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Ar和H在矿物中的扩散补偿关系及其对扩散系数的预测 总被引：2，自引：0，他引：2
对现有实验扩散数据的检查发现 ,Ar和H两种元素在不同矿物中分别存在着扩散补偿关系。孔隙度作为矿物内部离子堆积密度的一种量度 ,它与Ar和H的扩散活化能之间存在负的线性相关性 ,因而可以用于预测元素在矿物中的扩散系数。文中采用离子孔隙度法预测了Ar和H在不同矿物中的扩散系数 ,得到的结果与已有的实验数据在实验误差范围内是一致的。由于扩散补偿效应 ,同一物质在不同矿物中的扩散速率在特定温度下趋于汇聚 ,Ar扩散的转折温度为 (86 0± 10 0 )℃ ,H扩散的转折温度为 (330± 50 )℃。这为地质过程中Ar和H扩散的封闭温度提供了一种借鉴 ,因此伴随Ar扩散的地质时钟在低于 86 0℃时才开始启动 ,共存矿物间的氢同位素地质温度计仅当温度低于 330℃时才是有效的。 相似文献
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乙烷和甲烷是深部天然气藏中的重要组成部分, 精确测量其扩散系数对于正确理解深部页岩储层中的烃类气体的分布运移及其分异具有重要意义.目前乙烷在水中的扩散系数数据局限在低压和283~333K温度范围内, 缺少天然气储层高温高压条件下的数据.本研究利用显微激光拉曼光谱, 在高压透明毛细管中原位观测了20MPa下273~393K温度范围内乙烷在纯水中的扩散, 测定了各温度下的扩散系数, 并用Speedy-Angell指数方程拟合出乙烷扩散系数D(乙烷)(m2/s)与温度T(K)之间的关系式: D(C2H6)=D0[(T/Ts)-1]γ, 式中: D0=13.8055×10-9m2/s, Ts=237.4K, γ=1.7397.相同温度压力条件下, 测得的乙烷的扩散系数小于甲烷的扩散系数.据此计算了2种气体通过低渗透盖层的扩散量的差异, 发现甲烷和乙烷溶解扩散的分异程度随盖层厚度、扩散时间而显著变化. 相似文献
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甲烷在煤基质中的扩散性能是影响煤层气产出的重要储层参数。采用云南东南部地区新近系中新统小龙潭组褐煤样品,开展了低煤阶煤中甲烷等温吸附实验。基于等温吸附实验获得的吸附量与时间的关系数据,应用一元孔隙结构气体非稳态扩散模型,计算了煤中甲烷气体扩散系数,揭示了煤中甲烷扩散规律和控制机理。研究结果表明,低煤阶煤中气体扩散规律服从Langmuir方程,煤中甲烷有效扩散系数和扩散系数随着压力的增高而增大;吸附时间常数随着压力的增高而减小,服从负指数函数规律。4个实验煤样Langmuir有效扩散系数和扩散系数分别是（1.71~5.46）×10-4 s-1和（2.17~6.91）×10-12 m2/s,Langmuir压力为0.63~1.97 MPa。在相同温度和压力条件下,干燥煤样的有效扩散系数和扩散系数大于平衡水分煤样,随着温度的增高,其有效扩散系数和扩散系数增加,煤中气体扩散性能增强。 相似文献
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依据分形理论和方法,探索溶质在多孔介质中的有效扩散系数的替代预测方法。在多孔介质溶质扩散的弯曲毛细管束模型的基础上,以分形维数作为介质的基本几何特性参数,建立了多孔介质中溶质扩散的分形毛细管束模型,推导出了溶质有效扩散系数与介质孔隙度之间的幂定律关系式,幂指数是介质孔隙分维和表面分维的函数,反映了介质孔隙体积的层次分布与孔隙通道曲折程度对扩散的影响。对粘性土的分形维数测定数据和有效扩散系数试验测定数据的分析表明,利用该关系式预测多孔介质中溶质的有效扩散系数是较为准确可靠的。 相似文献
