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页岩气藏运移机制及数值模拟

中国石油大学学报（自然科学版） 2013年第1期37卷 91-98页

作者：姚军孙海樊冬艳黄朝琴孙致学张国浩中国石油大学石油工程学院山东青岛266580

基于双重连续介质,采用尘气模型(DGM)建立基岩和裂缝运动方程,基岩中考虑气体在基岩孔隙中黏性流、Knudsen扩散、分子扩散以及气体在基岩孔隙表面的吸附解吸,吸附采用Langmuir等温吸附方程;裂缝中考虑黏性流、Knudesen扩散和分子扩散机... 详细信息

基于双重连续介质,采用尘气模型(DGM)建立基岩和裂缝运动方程,基岩中考虑气体在基岩孔隙中黏性流、Knudsen扩散、分子扩散以及气体在基岩孔隙表面的吸附解吸,吸附采用Langmuir等温吸附方程;裂缝中考虑黏性流、Knudesen扩散和分子扩散机制,在此基础上建立基岩-裂缝双重介质数值模型并采用有限元方法对模型进行求解。根据数值模拟结果对影响页岩气藏产能的因素进行分析。结果表明:页岩气产出气是游离气和吸附气解吸共同采出的结果,在给定的页岩气藏条件下,游离气影响更大,吸附对页岩气产能有较大影响,忽略吸附会导致预测产能偏低;Knudsen扩散(或Klinkenberg效应)对基岩视渗透率影响较大,越靠近生产井,Knudsen扩散和Klinkenberg效应的影响越大,基岩视渗透率随生产时间延长变大;裂缝渗透率越大,页岩气产量越大,基岩渗透率对页岩气产能影响不大。

关键词：油藏页岩气双重介质尘气模型吸附有限元法运移机制数值模拟

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土壤水分与溶质运移机制的分形理论研究进展

水科学进展 2005年第6期16卷 892-899页

作者：李云开杨培岭任树梅罗远培中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 中国农业科学院气象研究所北京100081

土壤中水分和溶质运移一直是土壤-水环境系统中的研究热点,也是目前仍未得到很好解决的问题。将分形理论应用于土壤水分溶质运移机制的研究,探讨其领域中的众多复杂问题,是一种全新的思路和方法。在对土壤结构定量化的分形表征进行简要... 详细信息

土壤中水分和溶质运移一直是土壤-水环境系统中的研究热点,也是目前仍未得到很好解决的问题。将分形理论应用于土壤水分溶质运移机制的研究,探讨其领域中的众多复杂问题,是一种全新的思路和方法。在对土壤结构定量化的分形表征进行简要阐述的基础上,重点介绍了分形理论在水分特征曲线和水力传导度等土壤水分运动基本参数的分形模型、土壤水分运移过程模拟、土壤溶质运移的非费克现象、弥散度的尺度效应以及溶质运移机制研究方面所取得的一系列成果,并就分形理论今后在土壤水分、溶质运移研究中的应用作了展望。

关键词：土壤水分溶质运移运移机制分形理论

基于均匀化理论的页岩基岩运移机制尺度升级研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2017年第11期47卷 115-124页

作者：孙海姚军 YALCHIN Efendiev 中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580 Department of Mathematics Texas A & M University

基岩孔隙是页岩气藏的主要储集空间.页岩有机质孔隙和非有机孔隙具有不同的赋存方式和传输机制:有机质孔隙存在吸附气、游离气两种赋存方式,无机质内仅存在游离气,气体在有机质孔隙存在吸附解吸和吸附气的表面扩散.传统的数值模拟方法... 详细信息

基岩孔隙是页岩气藏的主要储集空间.页岩有机质孔隙和非有机孔隙具有不同的赋存方式和传输机制:有机质孔隙存在吸附气、游离气两种赋存方式,无机质内仅存在游离气,气体在有机质孔隙存在吸附解吸和吸附气的表面扩散.传统的数值模拟方法未考虑页岩基岩内不同孔隙介质储集方式和运移机制的差异性,未考虑有机质分布结构特征的影响.本文基于均匀化理论建立了考虑页岩基岩有机质分布特征和相应运移机制的尺度升级数学模型,在小尺度模型中考虑有机质和无机质赋存方式和运移机制的差异性.数值模拟结果表明,传统上具有相同宏观运移参数的基岩,若其有机质分布不同,采用尺度升级后的宏观模型计算的压力变化和产量均不同,必须进行尺度升级才能实现复杂结构分布的页岩基岩模拟的准确性.

