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致密砂岩孔隙尺度下气-水界面动态演化可视化实验研究
被引量：
1
1
作者
田键
康毅力
+3 位作者
游利军
贾钠
王艺钧
秦朝中
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期862-873,共12页
水相圈闭是非常规天然气开发面临的主要储层损害问题之一,采用岩心驱替实验无法直观揭示孔隙内部气水两相分布和流动演化过程,因此,对水相圈闭损害微观作用机理的认识有待提高.根据致密砂岩铸体薄片,设计出一维通道和二维孔隙网络两种...
水相圈闭是非常规天然气开发面临的主要储层损害问题之一,采用岩心驱替实验无法直观揭示孔隙内部气水两相分布和流动演化过程,因此,对水相圈闭损害微观作用机理的认识有待提高.根据致密砂岩铸体薄片,设计出一维通道和二维孔隙网络两种玻璃芯片模型,可视化研究了孔隙尺度下渗吸和返排过程中气-水界面演化和两相流动行为;结合岩心驱替实验,探讨了孔隙尺度气-水界面演化与致密砂岩宏观气体流动的关联机制.结果表明:(1)孔隙尺度下气-水界面随含水饱和度的增加由水膜水气-水界面向毛管水气-水界面演化,并主要通过卡断和绕流两种形式破坏气体流动连续性;(2)优势通道既是孔隙尺度下水相返排的快速走廊,也是气泡运移和贾敏效应发生的主要通道,是造成储层产水但不产气的一个重要原因;(3)孔隙尺度下气-水界面演化引起的水封气现象是水相圈闭损害的具体微观作用形式,宏观表现为岩心尺度上水相难以彻底返排和气体渗透能力不能完全恢复.实验结果可为储层岩石孔隙尺度下水相圈闭作用机理和气水可动性分析提供理论依据.
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关键词
气-水界面
囚闭气
流动连续性
孔隙尺度
微流控技术
水相圈闭
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职称材料
CPA方程对CO_2-水体系相态研究
被引量：
2
2
作者
涂汉敏
郭平
+2 位作者
贾钠
汪周华
王千
《岩性油气藏》
CSCD
北大核心
2018年第4期113-119,共7页
CO_2作为酸性气体之一,其热力学性质对石油、天然气开发至关重要。水通常在地层中与烃类共生,由于地层盐水的存在使得与烃类混合的气体量减少,并且这种效应将随着压力和水相量的增加而增加(随盐度的降低而减小)。因此,弄清CO_2-水体系...
CO_2作为酸性气体之一,其热力学性质对石油、天然气开发至关重要。水通常在地层中与烃类共生,由于地层盐水的存在使得与烃类混合的气体量减少,并且这种效应将随着压力和水相量的增加而增加(随盐度的降低而减小)。因此,弄清CO_2-水体系的热力学性质将对理解这些过程具有重要的指导意义。通过运用SRK-CPA状态方程结合CR-1混合规则对CO_2-水体系的相平衡特征进行计算,研究CO_2在水中的溶解度和水在CO_2气相中的溶解度,并对308 K,373 K和473 K等3种温度下,CO_2-水体系不同缔合模型相互作用的模拟结果与实验数据进行分析,结果表明:在CO_2的临界温度和临界压力附近,由于发生了由气-液到液-液的相态转变,CO_2和水的溶解度在此温度和压力点将发生显著的变化;当CO_2作为非缔合物与缔合模型为4 C的水发生溶剂化交叉缔合时,运用CPA方程计算的溶解度结果与实验数据拟合较好。CPA方程在工程应用中能够满足含CO_2和水体系的热力学性质预测需求。
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关键词
CPA状态方程
CO2-水体系
热力学性质
溶解度
缔合模型
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职称材料
含酸性溶解气的气液两相流管道流致腐蚀模拟
被引量：
5
3
作者
陈一鸣
董美
+2 位作者
王博
刘宏达
汪星彤
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期298-306,共9页
目的研究天然气输送管道中的酸性溶解气(CO_(2))与水相冲刷作用共同影响下形成的流致腐蚀(FAC)现象。方法基于计算流体力学理论,确定了不同条件下影响流致腐蚀的气液体积分数和壁面剪应力分布情况。结果对于上倾管道,水相主要积聚在管...
