油頁岩原位開採對地下水環境影響研究

《油頁岩原位開採對地下水環境影響研究》是依託吉林大學，由梁秀娟擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：油頁岩原位開採對地下水環境影響研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：梁秀娟
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

油頁岩原位開採因其生產成本低，對環境的污染小成為當今研究的熱點，油頁岩原位開採技術是通過直接給地下油頁岩加熱，使其在地下裂解，生成油氣，然後通過生產井把油氣開採出來。但油頁岩原位開採對環境也有一定的影響，對地下水環境的影響就更為複雜。為此在吉林大學油頁岩原位開採示範區，針對油頁岩原位開採可能對地下水產生的影響進行研究。.以野外地質、水文地質條件為基礎，以室內實驗和計算機模擬技術為研究手段，針對高溫裂解油頁岩可能引起上覆地層的蠕動變形、移動變形和開採乾餾區冷凍牆可能對水文地質屬性和對地下水賦存環境的影響進行研究。通過室內實驗和建立地下水及其賦存環境的數值模型對油頁岩原位開採造成的含水層、地下水流場、化學場和溫度場變化進行模擬和預測，分析可能地下水環境變化；預測油頁岩原位開採恢復期間地下水的演化規律，提出合理的地下水恢複方案，為油頁岩原位開採技術及工藝完善提出理論基礎依據。

結題摘要

以東北地區農安、扶餘、樺甸、撫順、梅河口五個地區油頁岩為研究對象，主要研究內容包括高溫裂解油頁岩對水文地質屬性、地下水賦存環境的影響，上覆地層變形隨時間的逐步演化過程，油頁岩原位開採導致地下水賦存條件演化及其水文地質屬性的擾動機理，高溫裂解油頁岩對地下水化學場的影響，冷凍牆、化學帷幕等對地下水流場、地下水溫度和地下水化學場的影響，油頁岩原位開採引起的地下水環境系統的擾動問題，採用室內實驗和計算機模型等手段研究地下水環境系統的擾動機理。項目進行過程中獲取了大量的油頁岩測試及實驗數據，重要成果包括揭示了油頁岩原位開採對油頁岩熱解過程及水、油、氣、殘渣向環境中的釋放量、地層孔隙度、滲透性、油頁岩微觀形態和油頁岩礦物成分的影響，油頁岩原位開採產生的污染物主要有C7—C26烷烴、烯烴、苯系物、萘、醇等；油頁岩原位開採對地下水化學組分的影響主要表現為烴類物質，次為苯系物、吡啶、喹啉類、酚類、苯胺、萘酚；油頁岩開採冷凍牆對地下水影響，利用實驗數據分析冷凍場的變化，利用函式解析的方式來揭示了凍結區域和未凍結區域的溫度變化過程；水岩相互作用試驗結果揭示了水溶液中pH變化規律、油頁岩中酚類、苯系物、有機碳（TOC）、總石油烴（TPH）等有機物的釋放規律、油頁岩中鉛、鉻、鋅、鐵、銅等重金屬的浸出規律及遷移機理；建立了油頁岩原位開採實驗模擬模型，對農安油頁岩原位開採區和樺甸地區油頁岩開採進行了模擬實驗，同時開展了油頁岩原位開採試驗數值模擬，揭示了熱解過程中應力場變化規律；構建了原位開採區的地下水環境系統分析理論體系，通過油頁岩原位開採冷凍牆的建立對地下水溫度場及流場影響模擬研究，定量分析了油頁岩原位開採對上覆地層的移動變形的影響。本項目的科學意義在於揭示了油頁岩原位開採對地下水環境的影響機理，為油頁岩原位開採和防治環境影響提供了科學依據。