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甲烷及二氧化碳在不同煤阶煤内部的吸附扩散行为 被引量:50
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作者 张登峰 崔永君 +2 位作者 李松庚 宋文立 林伟刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1693-1698,共6页
采用容量法确定吸附量的方法,基于Fick第二定律,在吸附平衡压力约为1.4 MPa,温度为35~65℃的实验条件下,研究了甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)在不同煤阶煤内部的吸附扩散行为。研究结果表明:Fick第二定律能够很好地描述CH4及CO2在不同煤阶... 采用容量法确定吸附量的方法,基于Fick第二定律,在吸附平衡压力约为1.4 MPa,温度为35~65℃的实验条件下,研究了甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)在不同煤阶煤内部的吸附扩散行为。研究结果表明:Fick第二定律能够很好地描述CH4及CO2在不同煤阶煤内部的扩散行为;CH4和CO2有效扩散系数随着吸附温度的升高而增大,同时有效扩散系数和煤阶(利用镜质组最大反射率Ro,max表征)之间呈现"U"形关系;相同条件下,同种煤样的CO2有效扩散系数高于CH4;CH4和CO2在不同煤阶煤内部的扩散主要受微孔内部的表面扩散控制。 展开更多
关键词 甲烷 二氧化碳 吸附 扩散 FICK第二定律
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页岩气无限导流压裂井压力动态分析 被引量:50
2
作者 段永刚 李建秋 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期26-29,共4页
我国页岩气可采资源量巨大,但页岩气藏大多数井的自然产能很低或无自然产能,开发过程中要实施储层压裂改造才具备生产能力。为此,在常规气藏压裂研究的基础上,针对页岩气产出过程中的降压、解析、扩散、渗流等特点,从页岩气渗流机理入手... 我国页岩气可采资源量巨大,但页岩气藏大多数井的自然产能很低或无自然产能,开发过程中要实施储层压裂改造才具备生产能力。为此,在常规气藏压裂研究的基础上,针对页岩气产出过程中的降压、解析、扩散、渗流等特点,从页岩气渗流机理入手,以点源函数方法为基础,应用菲克拟稳态扩散模型,研究了页岩气在基质和裂缝中的单相流动,建立了页岩气藏无限导流压裂井评价模型,讨论了吸附系数、裂缝储容系数和窜流系数等参数对压力动态的影响,分析了页岩气藏压裂井动态特征及部分参数估计方法,解决了无法确定页岩气藏动态参数的难题,首次绘制了页岩气藏压裂井典型曲线。研究成果可为页岩气藏的合理高效开发提供技术支持。 展开更多
关键词 页岩气 压裂井 无限导流 吸附系数 解析 扩散 数学模型
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同位素示踪法测定稀土在土壤中的吸附、解吸和扩散 被引量:36
3
作者 章力干 竺伟民 +1 位作者 张继榛 陈祖义 《中国稀土学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第3期249-253,共5页
对9种不同性质土壤测定结果表明,RE的吸附或解吸均与Langmuir方程有极好的拟合性。土壤RE吸附容量在1.5~15mg/g之间,它与土壤中伊利石的相对含量呈明显正相关。土壤RE解吸量与吸附量之间呈显著指数曲线关系... 对9种不同性质土壤测定结果表明,RE的吸附或解吸均与Langmuir方程有极好的拟合性。土壤RE吸附容量在1.5~15mg/g之间,它与土壤中伊利石的相对含量呈明显正相关。土壤RE解吸量与吸附量之间呈显著指数曲线关系,曲线转折点的RE吸附量称为土壤特征吸附量,以它表征RE在土壤中运移难易,比土壤吸附容量表征更有意义。RE在土壤中的扩散能力很弱,其扩散系数比土壤中一般离子小一个数量级。 展开更多