目的研究天然气输送管道中的酸性溶解气(CO_(2))与水相冲刷作用共同影响下形成的流致腐蚀(FAC)现象。方法基于计算流体力学理论,确定了不同条件下影响流致腐蚀的气液体积分数和壁面剪应力分布情况。结果对于上倾管道,水相主要积聚在管道底部,并且水相的积聚厚度与流速呈反比、与含水率呈正比。当流速小于3 m/s、含水率大于30%时,水相会发生回流现象,即弯管前、后直管段的液体会向弯管处积聚,从而使弯管处积聚水相的厚度大幅度增加。对于下倾管道,水相积聚的位置及与流速和含水率的关系与上倾管道相同,区别在于下倾管道并未出现回流现象。相同条件下,上倾管道的壁面剪切力始终大于下倾管道。当含水率与弯曲角度恒定时,上倾管道的最大剪切力出现在弯管底部,但随着流速的增加,最大壁面剪切力逐渐向弯管后直管段迁移,而下倾管道的最大壁面剪切力出现在弯管的顶部且不随流速的增加而发生变化。当流速和弯曲角度恒定时,上倾管道与下倾管道的最大壁面剪切力规律与含水率恒定的规律相同。当流速与含水率恒定时,弯曲角度对上倾管道壁面剪切力的影响较大,对下倾管道的影响较小;对于上倾管道,随着弯曲角度的增大,最大壁面剪切力的集中位置由弯管底部逐渐向弯管后直管段延伸且遍布管道周身;对于下倾管道,最大壁面剪切力主要集中在弯管及弯管后直管段的顶部,并且随着弯曲角度的增加,数值有所增大而位置不变。结论通过分析积聚水相分布和壁面剪切力集中位置可知,上倾管道两者作用区域近似重合,即会受到严重的流致腐蚀影响;下倾管道两者作用区域并不重合,管道的上部主要受局部冲刷腐蚀的影响,下部主要受局部电化学腐蚀的影响,即下倾管道不会受到流致腐蚀的影响。
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关键词
酸性溶解气
天然气管道
气液两相流
流致腐蚀
壁面剪切力
CFD模拟
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职称材料
题名
致密砂岩孔隙尺度下气-水界面动态演化可视化实验研究
被引量：
1
1
作者
田键
康毅力
游利军
贾钠
王艺钧
秦朝中
机构
重庆
大学
煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室
西南石油
大学
油气藏地质及开发
工程
全国重点实验室
里贾纳大学工程与应用科学学院
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期862-873,共12页
基金
国家自然科学基金(127072053)
中国博士后基金(2021M700606)资助项目。
文摘
水相圈闭是非常规天然气开发面临的主要储层损害问题之一,采用岩心驱替实验无法直观揭示孔隙内部气水两相分布和流动演化过程,因此,对水相圈闭损害微观作用机理的认识有待提高.根据致密砂岩铸体薄片,设计出一维通道和二维孔隙网络两种玻璃芯片模型,可视化研究了孔隙尺度下渗吸和返排过程中气-水界面演化和两相流动行为;结合岩心驱替实验,探讨了孔隙尺度气-水界面演化与致密砂岩宏观气体流动的关联机制.结果表明:(1)孔隙尺度下气-水界面随含水饱和度的增加由水膜水气-水界面向毛管水气-水界面演化,并主要通过卡断和绕流两种形式破坏气体流动连续性;(2)优势通道既是孔隙尺度下水相返排的快速走廊,也是气泡运移和贾敏效应发生的主要通道,是造成储层产水但不产气的一个重要原因;(3)孔隙尺度下气-水界面演化引起的水封气现象是水相圈闭损害的具体微观作用形式,宏观表现为岩心尺度上水相难以彻底返排和气体渗透能力不能完全恢复.实验结果可为储层岩石孔隙尺度下水相圈闭作用机理和气水可动性分析提供理论依据.
