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页岩与煤岩等温吸附模型对比分析被引量：18: 2014年; 采用Freundlich经验公式、Langmuir模型、扩展的Langmuir模型、Toth吸附模型和Langmuir-Freundlich吸附模型等5种单组分模型对煤与页岩CH4吸附实验数据进行拟合,分别检验了实验数据的拟合程度。结果表明,无论是煤岩还是页岩,三参模型拟合度均高于二参模型。二参模型中,Langmuir模型对煤岩与页岩拟合精度较高,约是Freundlich经验公式模型的8倍以上。三参模型拟合精度都很高,其中对于页岩来说,Langmuir-Freundlich模型在平均温度下的拟合度最好,扩展的Langmuir模型拟合度较差;对于煤岩来说恰恰相反,扩展的Langmuir模型拟合度最好,而Langmuir-Freundlich模型拟合度较差。总体来看,页岩与煤岩分别对Langmuir-Freundlich模型、扩展的Langmuir模型拟合最好,Freundlich经验公式拟合最差。研究结果对煤岩与页岩等温吸附模型的精确选择具有一定的指导意义。; 赵天逸宁正福曾彦; 关键词：页岩气煤层气等温吸附吸附量

考虑微尺度效应的页岩气藏压裂水平井压力动态分析: 本研究从微观角度，采用格子Boltzmann方法模拟气体在页岩纳米孔道中的流动。在模拟过程中，采用的是带有Langmuir滑移边界条件的标准D2Q9模型。研究结果表明：随着页岩气体流动通道直径的降低，孔壁处的气体滑脱速度...; 曾彦宁正福; 关键词：页岩气藏压裂水平井渗流规律; 文献传递

页岩气在纳微孔道中的流动模拟研究被引量：2: 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

页岩储集层微观渗流的微尺度效应被引量：22: 2014年; 页岩有机质中存在大量纳米孔隙,气体在纳米孔隙中的流动存在微尺度效应,宏观流体流动规律难以准确描述其流动行为。考虑气体分子在有机质孔隙中的滑脱效应、扩散和吸附解吸作用,用格子Boltzmann方法模拟气体在有机质纳米孔道中的流动。结果表明:气体在有机质纳米孔道中存在压缩效应,压缩效应导致压力沿纳米孔道呈非线性分布,且孔道两端的压差越大,非线性程度越大。随着Knudsen数增大,稀薄效应增强,减弱了由压缩效应引起的非线性程度。气体在纳米孔道中的边界滑移速度随着进出口压力比和Knudsen数的增大而增大,并且在垂直于孔道方向上的速度不为零,加剧了孔道中气体分子与边界分子的动能交换。滑移效应和吸附解吸效应均对气体在页岩有机质孔道中的质量流量有重要影响。; 宁正福王波杨峰曾彦陈进娥张廉; 关键词：有机质格子BOLTZMANN方法

考虑微尺度效应的页岩气藏压裂水平井压力动态分析被引量：3: 2016年; 为了更加准确地进行页岩气井产能预测、压裂设计,研究页岩气渗流的微尺度效应,进行井底压力分析。从微观角度,用带有Langmuir滑移边界的格子Boltzmann方法模拟页岩气在有机质纳米孔道中的流动,并拟合出基质渗透率。在宏观角度,将微观基质渗透率引入试井模型,用Laplace变换、点源方程、叠加原理和数值离散等方法建立页岩气藏多级压裂水平井试井模型,并通过Stehfest算法对Laplace空间下的压力值进行反演,得到典型的压力动态曲线,并分析流动参数对井底压力的影响。结果表明:纳米孔道中气体的稀薄效应显著,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;页岩气在纳米孔中流动时发生"双滑脱效应","双滑脱效应"导致页岩气的渗透率大于等效液体渗透率,并引起在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;压裂水平井渗流可划分为9个流动区域;拟稳态模型可更好描述吸附解吸阶段压力的变化;吸附系数影响吸附解吸的强度,窜流系数影响吸附解吸出现的时机,弹性储容比影响整个流动阶段,而裂缝只影响早期渗流阶段。; 曾彦宁正福王庆齐荣荣张宇琪; 关键词：页岩气格子BOLTZMANN方法试井模型

页岩气藏压裂水平井不稳定渗流模型及试井分析被引量：9: 2018年; 页岩气藏基质渗透率极低,因此多采用压裂直井或压裂水平井进行开发。页岩气藏多级压裂水平井压力动态研究是获取页岩储层参数的重要手段之一,也是页岩气井产能评价的基础。然而,目前的压裂水平井模型忽略了页岩气藏的非均质性和页岩有机质纳米孔隙中的渗流机理,未考虑不同赋存空间气体流动特征的差异性。为此,文中建立了页岩气藏多级压裂水平井压力动态解析模型。基于五线性流模型,将储层分为2个上部储层区域、2个内部储层区域及人工裂缝区域。分析不同区域流动特征,并运用Laplace变换和正规摄动方法对模型进行求解。根据模型解析解绘制压力动态曲线,并进行流动区域划分和敏感性分析。研究结果表明,该模型与实际生产数据吻合度较高,具备可靠的理论支撑,能较好地描述页岩气井开发过程中的压力动态变化。; 雷宇曾彦宁正福; 关键词：页岩气

考虑水蒸气压力的平衡水页岩等温吸附被引量：4: 2018年; 基于改进的容积法等温吸附实验装置,分别测量了甲烷在干燥、平衡水条件下的页岩等温吸附曲线,实验温度为303.15,323.15和353.15 K,实验最高压力达20 MPa,实验数据采用修正的Langmuir方程进行拟合.在开展平衡水页岩吸附实验时,考虑了水蒸气压力,认为实验气体为甲烷与水蒸气混合气体,重新计算了混合气体中甲烷吸附量,并从吸附热力学角度阐述考虑水蒸气压力的意义,最后在地层条件下讨论了水蒸气压力对页岩吸附的影响.结果表明,考虑/未考虑水蒸气压力的平衡水页岩Langmuir最大吸附量分别为0.053和0.039 mmol/g,未考虑水蒸气压力的甲烷吸附量被低估26.4%.干燥页岩的等量吸附热为11.6 k J/mol,考虑与不考虑水蒸气压力的平衡水页岩等量吸附热分别为10.7和12.3 k J/mol,由于水分优先吸附于能量较高的吸附位,在水分存在情况下,平衡水页岩对甲烷的等量吸附热应该小于干燥页岩,因此,经水蒸气压力校正后的等量吸附热更加符合热力学一致性.在地层条件下,水蒸气压力对页岩吸附的影响分为两个阶段:(1)浅埋藏阶段(地层深度小于700 m),此阶段由压力梯度主导,压力梯度越大,水蒸气压力对吸附的影响越大;(2)深埋藏阶段(地层深度大于700 m),此阶段由压力梯度和温度梯度同时控制,压力梯度越大,温度梯度越小,水蒸气压力对吸附的影响越大.; 齐荣荣宁正福王庆张爽曾彦黄亮杜华明; 关键词：页岩气

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曾彦

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