关键词 吸附 解吸 扩散 土壤 稀土元素 同位素示踪法
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页岩气渗流机理与产能研究 被引量:38
4
作者 李亚洲 李勇明 +1 位作者 罗攀 赵金洲 《断块油气田》 CAS 2013年第2期186-190,共5页
页岩气储存和运移的特殊性导致了其渗流过程描述的复杂性。很多学者按照双重介质渗流研究页岩气渗流,认为吸附气解吸后直接扩散到裂缝中;但由于其忽略了基质颗粒间存在的游离气,使得渗流过程的描述不完整。在前人研究的基础上,文中引入... 页岩气储存和运移的特殊性导致了其渗流过程描述的复杂性。很多学者按照双重介质渗流研究页岩气渗流,认为吸附气解吸后直接扩散到裂缝中;但由于其忽略了基质颗粒间存在的游离气,使得渗流过程的描述不完整。在前人研究的基础上,文中引入了一个新的流动过程——基质孔隙系统中的流动,建立了相应的页岩气渗流方程;通过空间变换及数值求解,得出了圆形封闭地层中页岩气井定压生产时无因次拟压力的Laplace空间解;在此基础上绘制了产能随时间的变化关系图,分析了吸附系数、封闭边界半径、弹性储容系数等页岩气特征参数对产能曲线的影响。研究结果表明:页岩气井的产能曲线呈初期产能快速下降—稳产—产能缓慢下降的"三段式"特征;封闭边界半径越大,稳产时间越长;吸附系数越大,初期产能下降越慢,稳产时间越长;裂缝弹性储容系数越大,初期产能下降越快。 展开更多
关键词 页岩气 渗流模型 产能评价 吸附 扩散 数值反演 数学模型
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Critical review in adsorption kinetic models 被引量:33
5
作者 Hui QIU Lu LV Bing-cai PAN Qing-jian ZHANG Wei-ming ZHANG Quan-xing ZHANG 《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》 SCIE EI CAS CSCD 2009年第5期716-724,共9页
Adsorption is one of the most widely applied techniques for environmental remediation. Its kinetics are of great significance to evaluate the performance of a given adsorbent and gain insight into the underlying mecha... Adsorption is one of the most widely applied techniques for environmental remediation. Its kinetics are of great significance to evaluate the performance of a given adsorbent and gain insight into the underlying mechanisms. There are lots of references available concerning adsorption kinetics, and several mathematic models have been developed to describe adsorption reaction and diffusion processes. However, these models were frequently employed to fit the kinetic data in an unsuitable or improper manner. This is mainly because the boundary conditions of the associated models were, to a considerable extent, ignored for data modeling. Here we reviewed several widely-used adsorption kinetic models and paid more attention to their boundary conditions. We believe that the review is of certain significance and improvement for adsorption kinetic modeling. 展开更多
