高帅
- 作品数：4 被引量：20H指数：3
- 供职机构：中国科学院武汉岩土力学研究所更多>>
- 发文基金：国际科技合作与交流专项项目中国科学院战略性先导科技专项国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球建筑科学更多>>
- 盖岩CO_2突破压测试方法综述被引量：9
- 2015年
- CO2地质封存是当前温室气体减排的关键技术之一,而CO2突破压是CO2地质封存中盖层密封性评价的重要指标之一,它主要通过室内试验获取。目前,室内测试常用的方法包括间接法和直接法,间接法主要采用压汞法,直接法主要采用连续法、分步法、驱替法和脉冲法。在调研国内外CO2突破压室内试验研究工作的基础上,介绍了几种方法的测试原理与流程、误差来源分析以及适用范围:压汞法测试简单快速,但表面张力与接触角的转化、测试过程中孔隙结构破坏等问题导致准确度较低;分步法基于突破压定义而提出,测试准确度较高,但测试时间较长,低渗盖层岩石通常需要长达数月时间;连续法测试结果较为准确,但忽略了流体的流动黏滞阻力,且流量变化滞后于压力变化,故测试结果较易被高估;国内油气行业主要采用驱替法测试盖层突破压,测试过程快速,但结果的转化与校正比较繁琐;脉冲法以分步法为基础作了改进,兼顾了准确性和效率性,但存在数据解释的问题,特别是脉冲法获得的残余压差Psnapoff和突破压真实值Pbreakthrough之间的差距。分析、对比了几种测试方法的原理、流程和误差来源,推荐了各个方法的适用范围,并提出了突破压测试技术的研究需求。
- 高帅魏宁李小春
- 关键词：误差分析
- 不同温压条件下泥质粉砂岩二氧化碳突破压的试验研究被引量：7
- 2014年
- CO2突破压是CO2地质封存盖层密封性和安全性评价的关键指标之一,盖层CO2突破压试验技术也是评价盖层密封性的关键技术之一。国内外学者已经对不同盖层岩样的CO2突破压开展了较为系统的试验研究,但还未对不同温度和压力条件下的CO2突破压变化规律进行研究。在调研现有CO2突破压试验方法和设备的基础上,研制了集成分步法、连续法、脉冲法和驱替法等多种突破压测量方法的CO2突破压试验装置,具有广泛的适用范围。采用该试验装置对四川盆地内须家河组泥质粉砂岩薄弱盖层开展了突破压试验研究,研究40~70℃和10~30 MPa温压范围内超临界CO2突破压的变化规律。试验拟合结果显示：在所研究的温压范围内,CO2突破压随CO2压力升高而降低;随CO2温度上升而上升。试验结果与基于表面张力的理论结果趋势吻合较好,但存在一定的差异;两者之间的差异可能是受CO2-水接触角变化、砂岩孔隙结构非均质性以及试验方法的影响。
- 魏宁李小春王颖王燕任海洋高帅
- 关键词：盖层脉冲法
- CO_2–水两相条件下砂岩致裂特征与有效应力模型的试验研究被引量：4
- 2016年
- CO_2–水两相条件下的岩石力学行为是CO_2地质封存中的关键科学问题之一。利用自主研发的厚壁圆筒式两相致裂仪进行CO_2–水两相条件下砂岩压裂试验,并研究CO_2–水两相有效应力模型。通过向试样加载内压、围压和轴压形成与井壁围岩类似的最小主应力为负的真三轴应力状态,采用半透隔板法进行CO_2驱水试验以精确控制试样孔隙中CO_2–水两相流体的组分压力和饱和度,最后通过内压致裂试样获得致裂压力。还进行了不同有效围压下含单相水孔流试样的致裂试验,得到其致裂压与有效围压的拟合函数。为研究CO_2–水两相有效应力模型,选用4种可应用于岩石的非饱和介质有效应力公式与拟合函数联立推导得到破裂压力预测模型,与试验结果对比以间接验证这4种有效应力公式对于表征CO_2–水两相流体条件下有效应力的适用性。结果表明,考虑Biot系数的Bishop非饱和有效应力模型能够较好地描述CO_2–水两相流体下所测试砂岩的张性开裂行为,可直接作为CO_2–水两相有效应力模型使用。
- 刘明泽白冰李小春高帅王磊伍海清
- 关键词：岩石力学有效应力
- 层状非均质性对CO_2在盖层中迁移泄漏规律的影响被引量：2
- 2017年
- 盖层密封性能对CO_2地质封存工程的容量、经济性、安全性具有重要影响。盖层岩石具有明显的层状非均质特点,而这种层状非均质特点直接影响CO_2在盖层中的迁移与泄漏过程,从而影响盖层的密封性能。现有研究考虑了各向同性的非均质性对盖层密封性能的影响,但并未针对层状非均质性盖层展开相应的研究。建立了考虑孔隙度、渗透率和毛管压力参数变化关系的均质、非层状非均质和层状非均质3种盖层地质模型,并采用TOUGH2对统一边界条件的不同地质模型开展了数值模拟对比研究,分析了CO_2进入盖层、盖层内迁移和穿透盖层而形成缓慢泄漏的全过程。模拟结果表明:3种模型中,自由态CO_2饱和度分布与孔隙度、渗透率的分布基本一致;与均值模型相比,非层状非均质性会加速CO_2在盖层中的迁移,而层状非均质性将会阻碍CO_2在盖层中的迁移,增加穿透时间;与均质模型和非层状非均质模型相比,层状非均质模型将会大大降低CO_2的穿透盖层以后的泄漏速率和泄漏总量。针对建模和数值模拟过程中遇到的问题,提出了盖层地质建模过程中的一些局限性。其结果为更加客观和定量地评价CO_2在盖层内迁移规律及泄漏量奠定了一定的基础。
- 高帅魏宁魏宁李小春雷宏武
- 关键词：CO2地质封存盖层迁移数值模拟