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本文利用东海西湖凹陷泥岩岩心的扩散系数对其中的Ａ油气田的含气浓度不同的扩散层进行天然气扩散散失模拟，对油气藏保存条件研究，认为扩散层含气浓度异常和复合型的油气１，较有利于油气的保存。 相似文献
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扩散是低渗透系数情况下溶质迁移的主要方式,目前尚没有测定高塌落度防渗墙填料扩散系数的试验方法。根据沥出试验原理,将处于流动状态的填料用半透膜包裹进行透析试验,通过有限圆柱中溶质迁移解析解对溶质迁移过程进行拟合求其扩散系数,探讨了试验和数据处理的相关问题,研究了膨润土含量和盐浴浓度对扩散系数的影响规律。结果表明,随拟合天数增加,填料中NaCl有效扩散系数减小,而误差增大;高塌落度填料中溶质迁移明显比压实土样中快,按拟合误差小于0.5%作为试验数据取舍依据,这一误差要求实际上是对溶质迁移以扩散为主导这一条件的量化,保证了采用纯扩散解析解进行数据拟合的合理性;扩散系数随填料中膨润土含量增加而减小,随盐浴浓度增加而减小,但在试验范围内数值变化不大,透析试验是快速测定防渗墙填料中溶质有效扩散系数的可行方法。 相似文献
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低渗透岩土是水文地质及环境地质研究的重点关注对象,有效扩散系数是研究低渗透岩土的关键参数之一。文章以原状黏土和粉砂质黏土为例,以Cl-为示踪剂,利用自主研发的室内径向扩散实验装置,建立Cl-径向运移模型,模拟其扩散运移过程。以实验模型为初始条件和边界条件,利用COMSOL软件模拟溶质理论浓度随时间变化的曲线,与实验数据进行拟合,利用绝对残差平均值进行理论浓度与实测值拟合优度统计,提取试样的有效扩散系数。结果表明:试样塘沽G1孔101.2~101.5 m、苏北SY1孔147.1~147.3 m、170.48~170.68 m的有效扩散系数分别为6.0×10-10 m2/s、4.5×10-10 m2/s、3.9×10-10 m2/s 时,理论浓度的绝对残差平均值最小,且孔隙度和有效扩散系数高度相关,进一步证明了该实验方法的可行性。同时,利用Archie定律有效孔隙度与有效扩散系数的关系,取常量n=1.9,预测了试验样品的有效孔隙度,分别为0.26,0.19,0.16。 相似文献
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天然气的扩散模型及扩散量的计算方法 总被引：2，自引：0，他引：2
盖层的存在是天然气成藏和保存的必要条件之一,而浓度封闭又是盖层的一种重要的封闭机理。在前人工作的基础上,研究了浓度封闭的机理,进一步系统建立了天然气扩散的地质和数学模型,并给出了模型的初始化条件,对天然气扩散量的计算方法作了讨论。 相似文献
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分析了运移参数的变化对GCL中污染物运移的影响。从衬垫底部浓度比、对流和扩散通量、污染物累积运移量等方面,对污染物在GCL中的运移进行了计算。结果表明,减小渗透系数和扩散系数可以有效减缓衬垫底部浓度比的增加速度。渗透系数对对流通量的大小、扩散通量的变化速度的影响较大;扩散系数主要影响最大扩散通量。当渗透系数较大时,可以忽略扩散累积运移量,用对流累积运移量代替总累积运移量引起的误差很小。当渗透系数较小时,忽略扩散运移量可能产生较大的误差,尤其是在扩散系数也较大的情况下误差更加明显。 相似文献