关键词 adsorption kinetics Reaction models diffusion models Film diffusion Intraparticle diffusion
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煤层气的开采机理研究 被引量:33
6
作者 李传亮 彭朝阳 《岩性油气藏》 CSCD 2011年第4期9-11,19,共4页
煤层气为自生自储型非常规天然气资源。为了更好地开发煤层气,需要深入研究煤层气的开采机理。煤层气赋存于煤岩层的割理和基质孔隙中,以吸附状态为主,且与地层水共存。煤层气从孔隙壁面上解吸下来之后,才能被开采。开采地层水导致地层... 煤层气为自生自储型非常规天然气资源。为了更好地开发煤层气,需要深入研究煤层气的开采机理。煤层气赋存于煤岩层的割理和基质孔隙中,以吸附状态为主,且与地层水共存。煤层气从孔隙壁面上解吸下来之后,才能被开采。开采地层水导致地层压力下降,进而导致煤层气解吸成为自由气,解吸后的煤层气沿割理渗流至井底后被采出地面。煤层气的开采过程包括脱气、解吸和渗流3个阶段。扩散不是煤层气的开采机理。 展开更多
关键词 煤层气 割理 基质 吸附 解吸 脱气 扩散
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煤层气井产能预测研究 被引量:34
7
作者 吴晓东 王国强 +1 位作者 李安启 王欣 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期82-84,共3页
文章采用数值模拟方法 ,从煤层甲烷的流动机理入手 ,利用朗格缪尔等温吸附方程描述甲烷从煤表面解吸过程 ,利用Fick定律描述甲烷从煤基质和微孔隙中的扩散 ,综合考虑了煤层甲烷的解吸附、扩散、渗流三个过程 ,并考虑了水力压裂产生高渗... 文章采用数值模拟方法 ,从煤层甲烷的流动机理入手 ,利用朗格缪尔等温吸附方程描述甲烷从煤表面解吸过程 ,利用Fick定律描述甲烷从煤基质和微孔隙中的扩散 ,综合考虑了煤层甲烷的解吸附、扩散、渗流三个过程 ,并考虑了水力压裂产生高渗透裂缝对渗流场的影响 ,在煤层理想化等七个假设条件下 ,建立了煤层甲烷的非平衡拟稳态吸附扩散模型 ,利用该模型编制了煤层气井产能预测软件 ,并进行了模拟计算 ,给出了计算实例。结果表明 :煤层在没有经过水力压裂处理时 ,煤层的气、水产量是很小的 ;经过水力压裂处理后 ,由于煤层的排水降压效果 ,煤层气井气、水产量有明显的增加 ,具有经济开采的产量规模。 展开更多
关键词 煤层气 产量 预测方法 数值模拟技术 储集层 甲烷
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煤层气其实是吸附气 被引量:31
8
作者 李传亮 彭朝阳 朱苏阳 《岩性油气藏》 CSCD 2013年第2期112-115,122,共5页
煤层气开发正迅速发展,但学术界对煤层气的赋存状态问题仍存有争议。针对此问题,主要从煤层气的赋存机理和开采机理进行了研究。结果表明:①泥岩烃源岩的有机质含量低,吸附的甲烷数量少,基本上不具有开采价值;煤岩的有机质含量高,有机... 煤层气开发正迅速发展,但学术界对煤层气的赋存状态问题仍存有争议。针对此问题,主要从煤层气的赋存机理和开采机理进行了研究。结果表明:①泥岩烃源岩的有机质含量低,吸附的甲烷数量少,基本上不具有开采价值;煤岩的有机质含量高,有机质吸附的甲烷数量多,具有开采价值。②煤岩的有机质极性弱,易于吸附极性弱的甲烷分子,而极性较强的矿物质则倾向于吸附水分子。③煤岩由基质岩块和裂缝组成,是裂缝性泥岩,由煤岩基质生成的甲烷自由气都运移到裂缝并散失掉了,只有吸附气保存了下来。④煤层气需要排水降压,使地层水脱气、吸附气解吸并形成自由气后运移至裂缝中才能被开采出来。⑤煤层气开采存在临界产气压力,并且在开采过程中不存在扩散现象。 展开更多
