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索爾米奈克。軟件設計原理

SOLMINEQ.88是美國和加拿大化學家和地質學家在1973 SOLMINEQ版本中開發的較新版本的水-巖相互作用軟件,與最新版本的PC/shell具有完全相同的熱力學數據庫,但界面遜色。其熱力學數據庫涉及有機水溶性組分(80種)、無機水溶性組分(260種)、礦物質(220種)、溫度(0 ~ 350℃)、壓力(1×105 ~ 1000×105 Pa)。該軟件利用Pitzer方程計算溶液中離子和離子群的活度系數,因此特別適用於沈積盆地高礦化度地層水的研究。

壹.金屬有機配合物的穩定常數

由於軟件開發較早,缺乏金屬有機配合物穩定常數的壹些重要數據,僅采用相似斜率法近似,因此存在誤差。作者收集了最近發表的配合物穩定常數數據(表10-1),並對原SOLMINEQ.88軟件的數據庫進行了修訂。

二、活動計算

SOLMINEQ.88軟件常用於模擬沈積盆地高礦化度油田水油藏巖石與流體的相互作用,主要是因為它充分考慮了鹵水離子的化學效應,采用了Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+等7種陽離子和Cl-等4種陰離子,Pitzer系數β(0)和β (65438)。而Pitzer方程基於離子相互作用模型,假設沒有離子締合效應或配位效應,這與SOLMINEQ.88模型的設計相悖。Pitzer方程計算的活度系數(γNa,p)可以通過計算公式(以Na+為例)γNa+=cNa,t×cNa,p/cNa+換算成各單組分(Na+)系數。但其他元件缺少Pitzer系數,SOLMINEQ.88軟件使用修正的B*方程進行近似計算:

其中偏導數方程B*可以通過以下公式獲得:

b * = 1/I(LGγna++ aγI 1/2/(1+4.0×10-8BγI 1/2))(壹價離子)

b * = 1/I(LGγca2++(4.0AγI 1/2/(1+6.0×10-8BγI 1/2))(多價離子)

Aγ(T)和Bγ(T)是特定溫度T下的德拜-胡克爾摩爾系數:

aγ(T)= 1.8248×106ρ3/2/(εT)1/2

bγ(T)= 50.29×108ρ1/2/(εT)1/2

上式中,是離子大小,I是離子強度,ε是介電常數。

三。水與礦物間溶解-沈澱趨勢的計算

通過控制條件保持地層水與晚成巖礦物(方解石或白雲石)之間的平衡,可以計算出其他礦物在各自地下溫度和壓力下的離子活度產物,例如:

塔裏木盆地流體-巖石相互作用研究

其活性產物

若q鈣長石= k(平衡常數),則g diff = rt ㏑ (q/k) = 0,說明地下水和鈣長石在此溫度和壓力下處於平衡狀態;如果q > k,則過飽和或有沈澱傾向;如果q < k,則它是欠飽和的,或者可能發生溶解。

表10-1金屬元素與醋酸鹽反應的平衡常數

註:K(t,℃)表示溫度為t℃時,反應的平衡常數為K。

(據佐丹奴和卡拉卡,1989)