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地质年代学为地球与行星科学研究提供时间坐标,以定量解析地质过程先后关系和时间尺度。历经百余年发展,定年技术在研究对象、测试效率、空间分辨率和时间分辨率等维度均得到大幅度提高,地质年代学研究已从仅提供时代约束过渡到更加强调对地质过程时间尺度与节律的研究,进而约束地质事件的驱动机制和互馈机理。然而,基于放射性同位素衰变的绝对定年技术精度存在物理极限,不能无限提高,且其时间分辨率一般随年龄增加而变差,难以满足深时地质研究的高时间分辨率需求,发展时间分辨率不受绝对年龄约束的相对定年技术是地质年代学的重要发展方向。本文围绕扩散年代学这一具有重要发展前景的相对定年技术,在系统回顾其理论模型和测量技术的基础上,重点对制约扩散年代学准确性和精确性的问题,如扩散系数的不确定性、扩散初始条件假设、浓度曲线的测试质量以及误差评估等进行了探讨。本文还对扩散年代学近年来在岩浆储存与运移、成矿时间尺度与节律和变质过程等领域取得的部分重要进展予以评述。精确的扩散系数是开展扩散年代学研究的前提,以石英中的Ti为例,不同实验给出的扩散系数差异超过3个数量级,据此计算的花岗岩岩浆在固相线上的储存时间从几十年变化到百万年尺度,显著影响我们对岩浆储存状态的理解。高质量的元素浓度剖面测量是扩散年代学的关键,因石英Ti含量的高空间分辨率精准测量较为困难,CL灰度常被作为Ti含量的替代指标,但这需要考虑Al等元素对CL灰度的影响,并严格评估Ti含量校正曲线和扩散剖面空间尺度不匹配对定年结果的影响。高温变质过程U Pb定年通常给出较为离散的表观年龄,并被解释为变质过程具有较长的持续时间,这一定程度上可以通过高温下同位素体系因扩散引起的不封闭予以解释。展望未来,进一步完善扩散年代学在高温体系中的研究,拓展在中低温条件下的应用,并与绝对定年深度结合,是扩散年代学的重要发展方向,也是实现深时地质研究高时间分辨率解析的必由之路。 相似文献
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应用扩散理论模型模拟吸附扩散过程,根据四种煤级煤样的平衡水和注水等温吸附实验数据计算吸附扩散系数,研究吸附扩散的规律。研究表明：煤的孔隙结构是影响煤吸附扩散过程的主要因素。液态水对煤的润湿性随煤级增高而降低,对吸附扩散过程的影响逐渐减小,大孔和中孔发育的煤扩散速率较快,扩散系数高,过渡孔和微孔发育的煤相对扩散速率较慢,扩散系数低。 相似文献
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中国南海北部陆坡区是天然气水合物成藏的理想场所,资源潜力巨大。文章基于天然气水合物勘探成果,结合南海北部天然气水合物成藏地质背景,从天然气水合物成藏的温压稳定条件、气源形成条件、构造输导条件和沉积储集条件4方面,系统分析了南海北部天然气水合物成藏的基本地质条件,探讨了南海北部陆坡中部神狐海域、南海北部陆坡西部海域和南海北部陆坡东北部海域天然气水合物的成藏类型与成因模式。结果认为,南海北部陆坡中部神狐海域主要发育扩散型水合物,而南海北部陆坡西部海域主要发育渗漏型水合物,南海北部陆坡东北部海域则发育兼具扩散型与渗漏型特征的复合型水合物。 相似文献
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为验证土工合成黏土衬垫（Geosynthetic Clay Liners,GCL）作为煤矸石处置场衬垫层建设材料的可行性,采用垂直式双筒扩散装置进行室内扩散试验,研究了煤矸石淋滤液中典型污染物Zn2+、Mn2+和SO42-在人工钠化膨润土GCL中的扩散性能,使用有限层法模拟软件POLLUTE V7对污染物随时间变化的曲线进行拟合,确定3种污染物在人工钠化膨润土GCL中的扩散系数。研究结果表明,污染物在GCL中的扩散系数低于它们在传统压实黏土衬垫层中的扩散系数,从而能更有效地控制煤矸石淋滤液中污染物在GCL中的扩散迁移行为。 相似文献