关键词 煤岩 煤层气 泥岩 自由气 吸附气 扩散
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致密砂岩天然气扩散能力研究 被引量:30
9
作者 杨建 康毅力 +1 位作者 桑宇 李前贵 《西南石油大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期76-79,共4页
致密砂岩储层岩性致密,自生粘土矿物类型丰富且含量高,造成致密砂岩储层晶间微孔发育,岩石比表面积巨大,实验测得平均比表面积为2.13m2/g。在储层发育的纳微尺度空间内,天然气分子在其中的赋存状态以吸附为主,一旦微孔介质中天然气浓度... 致密砂岩储层岩性致密,自生粘土矿物类型丰富且含量高,造成致密砂岩储层晶间微孔发育,岩石比表面积巨大,实验测得平均比表面积为2.13m2/g。在储层发育的纳微尺度空间内,天然气分子在其中的赋存状态以吸附为主,一旦微孔介质中天然气浓度发生变化,克努森数大于10时,吸附天然气将解吸、扩散、运移。实验室测定致密砂岩天然气扩散系数平均为6.86×10-5m2/s,通过模拟典型致密砂岩气井生产周期内天然气扩散量,证实扩散是致密砂岩天然气重要产出方式之一。 展开更多
关键词 致密砂岩 气藏 克努森数 物理吸附 扩散
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低温环境煤的瓦斯扩散系数时变特性 被引量:29
10
作者 岳高伟 王兆丰 康博 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期107-112,共6页
基于瓦斯扩散系数在煤中瓦斯扩散规律预测中的重要性,用低温环境下煤的瓦斯吸附/解吸测试平台,研究低温环境下煤的瓦斯的吸附/解吸过程,分析煤的瓦斯扩散系数的时变特性。研究结果表明:温度对煤的吸附常数a,b值影响显著,a,b值随温度降低... 基于瓦斯扩散系数在煤中瓦斯扩散规律预测中的重要性,用低温环境下煤的瓦斯吸附/解吸测试平台,研究低温环境下煤的瓦斯的吸附/解吸过程,分析煤的瓦斯扩散系数的时变特性。研究结果表明:温度对煤的吸附常数a,b值影响显著,a,b值随温度降低(特别是0℃以下)而迅速增大;相同时间内,温度越低,煤的瓦斯解吸量越小;与常温时的瓦斯扩散系数相比,低温时扩散系数变化较小,尤其是瓦斯初始压力较高时,同时刻扩散系数几乎相同。在低温环境中,煤的瓦斯扩散系数与初始压力正相关,与时间负相关。 展开更多
关键词 低温环境 吸附 解吸 扩散系数 时变 煤矿安全
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煤吸附与解吸甲烷的动力学规律 被引量:17
11
作者 陈昌国 鲜晓红 +1 位作者 杜云贵 鲜学福 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 1996年第1期68-71,共4页
用容量法测定了甲烷在煤中的吸附(解吸)容量及其随时间的变化关系,提出了吸附(解吸)-扩散控制模型即.结果表明这一模型可以解释不同煤种在变温、变压时吸附与解吸甲烷的动力学过程。
关键词 甲烷 吸附 动力学
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页岩纳米孔吸附气表面扩散机理和数学模型 被引量:27
12
作者 吴克柳 李相方 陈掌星 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期525-540,共16页
