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基于分子动力学方法的致密砂岩储层CO_(2)驱油研究进展
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作者 余涛 李琦 +2 位作者 谭永胜 陈博文 胡海翔 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期146-159,共14页
随着致密砂岩储层CO_(2)-EOR项目的不断增加,亟需对CO_(2)与致密砂岩储层流体在孔隙介质中的相互作用机理进行研究,但室内实验难以观察到CO_(2)与流体在孔隙通道中的动态过程,而分子动力学模拟则可以弥补传统实验和数值方法的不足。为此... 随着致密砂岩储层CO_(2)-EOR项目的不断增加,亟需对CO_(2)与致密砂岩储层流体在孔隙介质中的相互作用机理进行研究,但室内实验难以观察到CO_(2)与流体在孔隙通道中的动态过程,而分子动力学模拟则可以弥补传统实验和数值方法的不足。为此,围绕该方法在CO_(2)-EOR研究中的2大重点——界面行为与受限空间运移行为,对包括萃取、溶胀、降黏、降低界面张力、最小混相压力、润湿性等6个方面界面行为的相关研究成果进行了系统梳理,结合前人对CO_(2)与致密砂岩储层流体在受限空间中运移行为的研究成果,提出了分子动力学在致密砂岩储层CO_(2)-EOR研究中的关键科学问题。研究结果表明:①分子动力学能够很好地将CO_(2)萃取原油中—轻烃组分的过程进行可视化,建议根据原油实际组分构成分析CO_(2)的萃取能力,从而弄清CO_(2)萃取原油中各组分的优先顺序及效率;②有关CO_(2)分子对原油溶胀降黏作用的研究,大多数成果中的原油组分体系较为单一,建议根据实际储层的原油组分,系统探讨高温高压条件下CO_(2)的溶胀降黏作用;③对于CO_(2)与油水两相之间界面张力的研究更多是在体相中进行展开,而在纳米受限空间界面行为的研究还有待完善;④有关地层水在孔隙壁面的润湿性研究,对不同因素之间的协同效应影响润湿性的机理尚不明确。结论认为,随着量子力学研究的不断深入以及计算性能的日益强大,该方法可以在更大尺度上进行复杂体系的计算,以其为基础的油藏、页岩油气藏CO_(2)-EOR机理等研究将会取得较大的突破。 展开更多
关键词 分子动力学 CO_(2)驱油 致密砂岩储层 溶胀降黏 界面张力 最小混相压力 界面行为 受限空间流动
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天然气水合物开采的土力学问题:现状与挑战 被引量：25
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作者 韦昌富 颜荣涛 +4 位作者 田慧会 周家作 李文涛 马田田 陈盼 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期116-132,共17页
有效确定含天然气水合物(以下简称水合物)沉积物的工程力学特性并厘清其随水合物分解过程的变化规律,是实现水合物安全、高效开采的前提和保证。为此,围绕水合物开采过程所涉及的关键土力学问题,从物理力学特性的关键测试技术、沉积物... 有效确定含天然气水合物(以下简称水合物)沉积物的工程力学特性并厘清其随水合物分解过程的变化规律,是实现水合物安全、高效开采的前提和保证。为此,围绕水合物开采过程所涉及的关键土力学问题,从物理力学特性的关键测试技术、沉积物的力学特性、含水合物沉积物的物理力学模型、水合物开采过程土力学多场耦合数值模拟等方面,分析和评述了国内外最新相关研究现状、存在的缺陷与不足,进而探讨了上述研究方向未来的发展趋势。结论认为,尽管经过20多年来的发展,有关水合物开采的理论、方法和技术均取得了显著的进展,但从岩土力学的角度来看,目前仍然面临着以下挑战:①大尺度含水合物沉积物试样的人工制备;②含水合物沉积物微细观组构的精细探测与定量表征;③组构变化对含水合物沉积物力学特性的影响机理与规律;④开采扰动下,流沙发生的条件及对储层稳定性的影响机制;⑤开采扰动下,多相多组分含水合物储层的多过程耦合问题;⑥水合物分解/生成条件下,含水合物沉积物的本构响应;⑦有关水合物开采过程数学模型的适定性问题;⑧高效稳定的水合物开采过程数值模型的全耦合解法。 展开更多
关键词 天然气水合物 沉积物 土力学 力学特性 发展趋势 测试技术 理论模型 数值模拟
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天然气水合物水平井降压开采多相渗流—传热—力学耦合数值模拟:方法和南海场地应用 被引量：5
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作者 赵小龙 王增林 +7 位作者 赵益忠 左家强 李鹏 梁伟 王冰 陈雪 雷宏武 金光荣 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期138-149,共12页
为安全高效开采天然气水合物,研究开采过程中水合物储层的稳定性至关重要,THM耦合数值模拟能清晰认识水平井开采水合物过程中的力学响应规律,但由于模型常被简化为垂直于生产井的剖面来进行模拟,对真实地层变形空间的演化特征刻画不足... 为安全高效开采天然气水合物,研究开采过程中水合物储层的稳定性至关重要,THM耦合数值模拟能清晰认识水平井开采水合物过程中的力学响应规律,但由于模型常被简化为垂直于生产井的剖面来进行模拟,对真实地层变形空间的演化特征刻画不足。为此,基于水合物开采程序TOUGH+HYDRATE,引入对FLAC力学程序的交互接口,构建了适用于水平井大规模开采的多相渗流—传热—力学(THM)耦合模拟程序,并基于我国第二次水合物试采场地资料,在以水平井试采实际产气量约束THM耦合模型的基础上,研究了水平井中长期开发条件下的气水产出与地层变形规律。研究结果表明:(1)在7 MPa生产压力、300 m井长条件下,水平井开采1年的产气量可达1190×10^(4)m^(3),压降在游离气层中的影响范围较大,产气来源于游离气层和水合物层,水合物分解范围不大;(2)预测试采60天时的海底沉降约为0.16 m,开采1年后可达0.52 m。结论认为:(1)水平井开采水合物会引起较大范围的海底沉降,海底面呈线性持续下沉,空间上的沉降呈椭圆形分布;(2)水平井及其上方的变形(垂向位移)最大,是最易发生地层破坏的位置;(3)建议后期结合海底地形、峡谷展布、矿体空间厚度不均等特征,研究中长期开采下的海底变形和滑坡风险。 展开更多
关键词 天然气水合物 南海神狐海域 渗流—传热—力学多场耦合 降压开采 数值模拟 水平井 地层稳定性 第二次试采
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