4。即洛阳市 浅层地下水主要以HCO－ 3－Ca2＋型，HCO－ 3 -Ca2＋.Na＋型，HCO－ 3 -Ca2＋.Na＋.Mg2＋型为主。在个别污染严重区则以 SO2－ 4－HCO－ 3 －Ca2＋.Mg2＋型为主。由于不同的阴阳离子所反应出的电导率有所不同，其矿化度也各不相同。 1.2 采样点布设 采样点的布设趁洛阳市环境监测站地下水常规监测之机进行，为使所采取的水样既代表洛阳市地下水主要化学类型和水环境质量状况，同时也充分考虑供市区居民饮用和生产活动的主要地下水的蕴藏情况，力求代表性与合理性相结合的原则。我们分别在王府庄、后李村、五里堡、张庄、临涧、下池、洛南等七个水源地均布设了采样井点，并在拖厂、铜加工厂、轴承厂、矿山厂、耐火厂、钢厂、造纸厂、炼油厂、橡胶厂、玻璃厂等污染较严重的工厂也都布设了监测样点。经过专家论证，设立的26口监测井，其水质足以代表洛阳市地下水的环境质量现状。 2 电导率的测定 2.1 仪器与试剂 电导率仪：误差不超过1%（DDS—11A型） 温度计：能读至0.1℃。 恒温水浴：25±0.2℃。 纯水：将蒸馏水通过离子交换柱，电导率小于1μs／cm。 0.0100mol／L标准氯化钾溶液，称取0.7456g氯化钾（KCl，在105℃下烘2h）溶解于纯水中，于25℃下定容至100ml。此溶液在25℃时电导率为1413μs／cm。
地下水与矿产
浅谈地下水与能源矿产之间的关系 摘要 地下水是地质演化的产物，是构成地球物质的一个重要组成部分, 并与环境介质不断地进行着相互作用。同时，地下水对相关矿产资源的形成更是尤为重要。通过系统分析研究地下水与矿产之间的联系，不仅对水文地质工作和矿产勘探具有指示意义，更对资源的综合开发利用具有重大意义。 关键词 地下水；环境介质；矿产资源；联系 正文 地下水在成矿中的作用日益受到重视。无论是慢源物质或壳源物质成矿, 成矿元素的迁移、富染都少不了介质溶液的参与, 而地下水则是分布最普遍的理想介质溶液。尽管幔源物质可以通过岩浆熔体活动而迁移, 但岩浆活动中同时也有水的参与;而对于壳源物质成矿过程来说, 地下水的活动往往起着决定性的作用。这不仅是由于岩石圈普遍有水分布、使水岩石间长期进行着广泛的相互作用; 同时也由于水特异的物理化学特征所决定的活泼的溶剂性质。例如水的介电常数大( 18℃时, 为81 ),高于其他气体数十倍。因此, 正、负离子在水中的相互引力比在气体中要小数十倍( 如18℃ 时, 仅及在空气中的l/81 )；而且水分子是极性分子, 溶入水中的离子易为水分子包围, 形成水合离子而更易于在水中存在. 尤其当水中溶有大量气体( 如CO 2，H 2S ，CH 4等) 时, 不仅增 强了水对岩石的侵蚀性，而且溶入水中的金属离子还可形成各种形式的络合物 而迁移。此外，水还具有低粘滞性而易流动的特性。水在水头梯度( 压力梯度)、浓度梯度和温度梯度的作用下均可进行对流循环, 这不仅是成矿元素迁移的重 要条件, 也是经常促使水-岩石间化学不平衡性，加剧相互作用强度的重要因素, 因而有利于岩石中成矿元素向水中转移。 从水文地质意义而言, 成矿元素的溶汲、迁移和富集主要受水的介质环境( 温
地下水封石油洞库水幕系统施工技术
地下水封石油洞库水幕系统施工技术 发表时间：2019-06-19T09:40:47.950Z 来源：《基层建设》2019年第8期作者：魏伟徐西刚李金龙 [导读] 摘要：石油是现代工业的“血液”，是一个国家的经济命脉，石油供给的稳定对于经济发展和社会稳定都有着不可估量的作用。为了保证石油稳定供给，需要建立石油战略储备库。 中石化胜利建设工程有限公司山东省东营市 257000 摘要：石油是现代工业的“血液”，是一个国家的经济命脉，石油供给的稳定对于经济发展和社会稳定都有着不可估量的作用。为了保证石油稳定供给，需要建立石油战略储备库。相比于地上的储备库，地下储备库具有安全性高、使用寿命长、可躲避常规武器袭击等优点，而地下水封石油洞库作为地下储备库的一种，除了具有以上优点，还具有区域适应性强、库存规模大、占地面积小和易扩建等优点，已成为国内外石油储备库建设的首要选择。 关键词：地下水封；石油洞库；水幕系统；施工技术；分析 引言：目前大型地下岩洞储油库主要采用水封洞库的形式，即采用地下水压力将储存介质封闭在储存空间中，为保持储油洞室上部有稳定的地下水位，控制储油洞室周围的地下水流和水压，保证储库的水封效果，在储油洞室上部设置水幕系统。 1.