关键词
气-水界面
囚闭气
流动连续性
孔隙尺度
微流控技术
水相圈闭
Keywords
gas-water interface
trapped gas
flow connectivity
pore-scale
microfluidics
water phase trapping
分类号
TE312 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
CPA方程对CO_2-水体系相态研究
被引量：
2
2
作者
涂汉敏
郭平
贾钠
汪周华
王千
机构
油气藏地质及开发
工程
国家重点实验室.西南石油
大学
里贾纳大学工程与应用科学学院
石油
工程
系
中海石油(中国)有限公司天津分公司
出处
《岩性油气藏》
CSCD
北大核心
2018年第4期113-119,共7页
基金
国家自然科学基金项目"考虑毛管压力和吸附影响的CO2-原油非平衡扩散理论及分子动力学研究"(编号:51374179)
国家留学基金委"国家建设高水平大学公派研究生项目"(编号:201708510114)联合资助
文摘
CO_2作为酸性气体之一,其热力学性质对石油、天然气开发至关重要。水通常在地层中与烃类共生,由于地层盐水的存在使得与烃类混合的气体量减少,并且这种效应将随着压力和水相量的增加而增加(随盐度的降低而减小)。因此,弄清CO_2-水体系的热力学性质将对理解这些过程具有重要的指导意义。通过运用SRK-CPA状态方程结合CR-1混合规则对CO_2-水体系的相平衡特征进行计算,研究CO_2在水中的溶解度和水在CO_2气相中的溶解度,并对308 K,373 K和473 K等3种温度下,CO_2-水体系不同缔合模型相互作用的模拟结果与实验数据进行分析,结果表明:在CO_2的临界温度和临界压力附近,由于发生了由气-液到液-液的相态转变,CO_2和水的溶解度在此温度和压力点将发生显著的变化;当CO_2作为非缔合物与缔合模型为4 C的水发生溶剂化交叉缔合时,运用CPA方程计算的溶解度结果与实验数据拟合较好。CPA方程在工程应用中能够满足含CO_2和水体系的热力学性质预测需求。
关键词
CPA状态方程
CO2-水体系
热力学性质
溶解度
缔合模型
Keywords
Cubic-Plus-Association Equation of State
CO2-water mixtures
thermodynamic properties
solu bility
association scheme
分类号
TE357.45 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
含酸性溶解气的气液两相流管道流致腐蚀模拟
被引量：
5
3
作者
陈一鸣
董美
王博
刘宏达
汪星彤
机构
辽宁石油化工
大学
石油天然气
工程
学院
里贾纳大学工程与应用科学学院
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期298-306,共9页
基金
国家自然科学基金(51374098)
辽宁省教育厅科学研究经费项目(L2020027)。
文摘
目的研究天然气输送管道中的酸性溶解气(CO_(2))与水相冲刷作用共同影响下形成的流致腐蚀(FAC)现象。方法基于计算流体力学理论,确定了不同条件下影响流致腐蚀的气液体积分数和壁面剪应力分布情况。结果对于上倾管道,水相主要积聚在管道底部,并且水相的积聚厚度与流速呈反比、与含水率呈正比。当流速小于3 m/s、含水率大于30%时,水相会发生回流现象,即弯管前、后直管段的液体会向弯管处积聚,从而使弯管处积聚水相的厚度大幅度增加。对于下倾管道,水相积聚的位置及与流速和含水率的关系与上倾管道相同,区别在于下倾管道并未出现回流现象。相同条件下,上倾管道的壁面剪切力始终大于下倾管道。当含水率与弯曲角度恒定时,上倾管道的最大剪切力出现在弯管底部,但随着流速的增加,最大壁面剪切力逐渐向弯管后直管段迁移,而下倾管道的最大壁面剪切力出现在弯管的顶部且不随流速的增加而发生变化。当流速和弯曲角度恒定时,上倾管道与下倾管道的最大壁面剪切力规律与含水率恒定的规律相同。当流速与含水率恒定时,弯曲角度对上倾管道壁面剪切力的影响较大,对下倾管道的影响较小;对于上倾管道,随着弯曲角度的增大,最大壁面剪切力的集中位置由弯管底部逐渐向弯管后直管段延伸且遍布管道周身;对于下倾管道,最大壁面剪切力主要集中在弯管及弯管后直管段的顶部,并且随着弯曲角度的增加,数值有所增大而位置不变。结论通过分析积聚水相分布和壁面剪切力集中位置可知,上倾管道两者作用区域近似重合,即会受到严重的流致腐蚀影响;下倾管道两者作用区域并不重合,管道的上部主要受局部冲刷腐蚀的影响,下部主要受局部电化学腐蚀的影响,即下倾管道不会受到流致腐蚀的影响。
关键词
酸性溶解气
天然气管道
气液两相流
流致腐蚀
壁面剪切力
CFD模拟
Keywords
acidic dissolved gas
natural gas pipeline
gas/liquid two-phase flow
flow-assisted corrosion
wall shear stress
CFD simulation
分类号
TG172 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
致密砂岩孔隙尺度下气-水界面动态演化可视化实验研究
田键
康毅力
游利军
贾钠
王艺钧
秦朝中
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
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职称材料
2
CPA方程对CO_2-水体系相态研究
涂汉敏
郭平
贾钠
汪周华
王千
《岩性油气藏》
CSCD
北大核心
2018
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
含酸性溶解气的气液两相流管道流致腐蚀模拟
陈一鸣
董美
王博
刘宏达
汪星彤
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
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职称材料
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