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1.
为了解高压条件下二氧化碳（CO2）对页岩微观孔隙结构改造及吸附行为,以四川盆地焦页6井页岩为研究对象,通过低温N2吸附和重量法等温吸附实验,研究了不同温压条件下CO2处理前后的页岩微观结构特征及CO2在页岩中的吸附行为.研究表明随处理温度升高,CO2作用后的页岩比表面积呈下降趋势,平均孔径和孔体积呈上升趋势,微孔、中孔比例减少,宏孔比例增大.CO2会改变页岩孔隙结构,改变程度与温度呈正相关关系.研究同时表明页岩对CO2的过剩吸附量随压力增大而增加直至达到最大值,后随压力增大而减小;绝对吸附量随压力增大而增加,在40 MPa之后,吸附量趋于稳定.页岩对CO2的吸附行为与温度压力有关,在高压条件下,Langmuir模型依然能较好地拟合CO2在页岩中的吸附. 相似文献
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深部煤层游离态CO2理论存储容量随深度增加而变化。基于山西沁水盆地南部煤样测试基本数据,对游离态CO2煤层存储容量进行计算,并分析其随深度变化规律。基于建立的煤层游离态CO2存储容量计算模型显示,煤储层游离态CO2存储容量受孔隙度、含气饱和度、地层温度、地层压力等共同作用的影响。CO2注入后改变煤储层物性会导致理论存储量有不同程度增加,但存储量增值与实验煤样颗粒大小有关;应力作用下煤储层孔隙度随埋深呈负指数降低规律会显著降低CO2存储容量,含气饱和度增大会显著增大存储量。 相似文献
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查明煤中矿物质在不同温度和CO2分压条件下溶解度变化规律,能为注入CO2过程中煤储层渗透率分析提供重要依据。借助水文地球化学模拟软件PHREEQC对在不同温度和CO2分压条件下煤中各矿物的溶解度进行了水化学模拟,得出不同温度和CO2分压条件下矿物质溶解度的变化规律。结果表明:在无CO2分压时,随着温度的升高各矿物的溶解度增加;当溶液中CO2分压增加到一定程度时,随着温度的升高各矿物的溶解度降低（石英除外）;在温度相同时,随着CO2分压的增加,所有矿物（石英除外）溶解度均增加,方解石的溶解度随着CO2分压的升高呈现出迅速增加的趋势,其他矿物随着CO2分压的升高,溶解度增加的速率较为缓慢。 相似文献
4.
为提高煤层CH4抽采效率,利用自主研发的实验系统,模拟超临界CO2在深部煤层中驱替CH4的过程,开展了不同温度和注入压力条件下原煤试样中超临界CO2渗流、吸附及驱替CH4实验。结果表明:在恒定温度条件下,随着超临界CO2注入压力逐渐增大,煤体渗透率提高,CO2吸附量增加。超临界CO2注入压力和温度对驱替效果影响显著。不同温度条件下,当超临界CO2注入压力从8 MPa增至12 MPa,CH4驱替量平均增长了0.076 cm3/g,CH4驱替效率增加了17%~23%,超临界CO2置换体积比呈线性递减趋势;相同注入压力条件下,温度每升高10℃,驱替效率平均增加8%,置换体积比平均下降0.5。研究结果为高效抽采煤层CH4和实现CO2封存提供理论依据。 相似文献
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亨利定律的引入,使煤层气在溶解过程中发生的组分分馏得以合理解释,为煤层气的富集成藏研究提供了信息。采用半经验公式计算CH4(甲烷)和CO2(二氧化碳)的亨利常数,根据逸度因子公式求取CH4和CO2的逸度,根据亨利定律计算出不同埋深下CH4和CO2在地层水中的溶解度。结果表明:CH4溶解度随埋深的增加而增加;CO2的溶解度则随埋深的增加而先增加后(在800 m深度以下)又减小,但CO2与CH4溶解度比率却在不断减小。这就意味着浅部CO2的溶解运移分馏更为活跃,它随深度的增加逐渐减弱。这一认识为圈定煤层气富集区和确定CO2注入(以驱使CH4产出)的最佳温压环境提供了理论依据。 相似文献
6.