关键词：页岩气均匀化理论运移机制尺度升级

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准噶尔盆地南缘煤型气运移机制探讨

西安石油大学学报（自然科学版） 2017年第6期32卷 10-19,28页

作者：韩少博徐国盛宋占东成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059 中国石油大学(北京)盆地与油藏研究中心北京102249

依据天然气δ13C2数值把准南煤型气划分为A组和B组。A组煤型气主要分布在安集海背斜以西的第三排构造带,B组煤型气主要分布在安集海背斜以东,包括准南的三排构造带;根据水溶气和游离气的组分运移特征,结合准南地层压力、地层水矿化度和... 详细信息

依据天然气δ13C2数值把准南煤型气划分为A组和B组。A组煤型气主要分布在安集海背斜以西的第三排构造带,B组煤型气主要分布在安集海背斜以东,包括准南的三排构造带;根据水溶气和游离气的组分运移特征,结合准南地层压力、地层水矿化度和重碳酸根浓度,提出A组煤型气为水溶气运移,B组煤型气以游离气运移为主;异常压力是水溶气向上运移的动力,构造应力控制了煤型气的运移方式,应力强烈的第一排构造带以游离气运移为主,应力较弱的第三排构造带以水溶气运移为主,第二排构造带上煤型气两种运移方式都存在;煤型气i-C4/n-C4和i-C5/n-C5值显示运移通道为构造微裂缝或短暂开启的断层,运移的水动力较强。

关键词：非常规天然气煤型气运移机制准噶尔盆地南缘水溶气游离气地层压力

一种研究多孔介质中水气分散体系运移机制的仿真模拟新方法

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油气地质与采收率 2023年第5期30卷 130-138页

作者：王富琼王秀宇单学军温志远陈秀林杨胜来中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石化集团国际石油勘探开发公司北京100029

水气分散体系可有效改变地层油渗流通道,抑制驱替流体的窜流,扩大水气分散体系在油层中的波及体积,提高剩余油的动用效果。由于难以直接观察多孔介质中水气分散体系的流动,因此对于水气分散体系在多孔介质中的运移机理研究较少。笔者提... 详细信息

水气分散体系可有效改变地层油渗流通道,抑制驱替流体的窜流,扩大水气分散体系在油层中的波及体积,提高剩余油的动用效果。由于难以直接观察多孔介质中水气分散体系的流动,因此对于水气分散体系在多孔介质中的运移机理研究较少。笔者提出一种研究水气分散体系在多孔介质中运移的仿真模拟新方法,基于水平集方法和气液两相流,使用多物理场耦合数值计算软件COMSOL Multiphysics进行研究。对水气分散体系在孔喉中的贾敏效应、聚并和卡断机理进行了仿真研究,探讨了水气分散体系运移过程中孔喉压力的影响因素,分析分散相气泡聚并过程的形态变化,研究水气分散体系在孔喉中发生卡断现象的动态特征,结果表明数值模拟可以直观的体现水气分散体系在多孔介质中的运移机制。

关键词：水气分散体系水平集方法气液两相流多孔介质运移机制

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干旱绿洲区包气带土壤盐分分布特征及运移机制——以新疆焉耆盆地为例

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地质论评 2024年第5期70卷 1857-1872页

作者：陈振宇赵禹白金赵寒森梁楠刘拓姚远中国地质调查局西安地质调查中心(西北地质科技创新中心) 西安710054 中国地质调查局造山带地质研究中心西安710054 中国地质调查局干旱半干旱区地下水与生态重点实验室西安710054

土壤盐渍化问题严重制约着我国干旱—半干旱区农业可持续高质量发展,了解包气带土壤盐分离子分布特征及垂向运移机制对科学防治土壤盐渍化具有重要意义。通过精细化采集新疆焉耆盆地2 m深度剖面土壤,测定样品机械组成和8种盐分离子含量... 详细信息

土壤盐渍化问题严重制约着我国干旱—半干旱区农业可持续高质量发展,了解包气带土壤盐分离子分布特征及垂向运移机制对科学防治土壤盐渍化具有重要意义。通过精细化采集新疆焉耆盆地2 m深度剖面土壤,测定样品机械组成和8种盐分离子含量,计算土壤颗粒分形维数,采用统计学方法分析包气带土壤盐分离子垂向分布特征,对包气带土壤质地与水盐运移间的关系进行探讨。结果表明,博湖剖面包气带土壤主要为非盐渍土,土壤盐分主要受开都河下游地下水水化学类型和矿化度控制,阴阳离子比值约为2∶5,盐分类型主要为Ca^(2+)—HCO_(3)^(2-)和Na^(+)—SO_(4)^(2-)型;焉耆剖面包气带土壤普遍为重度盐渍土,土壤盐分受到开都河下游地下水水化学类型和自身包气带盐分的综合影响,阴阳离子比值约为1∶2,盐分类型主要为Ca^(2+)—SO_(4)^(2-)型和Na^(+)—Cl^(-)型。土壤分形维数和黏粒含量之间显著正相关,与砂粒含量显著负相关,包气带土壤盐分与分形维数间相关性不明显,主要受到土壤粒径组成及其所处深度等综合作用的影响。博湖包气带土壤质地由表层至深部逐渐变粗,盐分含量呈现出在0~80 cm深度的表层和125~200 cm的底部波动大,80~125 cm稳定的变化趋势,盐分离子主要聚集在约30 cm深度粉质黏壤土与粉质黏土层的交界处。土壤盐分运移大致可划分为交互作用段(0~80 cm)、平衡段(80~125 cm)和地下水扰动段(125~200 cm)3个部分,蒸发作用影响深度约80 cm。焉耆包气带土壤质地由表层至深部逐渐变细,随深度的增加,盐分含量和波动程度均逐渐减小,盐分离子主要聚集在0~10 cm表土层。盐分运移大致可划分为盐分离子上升段(0~120 cm)和平衡段(120~200 cm)两个部分,蒸发作用影响深度约为120 cm。上细下粗型的包气带土壤质地组成是抑制土壤盐渍化较为理想的分布模式,对于焉耆剖面类型可先采取灌溉压盐,然后进行约40 cm深度的翻耕,博湖剖面类型可直接采取50 cm左右深度的深耕,一定程度上能够抑制盐渍化的发生。

