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化学学报 2004年第4期62卷 436-441页

作者：王泽新张晓明庞雪辉山东师范大学化学系济南250014

采用 5 MP势方法 ,对原子氢在金属Cu的 3个低指数面上的吸附特性 ,如吸附几何、吸附能、振动频率等以及吸附扩散势能面结构进行了比较系统的研究 ,计算结果显示低温低覆盖条件下 ,氢原子在Cu( 110 )表面上只存在赝式三重位和长桥位吸附... 详细信息

采用 5 MP势方法 ,对原子氢在金属Cu的 3个低指数面上的吸附特性 ,如吸附几何、吸附能、振动频率等以及吸附扩散势能面结构进行了比较系统的研究 ,计算结果显示低温低覆盖条件下 ,氢原子在Cu( 110 )表面上只存在赝式三重位和长桥位吸附态 ,没有短桥位吸附态 ,并且获得了实验和理论的支持 .

关键词：氢原子低指数面氢-铜表面体系势能面结构表面吸附扩散 5-MP势

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考虑固体变形与表面扩散的页岩气藏数值模拟

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中国矿业 2018年第2期27卷 145-149,156页

作者：潘荣莹古斌张正才西南科技大学制造科学与工程学院四川绵阳621010

页岩气在页岩纳米孔隙中的运移对气藏的产能预测具有重要的意义。利用多物理场耦合软件COMSOL研究了单轴应变条件下,同时考虑岩层变形、气体流动及其相互作用时的页岩气运移。基于经典的Biot孔隙弹性理论考虑固体变形,并引入考虑多种流... 详细信息

页岩气在页岩纳米孔隙中的运移对气藏的产能预测具有重要的意义。利用多物理场耦合软件COMSOL研究了单轴应变条件下,同时考虑岩层变形、气体流动及其相互作用时的页岩气运移。基于经典的Biot孔隙弹性理论考虑固体变形,并引入考虑多种流动机制的视渗透率模型修正传统的Darcy渗流模型,重点讨论表面吸附扩散、气藏初始孔隙率和固有渗透率对基质渗透率和流动机制的影响。结果表明:(1)页岩中的表面吸附扩散对页岩视渗透率有着重大的影响,尤其随着压力的降低,该影响更加明显,忽略表面吸附扩散将给出更低的视渗透率;(2)随着页岩气藏初始孔隙率的升高,Knudsen数和视渗透率升高,而随着初始渗透率的升高,Knudsen数和视渗透率降低;(3)Knudsen数、视渗透率和固有渗透率的变化取决于孔隙压力、解吸附、Knudsen扩散和表面吸附扩散等因素相互竞争的结果。

关键词：页岩气运移表面吸附扩散孔隙度视渗透率

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考虑固体变形与多重流动机制的页岩气运移数值模拟

考虑固体变形与多重流动机制的页岩气运移数值模拟

引用

作者：潘荣莹西南科技大学

学位级别：硕士

页岩气在页岩微纳米孔隙和裂缝系统中的流动是一个多物理场耦合的复杂过程。准确理解页岩气在页岩中的运移对页岩气的高效开采有着重要的意义。本文考虑页岩固体变形和包括黏性流、Knudsen扩散和表面吸附扩散的多重流动机制,利用COMSOL ... 详细信息

页岩气在页岩微纳米孔隙和裂缝系统中的流动是一个多物理场耦合的复杂过程。准确理解页岩气在页岩中的运移对页岩气的高效开采有着重要的意义。本文考虑页岩固体变形和包括黏性流、Knudsen扩散和表面吸附扩散的多重流动机制,利用COMSOL Multiphysics软件对页岩气的运移进行了数值模拟和参数分析。重点关注页岩变形情况下,表面吸附扩散和页岩储层特性参数对页岩气流动能力的影响。本文的主要工作包括:(1)基于各向同性弹性孔隙介质的Biot理论,考虑固体变形和多重流动机制的耦合,即应力-渗流耦合,分别建立了页岩储层单孔介质模型和双孔介质模型的流固耦合方程。包括页岩储层变形平衡方程、页岩气体流动控制方程、孔隙度演化方程和视渗透率方程。(2)基于页岩储层单孔介质模型,对单轴应变和应力约束条件下的页岩气运移进行了数值模拟,定量分析了表面吸附扩散和页岩储层参数对表征页岩气流动能力的固有渗透率、视渗透率和Knudsen数的影响。研究发现:页岩气的运移取决于孔隙压力、解吸附、Knudsen扩散和表面吸附扩散等因素相互竞争的结果。表面吸附扩散与Knudsen扩散是相互独立的两种流动机制,是决定页岩气流动能力的两个关键因素。尤其随着压力的降低,表面吸附扩散的影响更加明显,忽略该影响将给出更低的视渗透率,即更弱的气体流动能力。相比表面吸附扩散和Knudsen扩散,页岩变形对渗透率和Knudsen数的影响很小。其中,影响页岩气流动Knudsen数的参数包括页岩初始孔隙率、页岩初始渗透率、孔隙体积模量和页岩边界压力;对视渗透率有较大影响的参数有页岩初始孔隙率、页岩初始渗透率、页岩初始杨氏模量、孔隙体积模量、Langmuir压力常数、Langmuir体积应变、页岩边界压力和约束应力;而对固有渗透率产生较明显影响的参数则包括页岩初始杨氏模量、页岩颗粒体积模量、孔隙体积模量、Langmuir压力常数、Langmuir体积应变、孔隙吸附应变与页岩吸附应变比值、页岩边界压力和约束应力。此外,在应力约束条件下,页岩气流动能力通常比单轴应变条件下稍弱,各参数对页岩气流动能力的影响与单轴应变条件下相似。(3)基于页岩储层双孔介质模型,对单轴应变条件下的页岩气运移进行了数值模拟和参数分析。研究表明:当存在天然裂缝时,基质孔隙中的页岩气流动明显加快,但对于给定的孔隙压力,页岩气在基质孔隙中的流动能力几乎没有改善。由于裂缝系统的高渗透率,裂缝系统的表面吸附扩散对基质孔隙中页岩气流动能力和流动速率的影响可以忽略。裂缝系统对基质孔隙系统流动能力的影响主要通过改变页岩的固体变形来实现,主要的影响参数有裂缝系统的Langmuir压力常数、Langmuir体积应变以及裂缝系统的杨氏模量。

关键词：页岩气运移表面吸附扩散 Knudsen扩散孔隙度模型视渗透率

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势能超曲面临界点的分布结构

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分子科学学报 1996年第4期12卷 293-301页

作者：王泽新孙镛迟颜辉周新红山东师范大学化学系表面和界面化学研究室

根据Ｍｅｚｅｙ的最速下降分区方案对势能超曲面进行了详细的临界分区。同时，应用微观反应可逆性原理和拓朴几何原理给出了势能超曲面各临界分区和各类临界点的分布结构。并给出了描述势能面临界分区结构的势能拓朴图。

关键词：势能超曲面临界点分布结构表面吸附扩散

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