Новости

Новости

Состав флюидов глубокой циркуляции


Раздельный отбор паровой и водной фаз при разгрузке скважины обычен, поскольку трудно взять сметанную пробу негомогенного флюида, движущегося со скоростью, близкой к скорости звука. Водная фаза отбирается при более низкой температуре, чем та, которая существует в изначально глубоких условиях, а образование пара вызывает увеличение концентрации солей и дегазацию. Потеря кислотных газов и последующее повышение величины pH вод приводит к сложному взаимодействию равновесий кислотно-основной ионизации и комплексных ионов разных видов.
Для скважины, втягивающей в себя одну только жидкую фазу, на основании раздельных анализов паровой и жидкой фаз, выделившихся в отдельные фазы в месте разгрузки при известном давлении, можно рассчитать состав расположенного на глубине горячего раствора, учитывая ионные и молекулярные формы соединений. В условиях хорошо проведенного опробования окисления не происходит в противоположность окисленной природе некоторых естественных наземных потоков.

Трюсделл и Сингере составили для ЭВМ программу расчетов составов флюидов глубокой циркуляции, ионных отношений, температур и некоторых взаимоотношений растворимостей на основании таких же исходных данных, какие содержатся в табл. 13.2 и 13.3. Эта программа использует известные изменения констант равновесия реакций растворения кислот — оснований, комплексных ионов, газов и твердых веществ; коэффициенты ионной активности рассчитываются путем экстраполяции уравнений Дебая — Хюккеля; используются и стандартные термодинамические свойства пара и воды.
В табл. 13.6 для некоторых геотермальных областей приведены расчетные составы флюидов глубокой циркуляции на стадии ранней разгрузки. Значение pH глубоких горячих вод обычно ниже, чем измеренные значения pH в пробах охлажденной воды; они также существенно меняются от одного геотермального поля к другому (см. ниже). В водах глубокой циркуляции возможна частичная замена бикарбонатного иона боратом и силикатом, поскольку CO2 и H2S теряются водой, удаляясь в паровую фазу. Примером этого служит реакция

При высоких температурах проявляется возрастающая тенденция к образованию комплексных ионов, имеющих наименьший заряд. При высоких температурах HF и HSO4- становятся слабыми кислотами, что имеет большое значение для многих вод глубокой циркуляции, содержащих заметные количества этих компонентов. В поле Матсао в водах глубокой циркуляции содержатся в значительном количестве, такие кислоты, как HF, HCl и HSO4-, и pH в основном контролируется следующими равновесиями:

Высокая устойчивость MgSO4 и исходных комплексных соединений при высоких температурах обнаруживает тенденцию к увеличению кислотности раствора.