关键词：包气带土壤质地盐分离子分形维数运移机制焉耆盆地

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地震断裂带中气体来源及运移机制研究进展

地球物理学进展 2012年第2期27卷 483-495页

作者：方震刘耀炜杨选辉杨多兴张磊中国地震局地壳应力研究所地壳动力学重点实验室北京100085

随着新的观测技术和理论的快速发展,地震断裂带气体观测和同位素分析技术都得到长足发展,为研究微量气体运移机制以及气体来源示踪提供了重要的技术支撑.本文简要介绍了前人利用同位素技术在深部物质来源研究方面的主要进展,详细阐述了... 详细信息

随着新的观测技术和理论的快速发展,地震断裂带气体观测和同位素分析技术都得到长足发展,为研究微量气体运移机制以及气体来源示踪提供了重要的技术支撑.本文简要介绍了前人利用同位素技术在深部物质来源研究方面的主要进展,详细阐述了断裂带中微量气体的特征、气体运移的影响因素以及气体运移机制和理论模型,包括扩散对流作用、接力传递作用和载气运移机制.这些气体运移机制的理论模型为我们研究地震断裂带中气体行为奠定了理论基础,也为利用氡、汞、氦、氢等微量气体开展地震监测预测研究提供了更加严谨的方法.同时,对揭示地震的孕育、发生机制以及地震前兆的成因等都具有十分重要的意义.

关键词：地震断裂带气体同位素运移机制

地热环境下NO_3^-在多孔介质中的运移机制研究

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安全与环境学报 2015年第5期15卷 320-324页

作者：赵丽张庆刘小满王心义河南理工大学资源环境学院河南焦作454000 河南省地矿局第二地质矿产调查院郑州450001

以河南省新近系明化镇组热储层细砂为多孔介质,在15~60℃的低温地热范围内,以硝酸盐为示踪剂开展室内土柱试验,并采用CXTFIT 2.1软件进行数据拟合来研究其运移机制。首先在40℃,达西流速2.62 cm/h、6.18 cm/h时研究了硝酸盐的运移机制... 详细信息

以河南省新近系明化镇组热储层细砂为多孔介质,在15~60℃的低温地热范围内,以硝酸盐为示踪剂开展室内土柱试验,并采用CXTFIT 2.1软件进行数据拟合来研究其运移机制。首先在40℃,达西流速2.62 cm/h、6.18 cm/h时研究了硝酸盐的运移机制及其时空变化规律,然后探讨了运移参数随温度的变化规律。结果表明,溶质的运移主要集中在可动区,不可动区的运移及质量传递可忽略,一维对流-弥散模型可以很好地表征其运移机制,并能有效预测硝酸盐质量浓度的时空变化情况。硝酸盐的纵向弥散系数、分子扩散系数、机械弥散系数及多孔介质的弥散度值均随温度升高而增加,但Peclet数相反,由弥散引起的溶质运移作用随温度升高而逐渐增强。

关键词：环境学地球化学多孔介质地热环境运移机制硝酸盐

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红层软岩滑坡运移机制

兰州大学学报（自然科学版） 2004年第3期40卷 95-98页

作者：李保雄苗天德兰州大学资源环境学院甘肃兰州730000 甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所甘肃兰州730000 兰州大学物理科学与技术学院甘肃兰州730000

我国西北部地区白垩系、第三系红层软岩广泛分布,红层软岩岩体强度低、抗风化能力弱、水敏感性强、工程地质性质较差、滑坡灾害严重.本文在研究红层软岩不同破坏条件下岩体强度特征的基础上,系统分析了红层软岩滑坡的蠕动变形与滑动面... 详细信息

我国西北部地区白垩系、第三系红层软岩广泛分布,红层软岩岩体强度低、抗风化能力弱、水敏感性强、工程地质性质较差、滑坡灾害严重.本文在研究红层软岩不同破坏条件下岩体强度特征的基础上,系统分析了红层软岩滑坡的蠕动变形与滑动面形成机制,经对典型滑坡实例统计分析,从定性和定量两方面论述了红层软岩滑坡的运移机制.

关键词：红层软岩滑坡运移机制抗剪强度滑动面