水幕水文试验及水幕孔施工研究现状 随着国家战略石油储备的大力建设，国内目前已经建设完成和正在建设的地下石油储备库已经有相当的数量，伴随着这些项目，很多学者发表了一些地下水封石油洞库水幕系统方面的论文。例如，邵再良重介绍在勘察中的注水－消散试验的方法和步骤；李树忱详细分析了水幕系统连通性评价方法和判别准则；赵显山介绍了降水头试验、吕荣试验、压力－消散试验在可研勘察期间的应用；周永力详细介绍了水幕孔的施工技术，以及水幕孔施工完毕后采用单孔试验评价水幕孔合理性的方法，还有有效性试验的程序；李印以本水封洞库实例，详细介绍了单孔试验的运用。以上文献从各个方面都涉及到了单孔试验和有效性试验的应用，但是没有谈及他们之间在地下水封洞库工程中的相关性，也没有谈及施做时间、作用、功效等，更没有谈到地下水封洞库水力试验中很重要的一个试验即全面水力试验。 2.水幕系统施工方案 2.1工程特点 一是地下水位及渗流控制严格。为确保地下水封洞库正常运行，水幕系统在主洞室开挖完成前形成，进行全过程充水，在开挖过程中要注意杜绝出现较多的渗漏水，避免地下水位严重下降而影响洞库的气密性，或由于渗漏水量较多而增加洞库投产期排水及水处理的费用。二是施工作业空间受限，水幕孔钻孔精度要求高，水幕系统施工难度大。水幕巷道开挖断面较小，开挖施工进度总体较慢。对同一段水幕巷道，必须在该段全部开挖完成后才能进行水幕钻孔，水幕超前主洞室覆盖难度较大。水幕钻孔孔深较大，钻孔过程中钻机钻杆受重力作用下沉较多，且地下洞库库区存在部分与之小角度相交结构面断层等不良地质结构，水幕孔钻孔的精度及偏差不易控制。 2.2施工方案 水幕巷道单个开挖作业面配置一台多功能台架、１２把手风钻，采用人工手风钻钻孔、多功能作业台架辅助人工装药、全断面光爆的施工措施进行开挖施工；出渣作业采用１台侧卸式装载机配合１辆２５ｔ自卸汽车进行；锚杆采用人工手风钻钻孔，作业台架辅助安装；喷砼采用湿喷混凝土机械手作业。水幕钻孔采用小型坑道钻机钻孔，洞外安设高风压空压机提供动力，钻机配置取芯钻具和孔内成像仪。为了加快施工进度，尽早建立水幕运营系统，为主洞库开挖提供水幕覆盖，水幕巷道断面（宽×高）5.0ｍ×4.5ｍ变更为（宽×高）7.0ｍ×6.0ｍ，常规设备可入洞进行施工，提高了工程进度；水幕开挖与钻孔覆盖可根据施工进度进行分区、协调进行，即先开挖巷道的一部分，然后进行水幕钻孔覆盖，多工序交叉或同时作业。水幕系统供水采用自来水直接供应，在１洞施工巷道口附近建立供水水池。水幕孔孔口安装压力表、流量表、截止阀和逆止阀等，用以监测注水压力、注水量和防止孔内水倒流。水幕建成后，要及时对水幕进行监测及各种水试验，以指导主洞库的开挖。 3.水幕钻孔施工 3.1测量定位 采用全站仪按照设计孔口坐标确定水幕孔设计开孔点进行标识，在对应水幕巷道另一侧边墙放出该水幕孔孔位后视点做出标识（便于后期采用全站仪两点定位法进行方位角调整）。 3.2准备工作 选取岩质具有代表性地段作为试验段进行试钻工作。钻孔前做好场地平整、设备检查／检修、设备试运行等工作。通过试钻获取钻孔参数，包括正常钻进钻头向下偏移量、开孔角度及钻孔使用钻速、风压、钻进过程中的纠偏等。 3.3钻机就位 采用机械（装载机）辅助将钻机移动至待施工水幕孔位置，钻机钻头对准已标识水幕孔孔口右下方位置，便于进行偏角与上仰角调整。进行超深水幕孔施工时因钻杆自重与离心力作用、水幕巷道底部凹凸不平时钻机受力易发生偏移，需保证钻机安装时底部稳定。 3.4钻杆角度调整 3.4.1开孔角度设定 在钻进过程中，钻孔因钻杆自重，钻进时孔道会自然向下倾斜，开孔需上仰一定角度。为保证开孔向上偏差不超过允许值（5%），按照理论计算及试钻结果，开孔最大仰角不大于３°。钻具在回转过程中，因离心力的作用，使钻杆向旋转方向（向右）倾斜，结合测斜试验结果，开孔方位角向左偏移２-３°。 3.4.2偏角调整 在采用全站仪两点法控制时，首先采用牵引线将水幕钻孔标识点与对应后视点连接作为钻孔定位校核轴线，然后分别在钻机前部、中部、尾部确定钻机横向中点位置做出标识。牵引线与水幕巷道同宽，为７ｍ，利用三角形特性计算出钻机平面角偏移２-３°时钻机尾部一侧牵引线末端需水平偏移2.5-3.5cm。定位轴线位置确定后开始调整钻机，采用铅垂线分别校核钻机已标示出的３个点位位置，确保定位轴线在钻机上投影与钻机中心重合。 3.4.3钻机前臂安装支撑杆 在超深水幕孔钻孔过程中形成的向下偏差主要由钻孔过深时钻杆自重过大致使钻头下垂导致，在钻孔至一定深度后钻头位置将向下偏