国家重点实验室开放基金(PRPindep-3-1108)
- 作品数：13 被引量：745H指数：10
- 相关作者：宁正福杨峰孔德涛刘慧卿何斌更多>>
- 相关机构：中国石油大学（北京）中国石油大学(北京)中国石油冀东油田更多>>
- 发文基金：国家重点实验室开放基金国家自然科学基金教育部科学技术研究重大项目更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程天文地球理学更多>>
- 页岩等温吸附实验及实验误差分析被引量：8
- 2015年
- 根据容积法对渝东南地区页岩样品进行吸附实验时发现,高温高压下吸附等温线出现异常,甚至产生负吸附现象。通过误差分析认为:容积法的直接测量量的不确定度在计算吸附量时会发生累积传播,使测量结果出现较大误差,引起吸附等温线异常。为此,笔者改进了传统容积法的实验流程,提出"一注多吸"容积法,并对吸附量进行不确定度评定。结果表明:改进的容积法可以显著降低测量结果的不确定度,30℃时,其平均相对误差为9.42%,远小于传统"一注一吸"容积法的50.84%。通过影响不确定度的因素分析发现,压力不确定度对传统容积法的测量结果影响最大,其次是温度;而对于改进的容积法,温度不确定度影响最大,其次是压力,体积、压缩因子的影响很小。随着压力的升高,温度、体积和压缩因子的影响均会逐渐增强。
- 何斌宁正福杨峰赵天逸
- 关键词：页岩等温吸附容积法不确定度吸附等温线
- 甲烷在页岩上吸附的热力学被引量：23
- 2014年
- 为了研究页岩吸附甲烷的机理,通过容积法测定35,50和65℃时页岩甲烷吸附等温线,计算甲烷在页岩上的等量吸附热和极限吸附热,从热力学角度分析甲烷在页岩上的吸附行为。研究结果表明：甲烷在页岩上的吸附等温线具有Ⅰ型等温线特征,Langmuir吸附模型较好地拟合了吸附数据;根据吸附等温线计算的等量吸附热为15.50~17.65 kJ/mol,平均为16.88 kJ/mol,说明页岩对甲烷的吸附为物理吸附;等量吸附热随甲烷吸附量的变化而变化,是页岩表面的不均匀性和吸附分子间作用力综合作用的结果;极限吸附热定量地反映了页岩表面与甲烷气体作用力;在页岩气藏开发时,除了采用降压解吸开采外,对于极限吸附热较大的页岩气藏,可通过注入吸附能力更强的CO2等促使甲烷解吸。
- 杨峰宁正福王庆刘慧卿孔德涛
- 关键词：页岩吸附等温线热力学
- 高压压汞法和氮气吸附法分析页岩孔隙结构被引量：176
- 2013年
- 页岩储层的孔隙结构对页岩含气性评价和勘探开发具有重要意义,但目前国内对于页岩孔隙结构的研究相对较少。为此,采用高压压汞实验和低温氮气吸附实验对页岩的孔隙结构进行了研究,计算了页岩的孔隙结构参数,并结合微观孔隙结构图片分析了页岩孔隙结构对气体吸附和渗流的意义。研究表明,页岩孔隙以微孔和过渡孔为主,微孔和过渡孔提供了大部分孔体积。有机质中的微孔是页岩比表面积的主要贡献者,构成了页岩气体的主要吸附空间。页岩的孔隙类型复杂,孔隙形态多样,存在一端封闭的不透气性孔、开放性的透气性孔和墨水瓶孔等多种孔隙,且孔隙之间的连通性较差。较高的微孔和过渡孔保证了页岩储层具有很高的吸附聚气能力,但中孔和大孔发育较差,不利于气体渗流和页岩气藏的开发。
- 杨峰宁正福孔德涛刘慧卿
- 关键词：页岩孔隙结构孔体积比表面积
- 页岩储层微观孔隙结构特征被引量：341
- 2013年
- 为了研究页岩储层的微观孔隙结构特征,应用场发射环境扫描电子显微镜观察了页岩表面纳米级孔隙微观形态,并通过低温氮吸附法测定了页岩的氮气吸附等温线,同时结合高压压汞实验对页岩储层孔隙结构进行了深入研究。研究结果表明:页岩储层孔隙处于纳米量级,孔隙类型可分为有机质纳米孔、黏土矿物粒间孔、岩石骨架矿物孔、古生物化石孔和微裂缝5种类型,其中有机质纳米孔和黏土矿物粒间孔发育最为广泛;页岩孔径分布复杂,既含有大量的中孔(2～50nm),又含有一定量的微孔(<2nm)和大孔(>50nm);孔径小于50nm的微孔和中孔提供了大部分比表面积和孔体积,是气体吸附和存储的主要场所;页岩阈压非常高,孔喉分选性好,连通性差,退汞效率低,中孔对气体渗流起明显贡献作用,微孔则主要起储集作用。
- 杨峰宁正福胡昌蓬王波彭凯刘慧卿
- 关键词：页岩扫描电镜
- 页岩气吸附特征及影响因素被引量：13
- 2013年
- 对页岩气吸附的基本特点及近年来页岩气吸附的研究进展进行了总结;介绍了影响页岩气吸附的影响因素以及页岩气吸附研究所取得的成果;提出了页岩气吸附研究中存在的问题;根据页岩气吸附的基本特点,基于页岩气吸附研究现状,对页岩气吸附研究进行了展望,并强调页岩气吸附的热力学、动力学模型以及微观角度研究等将是今后页岩气吸附研究的重点。
