数据完整性在动态模拟实验中至关重要。 超纯水循环系统是确保在预冲洗和后冲洗阶段结果有效性的关键控制机制。其主要目的是在实验前建立化学中性基线，并在刺激后客观验证岩石岩心物理变化的持久性。
使用超纯水不仅仅是清洁程序；它是一个校准步骤。它确保观察到的地球化学反应是真实的，并且渗透率的提高是结构性的，而不是残留流体的暂时性伪影。
预冲洗的关键作用
消除地球化学噪声
外来离子的存在会灾难性地扭曲实验数据。在初始设置过程中，严格要求使用超纯水来排除杂质离子的干扰。
通过使用不含污染物的介质，您可以确保任何后续的地球化学反应仅仅是您的刺激流体与岩石样品相互作用的结果。
建立基线
在任何刺激发生之前，您必须定义实验的“零点”。循环系统有助于建立岩石岩心初始渗透率的准确基线。
使用超纯水等标准化、中性流体可确保此基线测量具有一致性和可重复性。
后冲洗的关键作用
中和环境
化学刺激完成后，必须有效停止反应。超纯水系统会冲走系统中残留的化学剂。
这可以防止在数据收集阶段本应结束之后，持续的、未经监测的反应改变岩石结构。
清除物理碎屑
化学刺激通常会松动岩石结构内的物质。后冲洗阶段对于冲走裂缝中的松散颗粒是必要的。
清除这些碎屑可以防止机械堵塞，否则可能导致关于岩石流动能力的错误读数。
验证渗透率提高
最终目标是测量改进。通过监测冲洗流体的流速和压力的变化，研究人员可以客观地评估刺激效果。
此步骤可确认渗透率提高是永久性的结构变化还是流体存在的暂时性影响。
理解权衡
对污染的敏感性
超纯水在化学上是“饥渴”的，它会从劣质管道材料中积极浸出离子，或从空气中吸收 CO2。
虽然对于准确性是必需的，但该系统需要严格的维护和高质量的建筑材料，以确保水在整个循环过程中实际上保持超纯。
解释滞后
冲洗过程中的压力和流量变化并非成功的即时指标。
您必须允许足够的循环时间让读数稳定下来。仓促进行冲洗阶段可能导致对渗透率提高的持久性产生过早的结论。
确保实验有效性
为了最大限度地提高动态模拟数据的可靠性，请根据您的具体分析要求调整冲洗方案。
- 如果您的主要重点是地球化学准确性： 监测预冲洗阶段，直到离子电导率可忽略不计，以确认完全排除了干扰离子。
- 如果您的主要重点是水力性能： 继续后冲洗阶段，直到压力和流速稳定下来，以验证渗透率提高是永久性的。
超纯水系统是将简单的流动测试转化为严格的科学实验的无形控制变量。
总结表：
| 实验阶段 | 主要功能 | 科学效益 |
|---|---|---|
| 预冲洗 | 离子排除与基线设定 | 消除地球化学噪声；定义初始渗透率“零点”。 |
| 后冲洗 | 残留物清除与碎屑清理 | 停止持续的化学反应；防止裂缝的机械堵塞。 |
| 评估 | 流速与压力监测 | 确认永久性渗透率提高与暂时性流体效应。 |
| 系统控制 | 连续循环 | 保持化学中性并确保稳定、可重复的数据。 |
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参考文献
- Zhenpeng Cui, Bo Feng. Experimental Study on the Effect and Mechanism of Chemical Stimulation on Deep High-Temperature Granite. DOI: 10.3389/feart.2022.893969
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
