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气润湿性岩石吸附甲烷的实验和量子化学研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 18:23:55
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气润湿性岩石吸附甲烷的实验和量子化学研究【摘要】:为解决凝析气藏开采中反凝析液堵塞损害和低渗、特低渗储层液相圈闭损害,气润湿方法近年来成为研究热点,然而岩石的润湿性改变后,其表面对

【摘要】:为解决凝析气藏开采中反凝析液堵塞损害和低渗、特低渗储层液相圈闭损害,气润湿方法近年来成为研究热点,然而岩石的润湿性改变后,其表面对CH4的吸附能力变化不容忽视。为此,对气润湿反转前后固体对CH4的吸附能力变化进行了实验和量子化学研究。采用AST系列煤层气吸附/解吸实验装置对气润湿反转前后石英砂对CH4的吸附能力进行测试,并依据所提出的液润湿和气润湿岩石表面原子簇模型,利用量子化学从头计算法(HF-3-21G)计算了2种润湿性表面与CH4分子的相互作用关系,包括吸附势阱和吸附距离。在同等平衡压力条件下,气润湿石英砂对CH4的吸附量约比液润湿石英砂低1个数量级;量子化学研究结果表明,气润湿反转后的固体表面对CH4分子的吸附能力减弱,吸附距离增加约1 nm,CH4分子在液润湿岩石和气润湿岩石表面均为单分子层物理吸附。 【作者单位】: 油气资源与探测国家重点实验室中国石油大学;石油工程教育部重点实验室中国石油大学;重质油国家重点实验室中国石油大学;
【关键词】气润湿性 固体表面 吸附 CH 量子化学 从头计算法 吸附势阱
【基金】:国家自然科学杰出青年科学基金项目“多孔介质油气藏气润湿性基础理论研究”(50925414) 国家高技术研究发展计划(“863”计划)“致密砂岩气高效钻井技术研究”(2013AA064803) 国家自然科学基金面上项目“复杂地质条件下,提高井壁稳定性新方法研究”(51074173)
【分类号】:TE372
【正文快照】: 引言2000年气润湿性名词被首次提出后[1],针对利用气润湿方法解决凝析气藏开采过程中的反凝析液堵塞和低渗特低渗储层高毛管力造成的液相圈闭等损害成为研究热点[2-4]。岩石润湿性的改变不仅会影响液体在孔隙中的位置和分布,其表面与CH4的相互作用也不容忽视,气润湿性岩石表面

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