由于广泛而强烈的岩浆作用,我国东部的松辽、渤海湾、莺歌海以及西部的塔里木等盆地中都有富CO2深部流体的活动。富CO2深部流体与碳酸盐岩相互作用可用Duan and Li(2008)所建立的CO2-H2O-CaCO3-NaCl体系的热力学模型来进行模拟计算。计算结果表明,富CO2深部流体在自深部向浅部运移过程中对CaCO3的溶解度会逐渐增加,到达一定深度后溶解度达到最大值,再向浅部溶解度开始逐渐降低; 也就是深部流体具有深部溶蚀碳酸盐岩-浅部沉淀碳酸盐矿物的规律。与浅部地层中的流体发生混合会使流体的CO2含量和盐度降低,会导致CaCO3的沉淀充填; 深部流体进入开启性断裂/裂缝体系中时,由于压力的降低,也会发生CaCO3的沉淀充填。深部流体的CO2含量、盐度、温度和压力的变化影响着实际的溶蚀-充填过程。塔中地区钻井也揭示了深部下奥陶统碳酸盐岩中发育有丰富的溶蚀孔隙,而在相对浅部的奥陶系灰岩和志留系砂岩中见有大量方解石的充填,这是富CO2流体深部溶蚀-浅部充填的一个较好的实例。基于理论和实际分析,本文认为在岩浆火山作用广泛发育的塔里木等盆地中下古生界深部优质碳酸盐岩储层存在的可能性。 相似文献
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实施CO2的地质储存是目前公认的减缓全球变暖的有效途径之一.潜在的储存场所包括衰竭的油气藏、深部不可开采煤层及深部咸水层.其中, 深部咸水层储存潜力最大.在发挥作用的诸多机理中, 溶解埋存具有埋存量大、作用时间较长以及安全性高的特点.在评价深部咸水含水层CO2溶解储存潜力时, 溶解度是一个关键参数.提出了测定咸水含水层地层水CO2溶解度的方法, 并将其实际应用于鄂尔多斯盆地山西组地层水.鄂尔多斯盆地是我国重要的能源基地, CO2排放量大, 排放浓度高.采集了野外实地水样, 进行了化学成分分析, 并人工合成该水样; 测定了40~80 ℃、8~12 MPa条件下CO2在该水样中的溶解度, 其结果可为评价鄂尔多斯盆地深部咸水含水层埋存能力提供依据. 相似文献
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煤层CH4解吸效率低、扩散慢的特点严重制约着煤层瓦斯抽采的效率,为解决低透气性煤层瓦斯抽采困难的问题,选取晋城赵庄煤矿煤样,研究不同注气压力对驱替CH4过程的影响以及驱替过程中CH4扩散系数的变化规律,利用自主研发的CO2驱替CH4试验平台,在0.6、0.8、1.0 MPa等不同注气压力条件下分别进行CO2驱替CH4实验。结果表明:驱替压力越大,达到最大CH4排放量的时间越短,CO2突破时间越快,置换效率越大,驱替效果越好;CH4气体驱替过程分为3个阶段,先急剧增加再缓慢增加最后保持平稳;在同一注气压力下,瓦斯扩散系数随时间呈先增大后减小的变化规律,注气压力为0.6、0.8、1.0 MPa时,瓦斯扩散系数的最大值分别为2.27×10-5、3.36×10-5、4.62×10-5 cm2/s。从实验结果可知,不同注气压力下,CO2对CH4主要起到驱替作用、置换吸附-解吸作用及稀释驱替作用;每个阶段的CH4气体运移情况不同,根据实验阶段合理调整注气流量、压力等参数,使注驱技术搭配更高效。研究结果对CO2深埋与瓦斯（煤层气）高效抽采具有理论指导意义。 相似文献
9.