- 孔德涛宁正福杨峰何斌赵天逸
- 关键词：页岩超临界影响因素
- 页岩甲烷吸附等温线拟合模型对比分析被引量：34
- 2013年
- 对四川南部下寒武统牛蹄塘组黑色页岩样品进行了甲烷等温吸附试验,测定了35、65℃下页岩甲烷吸附等温线,采用Langmuir、Freundlich、Langmuir-Freundlich、D-R、Toth方程对吸附等温线进行拟合,检验了各模型的拟合精度。结果表明:这些模型都能较好地拟合页岩甲烷吸附平衡数据,模型的参数越多拟合精度越高,三参数的Toth方程和Langmuir-Freundlich方程的拟合结果比两参数的Langmuir方程、Freundlich方程和D-R方程拟合结果要好;页岩组成非常复杂,表面吸附位的能量分布不均匀,这影响吸附模型在低压下的拟合效果,采用Toth方程可以较为准确地模拟甲烷在页岩不均匀表面上的等温吸附行为。
- 杨峰宁正福孔德涛彭攀赵华伟
- 关键词：页岩吸附等温线
- 页岩对甲烷的等温吸附特性研究被引量：27
- 2013年
- 为了研究甲烷在页岩上的吸附特性,选取四川盆地下寒武统牛蹄塘组黑色页岩进行高温高压等温吸附实验,通过容积法测定了35、50、65℃下甲烷在黑色页岩上的吸附等温线,研究甲烷气体在页岩上的等温吸附行为.结果表明,甲烷在页岩上的吸附等温线具有Ⅰ型等温线特征,反映甲烷在页岩表面可能为单分子层吸附机理；采用Langmuir吸附模型很好地拟合了吸附数据,平均相对误差小于2.4％；根据吸附等温线计算的等量吸附热为12.74 ～ 17.47 kJ/mol,平均为15.54 kJ/mol,说明页岩对甲烷的吸附为物理吸附,且等量吸附热随甲烷吸附量的增大而降低,表明页岩表面能量分布具有不均匀性.
- 杨峰宁正福刘慧卿孔德涛
- 关键词：页岩吸附等温线吸附热
- 甲烷在页岩上的吸附等温过程被引量：20
- 2014年
- 为了从热力学角度研究页岩吸附甲烷的机理,通过容积法测定35,50和65℃时,0~12MPa下甲烷在页岩上的吸附等温线,采用考虑吸附相体积的修正Langmuir模型处理实验数据,并根据Clausius-Clapeyron方程和vant Hoff方程计算甲烷在页岩上吸附时的等量吸附热和极限吸附热。结果表明：甲烷在页岩上的吸附等温线具有Ⅰ型吸附等温线特征,修正Langmuir吸附模型较好地拟合了吸附数据,拟合的平均相对误差小于4.1%。根据等量吸附线计算的等量吸附热为11.67~16.62 kJ/mol,平均14.58 kJ/mol,说明页岩对甲烷的吸附为物理吸附,并且等量吸附热随甲烷吸附量的增大而非线性递减,表明页岩表面能量的不均匀性,甲烷分子优先吸附在页岩表面的高能吸附位。由vant Hoff方程计算甲烷在页岩上的极限吸附热为23.91 kJ/mol。
- 杨峰宁正福张睿赵华伟赵天逸何斌
- 关键词：页岩甲烷吸附等温线吸附热
- 页岩气在纳微孔道中的流动模拟研究被引量：1
- 2017年
- 富有机质页岩中存在大量的纳米孔隙,连续介质流的Navier-Stokes方程难以准确描述纳米孔隙中的气体流动行为。为此,采用格子Boltzmann方法模拟了气体在页岩纳微孔道中的流动。结果表明:页岩气在纳微孔道中的流动存在显著的纳米尺度现象,表现为气体的平均流速大于Poiseuille公式计算值;纳微孔道中气体的稀薄效应显著,孔壁处的气体速度不为零;且孔道直径越小,孔壁的滑移速度越大,甚至大于孔道中的气体速度、流速剖面也由抛物线型转变为柱塞状。页岩气在纳米孔中流动时发生"双滑脱效应",流体粒子与孔壁发生碰撞,获得动能后反弹进入孔道中,增强整个纳微孔道气体的流动。"双滑脱效应"导致页岩气的渗透率大于等效液体渗透率,并引起克氏渗透率图中,气体渗透率与平均压力的倒数偏离直线关系。
- 曾彦宁正福齐荣荣黄亮黄亮
- 关键词：页岩纳米孔格子BOLTZMANN方法
- 页岩纳米孔隙分形特征被引量：78
- 2014年
- 以氮气分子为探测介质,采用氮气吸附分形分析方法研究了页岩孔隙结构及其不规则性,计算了页岩纳米孔隙分形维数,给出了分形维数与有机碳含量、页岩组成、孔隙结构参数之间的关系曲线,讨论了分形维数对气体吸附和渗流的影响。结果表明,页岩纳米孔隙具有明显的分形特征。分形维数与有机碳含量、微孔发育程度有关。有机碳含量越高,分形维数越大。分形维数反映了页岩微孔的发育程度,微孔越发育,平均孔径越小,比表面积越大,分形维数越大。分形维数对气体的赋存和运移有着不同的影响,分形维数越大,孔隙结构趋于复杂,这有利于气体吸附存储,但不利于气体渗流。
- 杨峰宁正福王庆孔德涛彭凯肖丽芳
- 关键词：页岩孔隙结构渗流