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天然气在二次运移中的损失量初探 总被引：2，自引：0，他引：2
从源岩生成排出的天然气在沿输导层二次运移的途中,会因为围岩的吸附滞留、孔隙水的水溶滞留以及扩散散失等作用而使运移量减小,不能全部聚集成藏。吸附滞留量主要受输导层温度、压力、含水度等的影响;水溶滞留量主要与压力和温度相关;扩散散失量则主要受岩石扩散系数、输导层分布面积、浓度梯度和扩散时间等的影响。准确估算天然气在二次运移中的各种损失量,对于气藏评价具有实际意义。建立了上述三种运移损失量的计算方法,并以松辽盆地昌德气田为实例,对其源岩游离相排气量及三种运移损失量进行了计算,结果表明,本文所建立的计算方法是可行的。 相似文献
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为了研究甲烷在颗粒煤中扩散、吸附至平衡过程的扩散特性,基于颗粒煤吸附甲烷幂函数扩散模型,利用磁悬浮天平高压等温吸附仪,测定不同压力下颗粒煤甲烷吸附过程中扩散量随时间变化值,研究颗粒煤甲烷吸附达到平衡前的扩散特征。实验结果表明:平衡压力对颗粒煤甲烷吸附和扩散特性影响显著;吸附量和平均扩散系数随着压力增大而增大;颗粒煤甲烷吸附过程扩散系数随时间呈幂函数衰减,前500 s衰减幅度较大,平均扩散系数与时间呈负相关关系。研究认为颗粒煤吸附甲烷幂函数扩散模型对于描述颗粒煤甲烷吸附扩散过程具有较高准确性,有助于分析煤层气排采过程煤层气吸附量的动态变化,提高煤层气采收率。 相似文献
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Pb、Sr和REE在矿物中的扩散补偿关系及其对扩散系数的预测 总被引：4，自引：2，他引：4
对现有实验扩散数据的检查发现，不仅Pb、Sr和REE元素在不同矿物中存在着扩散补偿关系，不同元素在同一矿物或同族矿物中也满足扩散补偿关系。阴离子孔隙度作为矿物内部离子堆积密度的一种量度，它与Pb和REE扩散活化能之间存在负的线性相关性，在固定温度下与Sr扩散系数（lnDT)之间呈正的线性相关，因而可以用于预测元素在矿物中的扩散系数。本文分别采用离子孔隙度法和双补偿法预测了Pb、Sr和REE在不同矿物中的扩散系数，这些结果与已有的实验数据在实验误差范围内是一致的，因此可以应用到与扩散有关的地球化学动力学研究中。 相似文献
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结晶岩石分子扩散系数是影响岩石内部物质运移的重要水文地质参数。由于结晶岩石结构致密,渗透性差,以通常的松散岩石分子扩散系数测试方法无法测得该参数。为此,本文提出薄片渗透测试方法,能够有效地观测出结晶岩石分子扩散现象,计算出分子扩散系数。实验证明,这是结晶岩石分子扩散系数测定的有效方法。 相似文献
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煤层气多煤层扩散逸失地质历史模型及数值模拟 总被引：5，自引：0，他引：5
通过建模分析和实际模拟，研究了多煤层条件下煤层气在成藏史中扩散逸失的地质历史。提出了将煤系中多煤层按照上下边界煤层、主煤层和中间煤层进行合并的煤层气扩散逸失体系简化原则。给出了煤层合并后根据岩性变化和组合特征对扩散系数的校正公式。讨论了将相邻煤层作为内部煤层边界的边界条件设置方法。探讨了模拟煤系上、下部存在烃源岩或其他煤系时顶底边界条件的设置方法。在此基础上，建立了多煤层煤层气扩散逸失的地质模型和数学模型，进而就沁水盆地进行了实例研究。 相似文献