为了研究等压扩散条件下不同变质程度煤中CO2置换CH4特征规律,选择无烟煤、瘦煤和气肥煤3种煤样,进行了不同等压扩散压力下的等压扩散置换实验。实验结果表明:随着煤变质程度的增加煤吸附CH4和CO2的能力表现出逐渐增强的趋势,且CO2的吸附量大于CH4的吸附量;随着实验点扩散压力的增加,CO2对CH4的绝对置换量和置换率均随之增加,CO2对CH4的注置比却随之降低。在实验煤样变质程度范围内,CH4置换率与煤变质程度和CO2注置比均呈负相关关系。研究成果对井下注CO2置换煤层CH4的工程技术和理论具有指导意义。 相似文献
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The solubility of methane in formation water and water content in the coexisting gas phase were measured under the conditions of high temperature and high pressure, using an ultra-high-pressure fluid PVT system, where the experimental temperature reached up to 453 K and pressure reached up to 130 MPa. Experimental results show the following (1) The two phases of gas and liquid still exhibit an obvious interphase interface even under high temperatures and pressures. (2) When temperatures exceed 353 K, the solubility of methane in formation water increases as the temperature and pressure rise. The growth rate of solubility is faster under a relatively low temperature and pressure, and slower at a relatively high temperature and pressure, but the solubility will not increase without limit. In this experiment, the solubility of methane in formation water reached its peak when the temperature was at 453 K and the pressure at 130 MPa. (3) Water content in the coexisting gas phase increases as temperature rises, with a smaller increase at relatively low temperatures and a much greater increase at relatively high temperatures but decreases with the increasing pressure, more rapidly under low pressure and more slowly under high pressure. The solubility of methane in formation water and the water content in the coexisting gas phase are controlled by both temperature and pressure, but using classic calculation models, these two parameters under high temperatures and pressures are inconsistent with our experimental data. Therefore, the study is significant and highlights other possible effects on solubility and condensate water content. Additionally, an example from the Yinggehai Basin in the South China Sea, where the temperature and the pressure are high, demonstrates the influence of solubility and phase behaviour on natural gas migration, its formation and the distribution of gas reservoirs. 相似文献
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LI Chengze CHEN Guojun LI Chao TIAN Bing SUN Rui SU Long LU Yingxin WANG Lijuan 《《地质学报》英文版》2021,95(1):268-279
Qiongdongnan Basin has a tectonic geological background of high temperature and high pressure in a deep reservoir setting,with mantle-derived CO2.A water-rock reaction device was used under high temperature and high pressure conditions,in conjunction with scanning electron microscope(SEM)observations,to carry out an experimental study of the diagenetic reaction between sandstone at depth and CO2-rich fluid,which is of great significance for revealing the dissolution of deep clastic rock reservoirs and the developmental mechanism of secondary pores,promoting deep oil and gas exploration.In this study,the experimental scheme of the water-rock reaction system was designed according to the parameters of