页岩富含纳米孔,且吸附气占总气量可高达85%,因此页岩气表面扩散对气体传输具有重要的作用.页岩气藏压力高,页岩表面能量非均质性强,吸附气非等温解吸附等,均加剧了吸附气表面扩散模拟的复杂性.基于低压条件下推导的Hwang模型,考虑高压... 页岩富含纳米孔,且吸附气占总气量可高达85%,因此页岩气表面扩散对气体传输具有重要的作用.页岩气藏压力高,页岩表面能量非均质性强,吸附气非等温解吸附等,均加剧了吸附气表面扩散模拟的复杂性.基于低压条件下推导的Hwang模型,考虑高压条件下吸附气覆盖度的影响,建立了页岩吸附气表面扩散模型.同时,该模型还考虑了页岩表面能量非均质性、等量吸附热和非等温解吸附对表面扩散的影响.研究表明:1)表面扩散系数随压力的增大而增大,随温度的升高而增大,随表面活化能的减小而增大,随气体分子量的减小而增大;2)黏性流动、努森扩散和表面扩散对气体传输的贡献是此消彼长的,主要受孔隙尺度和压力的控制;3)表面扩散在微孔(半径<2 nm)中,对气体传输贡献大,可高达92.95%;在宏孔(半径>50 nm)中,贡献低于4.39%,可忽略;在介孔(2<半径<50 nm)中,表面扩散的贡献介于微孔和宏孔之间. 展开更多
关键词 页岩气 吸附 解吸附 表面扩散 纳米孔
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沁水盆地煤储层孔隙差异发育主控因素 被引量:22
13
作者 张尚虎 汤达祯 王明寿 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期37-40,共4页
煤中孔隙的形态和结构特征强烈影响着煤储层的吸附、解吸、扩散及渗透性。为查明影响沁水盆地 高煤级煤储层孔隙系统差异发育的主控因素,对采自该盆地北、中及南部6个市县13个矿区的40余件样品进行了 详细解剖研究。应用对应分析方... 煤中孔隙的形态和结构特征强烈影响着煤储层的吸附、解吸、扩散及渗透性。为查明影响沁水盆地 高煤级煤储层孔隙系统差异发育的主控因素,对采自该盆地北、中及南部6个市县13个矿区的40余件样品进行了 详细解剖研究。应用对应分析方法发现煤相是该盆地煤储层孔隙系统在高煤层级阶段差异发育的主导控制因素, 而高煤级造就了该盆地煤储层孔隙系统总体上不利于煤层气产出的共同特征。煤相通过对该盆地高煤级煤储层 孔隙系统差异发育的直接控制而间接控制了储层吸附、解吸及渗流物性的优劣。在沁水盆地,活水泥炭沼泽相以 及森林泥炭沼泽相是形成有利储层的沉积环境,而干燥泥炭沼泽相一般难以形成有利的储层。由于沉积环境(煤 相)的剧烈频繁变迁导致了煤储层孔隙系统及相应的储层物性在纵向及横向上强烈的非均质性,给该盆地煤层气 的开发带来严重不利影响。 展开更多
关键词 沁水盆地 煤层气 煤储层 孔隙 吸附 扩散 渗透性
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不同煤级煤层气吸附扩散系数分析 被引量:23
14
作者 张时音 桑树勋 《中国煤炭地质》 2009年第3期24-27,共4页
应用扩散理论模型模拟吸附扩散过程,根据四种煤级煤样的平衡水和注水等温吸附实验数据计算吸附扩散系数,研究吸附扩散的规律。研究表明:煤的孔隙结构是影响煤吸附扩散过程的主要因素。液态水对煤的润湿性随煤级增高而降低,对吸附扩散过... 应用扩散理论模型模拟吸附扩散过程,根据四种煤级煤样的平衡水和注水等温吸附实验数据计算吸附扩散系数,研究吸附扩散的规律。研究表明:煤的孔隙结构是影响煤吸附扩散过程的主要因素。液态水对煤的润湿性随煤级增高而降低,对吸附扩散过程的影响逐渐减小,大孔和中孔发育的煤扩散速率较快,扩散系数高,过渡孔和微孔发育的煤相对扩散速率较慢,扩散系数低。 展开更多
关键词 吸附 扩散 注水煤样
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煤分子结构对煤层气吸附与扩散行为的影响 被引量:23
15
作者 王宝俊 章丽娜 +1 位作者 凌丽霞 章日光 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期2548-2557,共10页
对煤的芳香单元延展度、芳香单元堆砌层数以及包括不同缺陷和含氧官能团类型的表面结构对煤层气吸附与扩散的影响进行了研究。采用Monte Carlo模拟方法及分子动力学模拟方法分别得到了煤层气的吸附量与扩散系数,模拟温度为303 K,压力为1... 对煤的芳香单元延展度、芳香单元堆砌层数以及包括不同缺陷和含氧官能团类型的表面结构对煤层气吸附与扩散的影响进行了研究。采用Monte Carlo模拟方法及分子动力学模拟方法分别得到了煤层气的吸附量与扩散系数,模拟温度为303 K,压力为10 MPa。研究结果表明,单位质量的煤对甲烷的吸附量随着芳香单元堆砌层数的增加而降低,缺陷和含氧官能团的存在不利于甲烷的吸附。甲烷的扩散随着芳香单元延展度的增加呈现出一个N形的复杂变化过程,单缺陷和羰基的存在有利于煤层气的扩散,煤结构中大的裂隙更有利于煤层气的扩散。最后,基于煤层气的微观影响因素和宏观运移行为提出了煤颗粒径向不均质的煤层气扩散微观模型。 展开更多
