滨海含水层胶体絮凝导致地层损害的实验研究

作     者：唐晓梦 林奇云 林国庆 孙静 初慧 苏胜 张丽春 TANG Xiaomeng;LIN Qiyun;LIN Guoqing;SUN Jing;CHU Hui;SU Sheng;ZHANG Lichun

作者机构：中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100 山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100 烟台市规划设计研究院有限公司山东烟台264000 

出 版 物：《山东国土资源》 (Shandong Land and Resources)

年 卷 期：2020年第36卷第8期

页      面：48-53页

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家基金委山东省联合基金项目(编号U1806210) 

主　　题：滨海含水层 渗透性 黏土胶粒 离子强度 阳离子价态 

摘      要：滨海含水层地层损害是指淡水驱替咸水过程中,释放后的黏土胶体发生絮凝沉降,导致地层孔隙被堵塞,引起含水介质的渗透性降低的现象。该文通过絮凝沉降实验和定流速砂柱实验,分析不同离子强度和阳离子价态(一价、二价)对胶体絮凝沉降的影响,结果表明:NaCl作为电解质时,絮凝发生的离子强度范围在0.032~0.034 mol/L之间,絮凝时间从82 min减少至39 min;而电解质为CaCl 2,离子强度为0.006 mol/L时,胶体的絮凝时间仅需6 min;钙钠比越高,黏粒絮凝发生的越快。砂柱实验结果显示,含水介质渗透性会随着电解质溶液的离子强度增加和阳离子价态的升高快速降低。当电解质为NaCl,离子强度分别为0.054 mol/L和0.017 mol/L时,含水介质渗透性降低20%所需时间分别为15 min和50 min;当电解质为CaCl2,离子强度为0.011 mol/L时,含水介质渗透性降低20%仅需5 min。因为高离子强度和高价阳离子可以加速胶体絮凝,多孔介质的孔吼更容易发生堵塞,研究成果对降低滨海含水层的地层损害有一定的实际应用价值。