the diagenetic background of the deep sandstone reservoir in the Qiongdongnan Basin.Three groups of single mineral samples were prepared in this experiment,including K-feldspar samples,albite samples and calcite samples.Using CO2 as a reaction solution,a series of diagenetic reaction simulation experiments were carried out in a semi-closed high temperature and high pressure simulation system.A field emission scanning electron microscope(SEM)was used to observe the microscopic appearance of the mineral samples after the water-rock reaction,the characteristics of dissolution under high temperature and high pressure,as well as the development of secondary pores.The experimental results showed that the CO2-rich fluid has an obvious dissolution effect on K-feldspar,albite and calcite under high temperature and high pressure.For the three minerals,the main temperature and pressure window for dissolution ranged from 150℃to 300℃and 45 MPa to 60 MPa.Scanning electron microscope observations revealed that the dissolution effect of K-feldspar is most obvious under conditions of 150℃and 45 MPa,in contrast to conditions of200℃and 50 MPa for albite and calcite.Through the comparative analysis of experimental conditions and procedures,a coupling effect occurred between the temperature and pressure change and the dissolution strength and calcite.Under high temperature and high pressure,pressure changed the solubility of CO2,furthermore,the dissolution effect and strength of the sandstone components were also affected.The experiment revealed that high temperature and high pressure conditions with CO2-rich fluid has a significant dissolution effect on aluminosilicate minerals and is conducive to the formation of secondary pores and effective reservoirs.Going forward with the above understanding has important implications for the promotion of deep oil and gas exploration. 相似文献
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温度及CO2对方解石、白云石溶解度影响特征分析 总被引：7，自引：1，他引：6
借助水文地球化学模拟软件--PHREEQC对不同Pco2(0～100bar)和不同温度条件下(0～100℃)方解石、白云石在纯水中的溶解度进行模拟和分析.结果表明,Pco2和温度对方解石和白云石溶解度的影响均很大:无Pco2时其溶解度随着温度的升高而逐渐增大,这是因为对于方解石、白云石晶格破坏及溶解高温能提供的能量较大所致;当Pco2较大时(Pco2≥10-3.5bar)其溶解度随温度的升高而降低,原因主要是CO2在高温下形成碳酸的能力较差;当Pco2很小(0 相似文献
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M. S. Paterson 《Physics and Chemistry of Minerals》1986,13(4):245-255
The thermodynamic model of Doukhan and Trepied (1985) for water solubility in quartz, based on the (4H)Si substitution, has been developed to take into account the variation in oxygen fugacity under different buffering conditions, as well as the solubility of the quartz in the water. An evaluation of the thermodynamic parameters has then been made using analogous data on grossular and hydrogrossular. This evaluation, although approximate, leads to predicted solubilities that are lower than some published experimental values but are consistent with other observations indicating that the solubility is relatively low, less than 100H/106 Si at most, even at the highest temperatures and pressures. The predictions give a monotonically increasing solubility with