关键词 煤分子结构 煤层甲烷 吸附 扩散 分子模拟
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页岩气离散裂缝网络模型数值模拟方法研究 被引量:22
16
作者 糜利栋 姜汉桥 李俊键 《天然气地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1795-1803,共9页
页岩气开发已经成为当今世界各国的焦点,然而关于页岩气的理论研究还处于起步阶段。目前关于页岩气数值模拟方法的应用大多局限于常规油气藏数值模拟所采用的连续介质模型,但页岩气藏天然裂缝发育,非均质性强,连续介质模型不能准确表征... 页岩气开发已经成为当今世界各国的焦点,然而关于页岩气的理论研究还处于起步阶段。目前关于页岩气数值模拟方法的应用大多局限于常规油气藏数值模拟所采用的连续介质模型,但页岩气藏天然裂缝发育,非均质性强,连续介质模型不能准确表征页岩气特有的渗流特征。基于离散裂缝网络模型(DFN),从渗流理论出发,建立页岩气离散裂缝网络渗流数学模型,表征页岩气在干酪根中的扩散效应,孔壁的吸附—解吸附效应,纳米孔隙中的滑脱效应、Knudsen扩散效应以及裂缝内的非达西渗流规律。利用有限差分法求解渗流方程并进行敏感性分析。最终得出:1页岩气不同生产阶段,产气机理不同;2滑脱效应和Knudsen扩散效应对页岩气产能影响较大,而吸附—解吸附效应和干酪根中的扩散效应对延长页岩气稳产期起到关键作用。通过和现有页岩气数值模拟软件CMG(2012版)计算结果对比,该模型在模拟裂缝性页岩气藏时更符合实际情况,为页岩气数值模拟的研究奠定了基础。 展开更多
关键词 离散裂缝模型 吸附—解吸附 Knudsen扩散效应 滑脱效应 扩散
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页岩气其实是自由气 被引量:22
17
作者 李传亮 朱苏阳 《岩性油气藏》 CSCD 2013年第1期1-3,15,共4页
针对目前页岩气的很多认识误区,研究了页岩气的赋存状态。页岩是由基质泥岩和微型砂岩条带组成的岩石类型,具有页理结构,是非均质泥岩。砂岩条带尺度小,连续性差,是微型岩性圈闭。基质生成的甲烷气,短距离运移进入砂岩条带并聚集成藏。... 针对目前页岩气的很多认识误区,研究了页岩气的赋存状态。页岩是由基质泥岩和微型砂岩条带组成的岩石类型,具有页理结构,是非均质泥岩。砂岩条带尺度小,连续性差,是微型岩性圈闭。基质生成的甲烷气,短距离运移进入砂岩条带并聚集成藏。页岩气是储集在微型砂岩条带中的自由气,页岩基质和砂岩条带中都没有吸附气。页岩气藏不是连续型气藏,而是由无数微型气藏组成的大型气藏。微型气藏之间没有连通关系,开发页岩气需要采用水平井加多级压裂的办法方可将尽量多的微型气藏连通起来。页岩气只有甲烷一种组分,因此没有浓度的概念,也不存在扩散现象。页岩气的开发主要靠压力差驱动的流体流动。页岩气藏是典型的单一介质,而不是双重介质。 展开更多
关键词 页岩 页岩气 泥岩 砂岩 自由气 吸附气 扩散
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利用桐油和糯米汁改善黏土的强度及环境土工特性 被引量:19
18
作者 唐晓武 林廷松 +2 位作者 罗雪 应丰 李振泽 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1324-1329,共6页
