季节性含水层储能通过将含水层储能系统与热泵技术相结合,显著提高了建筑冬季供暖和夏季制冷的效率。但是咸水储层由于含水介质中粘土矿物的存在,回灌流体盐度、温度和回灌水头的变化会引起储层中粘土颗粒的释放、迁移和沉积,导致含水层的渗流性能和换热特性的变化。为合理开发和利用咸水储层,提高系统的储能效率,本文对利用咸水储层作为储能介质时,回灌流体参数和粘土矿物成分对储层渗流和传热特性的影响进行了实验研究。本文针对天津滨海地区咸水储层的水质类型及粘土矿物成分,通过相似计算,设计搭建了室内一维砂柱实验台。在原砂中添加一定比例的粘土矿物,在含水层储能过程中回灌流体的盐度范围内,研究了粘土矿物成分及含量、回灌盐度、回灌水头和回灌温度对砂样渗透性能的影响,得到了渗透系数随回灌盐度和回灌温度变化的函数关系。结果表明:咸水储层渗透性能变化的主要影响因素是粘土矿物的类型和含量以及回灌溶液盐度和温度的变化,回灌水头对咸水储层渗透性能的影响较小。其中粘土矿物成分对砂样渗透性能的影响最大,当砂样中含有0.5%的蒙脱石可导致储层渗透性能降低55.3%,含高岭石和伊利石的砂样降幅分别为18%和20.7%;蒙脱石的含量越多,储层渗透性能降低越显著。通过传热性能实验,对含有不同粘土矿物成分及含量的砂样,在不同的回灌温度和回灌水头下,砂柱内的温度分布进行了实验测试,计算了砂样的热扩散系数,得到了热扩散系数与回灌温度之间的函数关系。结果表明:回灌温度的升高,使含0.5%蒙脱石的砂样传热性能降低了36.1%;粘土矿物成分和含量使含水层的热扩散系数降低程度最为显著,含有0.5%蒙脱石的砂样传热性能与原砂相比降低了99.4%,含有高岭石和伊利石砂样的传热性能分别降低了93.5%和93.9%;随着蒙脱石含量的增多,砂层的传热性能的降低程度显著增大。