increasing temperature at given pressure, and an increase in solubility with increasing pressure at given temperature up to a maximum, beyond which the solubility decreases with further increase in pressure. The variation of solubility with oxygen fugacity at fixed pressure and temperature broadly mirrors the observations of Ord and Hobbs (1986) although not predicting the finer details. An interstitial H2O model is also considered and shown to be probably less important as a mechanism for water solubility than the (4H)Si mechanism. Hydrogen/alkali exchange depends on hydrogen fugacity rather than water fugacity and is predicted to be more important at lower oxygen fugacities. 相似文献
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莺歌海盆地X区属于高温高压气藏,水溶气含量大,水溶气释放对气水界面及水侵规律的影响不明.通过PVT物性分析仪,采用复配的天然气和地层水测试了X区不同区块水溶气溶解度变化规律.设计可视化填砂管实验,探索了水溶气释放对气水界面的影响规律.研究表明:水溶气溶解度受温度、压力、地层水矿化度和天然气组分的影响,随压力的增大逐渐增大,随温度的增大先减小后增大,拐点温度为80~90℃,地层温压条件下（145℃,54 MPa）X-1区块水溶气含量为22.5 m3/m3,X-2区块为8.7 m3/m3.可视化填砂管实验研究表明:衰竭开采过程中,水溶气不断释放且携带地层水运移,同时在地层水自身泄压及毛管力作用下,气水界面明显上升.在此基础上,数值模拟气藏衰竭开采表明:水溶气溶解度越大气水界面上升越快,气井见水越早.预测期10 a中,考虑水溶气时,X-1区要早800 d见水,平面上推进快800 m,纵向上推进快7.3 m;X-2要早300 d见水,平面上推进快近500 m,纵向上推进快7.0 m. 相似文献
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为了更好防治煤矸石山对环境危害,研究了不同温度和CO2分压条件下煤矸石内各矿物的溶解-释放规律。应用美国地质调查所开发的水化学模拟软件PHREEQC对在不同温度和CO2分压条件下煤矸石内各矿物的溶解度进行了水化学模拟。研究结果显示,煤矸石内所有矿物溶解度都随着温度的上升而增大,然而随着溶液中CO2分压的不断增大这种趋势逐渐转变为随着温度的上升溶解度逐渐减小;煤矸石内所有矿物(石英除外)溶解度随着CO2分压的增大而增大。碳酸盐(方解石)的溶解度随着CO2分压升高呈现非线性迅速增大的趋势,其它盐类的溶解度随着CO2分压的升高增大的速率较为缓慢。在煤矸石山内部,某处煤矸石淋溶液内CO2分压越高,其化学组分浸出量也就越大;在矸石山透气性良好时,温度越高煤矸石化学成分的浸出量越大。 相似文献
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方解石,白云石,菱铁矿分别与含CO2水溶液反应平衡时的温度和压力 总被引：1，自引：0，他引：1
本文运用热力学原理确立了方解石、白云石、菱铁矿分别与含CO_2水溶液反应平衡时的温度和压力函数关系式。它们反应平衡所需要的最高临界温度分别为266K,264K和261K,最低临界压力分别为86.5MPa,106.8MPa和133.7MFa;在含CO_2水溶液中的溶解度均随压力增大、温度降低而增加;其生成则随压力减小和温度升高而变易。当温度、压力和水中含CO_2的量相同时,它们的溶解度大小顺序是方解石>白云石>菱铁矿。 相似文献
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对不同温度（90~200 ℃）和压力（20~120 MPa）条件下的富甲烷天然气在碳酸氢钠溶液中的溶解度值进行了实验测定,阐述了甲烷溶解度随温度、压力及矿化度的变化特征。综合前人的实验结果,将天然气的溶解度与温度的关系划分为3个阶段: ①缓慢递减阶段（0~80 ℃）;②快速递增阶段（>80~150 ℃）;③缓慢递增阶段（>150 ℃）。在温压的共同作用下,溶解度随埋藏深度的增加,也具有不同的阶段变化特征;且当地层水温度、压力足够高时,甲烷的溶解能力趋近于某一极限值。利用甲烷溶解度回归方程有助于对不同地区水溶气析离脱气界限的估算。我国主要存在包括侧向阶段脱气、断裂-底辟脱气、盖层渗滤脱气和构造抬升脱气4种与构造和渗滤作用有关的水溶气析离成藏模式。 相似文献
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水在硅酸盐熔体中的溶解度及研究意义 总被引：2，自引：0，他引：2
水是岩浆中主要的挥发份 ,而且其溶解作用强烈影响着熔体的物理和化学性质 ,因此对水在硅酸盐熔体中溶解度及溶解机制的研究是非常重要的。近年来研究表明 ,水在硅酸盐熔体中溶解度与压力、温度及熔体组分密切相关。具体而言 ,压力升高可使水的溶解度增大 ,而温度对溶解度的影响则与熔体组成有关。对于AbOrQ体系 ,在压力低于 4 0 0MPa时 ,溶解度与温度呈反相关 ;而在压力高于 50 0MPa时 ,则呈现出正相关。但是 ,温度对溶解度的影响要明显弱于压力的影响。至于水的溶解度与熔体组分的关系 ,通过对碱金属组分的研究表明水的溶解度按K ,Na ,Li的次序而增加。此外 ,根据碱金属组分对水在硅酸盐熔体中溶解度的影响对水的溶解机制进行了论述 ,这与Sykes等通过分子轨道计算和拉曼、红外光谱研究得出的水在铝硅酸盐熔体中的溶解机理是一致的。 相似文献
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埋藏成岩作用的温压条件下，白云岩溶解过程的实验模拟研究 总被引：13，自引：0，他引：13
埋藏成岩作用的温度与压力条件（７５℃～１３０℃，２０ＭＰａ～３０ＭＰａ）下，乙酸对白云岩的溶蚀实验证明，随着温度与压力的升高，白云岩的溶解速率迅速增大。Ｃａ、Ｍｇ释放合量由７５℃、２０ＭＰａ条件下的３２.９８ｍｇ/Ｌ增至１３０℃、３０ＭＰａ条件下的３３７.９ｍｇ/Ｌ，增加了一个数量级。在各种温压条件中，１００℃、２５ＭＰａ溶蚀效果最好。实验结果说明，深埋藏条件下，白云岩溶解形成的次生孔隙将比其在浅部的表生环境中更为发育，因而２０００ｍ以下的深埋藏成岩环境中，白云岩储层比浅部地层更为发育。 相似文献