充分利用桐油防渗性好、附着力强、耐酸碱、耐水、耐日光大气等性能和糯米汁黏糊度高、吸附强、胀度小等特点,将桐油、糯米汁掺入黏土中改善其环境土工特性。渗透、强度、等温吸附和扩散试验结果表明:黏土经桐油、糯米汁改良后,在最优... 充分利用桐油防渗性好、附着力强、耐酸碱、耐水、耐日光大气等性能和糯米汁黏糊度高、吸附强、胀度小等特点,将桐油、糯米汁掺入黏土中改善其环境土工特性。渗透、强度、等温吸附和扩散试验结果表明:黏土经桐油、糯米汁改良后,在最优质量比例为90∶5∶5时,渗透系数比未改良土下降2个数量级,同时对金属离子的吸附能力明显增强,尤其对Cu2+的吸附能力显著提高,并且明显地降低Cu2+的扩散系数。用扫描电子显微镜(SEM)对未改良土和混合土进行了微观形态结构研究,结果表明桐油能很好地分散并渗入黏土表面形成附着良好的包膜层。萧山黏土混合桐油和糯米汁后极大地改善了其作为黏土衬垫的环境土工特性。 展开更多
关键词 黏土衬垫 桐油 糯米汁 渗透系数 吸附性能 扩散系数
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页岩气藏多重介质耦合流动模型 被引量:20
19
作者 苏玉亮 盛广龙 +2 位作者 王文东 闫怡 张璇 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期52-59,共8页
为准确掌握页岩气流动规律以及精准评价水力压裂效果,需要建立页岩气藏多重介质耦合流动模型。为此,基于页岩气藏干酪根、无机基质及裂缝物性特征,综合考虑微纳米尺度气体黏性滑脱、努森扩散、吸附解吸、表面扩散等运移规律,通过表观渗... 为准确掌握页岩气流动规律以及精准评价水力压裂效果,需要建立页岩气藏多重介质耦合流动模型。为此,基于页岩气藏干酪根、无机基质及裂缝物性特征,综合考虑微纳米尺度气体黏性滑脱、努森扩散、吸附解吸、表面扩散等运移规律,通过表观渗透率来综合表征页岩气藏多尺度介质渗流机理。在此基础上,考虑储层压裂改造特征及跨尺度流体传质机理,建立页岩气藏多重介质耦合流动模型,应用Laplace变换和Stehfest数值反演,得到了定产和定压情况下封闭边界单裂缝井底无因次拟压力和产量半解析解。在模型正确性验证的基础上,结合矿场参数对模型进行实例分析。结果表明:①干酪根是页岩气藏重要的烃源介质,干酪根含量每增加10%,对页岩气累积产量的贡献度增加12%左右;②无机基质滑脱效应及努森扩散在对生产中期气体流速产生较大影响的同时也增大了孔隙压力衰竭速度。基于所建流动模型研究了页岩气藏分段压裂水平井流动规律,结果表明:不考虑井筒存储及表皮效应时,储层有线性流、双线性流、"双窜流"、无机基质稳态流、拟边界流、"三线性"流、封闭边界流7个流动阶段。 展开更多
关键词 页岩气藏 干酪根 滑脱效应 努森扩散 吸附 解吸 表面扩散 表观渗透率 耦合流动模型
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基于数字岩心技术的气体解析/扩散格子Boltzmann模拟 被引量:20
20
作者 张磊 姚军 +3 位作者 孙海 孙致学 高莹 赵建林 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期361-365,共5页
在页岩气和煤层气等非常规储层中普遍存在着气体解析/扩散现象,为了描述微观尺度下的流动模拟,通过在格子Boltzmann方法的演化方程中添加源汇项,模拟了多孔介质中的解析/扩散现象。并以Langmuir等温吸附定律为例进行模拟,模型计算结果... 在页岩气和煤层气等非常规储层中普遍存在着气体解析/扩散现象,为了描述微观尺度下的流动模拟,通过在格子Boltzmann方法的演化方程中添加源汇项,模拟了多孔介质中的解析/扩散现象。并以Langmuir等温吸附定律为例进行模拟,模型计算结果与宏观扩散方程的有限差分结果基本一致,但有限差分方法对时间步长要求较高,计算量比格子Boltzmann方法大,格子Boltzmann方法在迭代次数上具有明显的优势。最后基于CT扫描的二维数字岩心,模拟了气体在复杂结构多孔介质中气体解析/扩散过程。这种处理方式避免了复杂的边界条件,计算量不会明显增加,并可以用来模拟具有复杂孔隙结构的真实岩心中的解析/扩散现象,同时可以根据不同储层中气体满足的解析/吸附规律来配置源汇项。 展开更多
关键词 数字岩心 解析/吸附 扩散 格子BOLTZMANN方法 源汇项
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