水溶解煤层气的特征及规律试验研究

为了弄清煤层气贮层中地下水溶解煤层气的特征与规律。利用试验方法，在实验室条件下分别研究了温度和压力对水溶解煤层气特征的影响，并以采集到的阜新矿务局王营矿地下水和煤层气样品为例，研究了煤层气在水中溶解度的变化规律。得出了水对甲烷的溶解度与温度成负相关关系．与压力成正相关关系的结论，总结了王营矿水溶气的特点。测试结果表明，王营矿区煤层气在水中的溶解度与一般的水溶气的规律是一致的。     

新的煤层气藏物质平衡方程及其储量计算方法

在煤层气藏开采过程中,当水排出煤体并伴随压力下降时,吸附气解吸以及溶解态水溶气析出,造成游离气空间体积变大。目前国内外学者在推导煤层气藏物质平衡方程过程中只考虑吸附气、游离气,但都忽略水中溶解气的影响。为此,在考虑水中溶解气的前提下,从物质体积守恒原理出发,系统全面地推导出煤层气藏物质平衡方程。通过实例分析验证了该方程的适用性和可靠性,同时认识到水溶气对计算天然气储量有一定的贡献。     

钙芒硝岩盐水溶特性的实验研究

在常温和30℃时，对其在水中的溶解特性进行了研究，发现在室温静溶时试件很快破碎，溶液浓度上升比较快，在30℃水中不易破碎，原因在于CaSO4在水中溶解度小，温度升高其溶解度反而降低，溶解出来的CaSO4容易附着在矿物表面，阻止矿物的溶解。同时得出钙芒硝在水中溶解特性曲线以及溶解速率和溶解速度方程，以此来指导钙芒硝岩盐矿和其他呵溶性矿物的水溶开采。     

高温高压条件下甲烷和二氧化碳溶解度试验

根据不同温度和压力条件下测得的甲烷和二氧化碳两种气体在碳酸氢钠型水中的溶解度数据,对两种气体的溶解度与温度、压力及地层水矿化度之间的关系进行研究。结果表明:在地层水中的溶解机制不同,导致两种气体的溶解度值随温度、压力条件的变化具有不同的演变特征;综合前人低温(小于90℃)测试的溶解度数据,可将甲烷溶解度与温度之间的演变关系划分为缓慢递减(0~80℃)、快速递增(80~150℃)和缓慢递增(大于150℃)3个阶段;二氧化碳溶解度随温度的升高而逐渐降低,随压力升高而逐渐增大,其溶解与析离能力受压力影响更为明显;实际地层中,两种气体间溶解度的差异演变影响了天然气的空间分布。     

莺歌海盆地水溶相天然气析出成藏特征

通过莺歌海盆地的烃源岩、温压特征及底辟活动规律研究,对水溶气出溶成藏的条件进行分析,并根据天然气的地球化学和同位素特征,研究水溶气出溶成藏的证据。结果表明:莺歌海盆地烃源岩气源供给充足,中浅层和深层天然气溶解度差异大,底辟构造周期性开启提供了流体向上运移的通道,具备水溶气运移出溶成藏的理想条件;在中浅层1.5~2.0 km深度范围内,天然气干燥系数较大、异构烷烃与正构烷烃含量比值大、甲烷碳同位素组成偏重、芳烃富集,表明水溶气出溶成藏是中浅层气藏形成的重要机制之一;在底辟活动期间,深层溶解大量天然气的水沿着底辟形成的断裂运移至中浅层,由于温压大幅度降低,天然气从水中释放,进入到底辟上部或附近的圈闭中形成气藏。     

煤层气分子成泡的微观过程研究

运用化学理论对煤层气分子(主要成分为甲烷)在地层水的溶解和成泡过程进行了描述,对成泡过程的受力与做功进行分析,并结合生产实际讨论了温度、生产压差、地层水矿化度、压力降和孔隙介质的大小对甲烷分子成泡规律的影响.研究表明:甲烷分子在水中成泡包括甲烷分子在水中的溶解、局部聚集成核、成泡与气泡的破裂和气泡的生长与稳定4个过程.上覆压力越小,开发的压力降越大越有利于甲烷分子脱附后形成稳定的气泡;在煤层气开发初期,甲烷以扩散方式运移,低温和低矿化度有利于气泡的生成.     

褐煤储层含气量计算

因我国褐煤中煤层气赋存特征认知程度较低,影响了较低煤级煤层气的开发,褐煤中含气量的研究显得尤为关键。基于此,文中对采自内蒙古海拉尔盆地4个褐煤H1,H2,H3,H4样品进行煤岩煤质分析,25℃平衡水等温吸附实验。计算埋深在400～2 000 m吸附气含量;模拟在储层温度、压力、矿化度、密度条件进行甲烷溶解度的测定结果表明甲烷溶解度随压力、温度的同时增加而增大(低于80℃),基于实验结果,计算了不同埋深(温度、压力)下褐煤储层的水溶气含量;测定4个褐煤样品孔隙度,根据马略特定律计算游离气含量。由吸附气、水溶气及游离气含量计算褐煤含气量。结果表明,埋深小于1 000 m的褐煤含气量随埋深增加而增大;埋深大于1 000m随埋深增加而减少。H1含气量较低,H2,H3,H4含气量较高,400～2 000 m埋深的褐煤含气量介于2.57～6.99 m3/t之间,且均随埋深增加而增大。含气量中吸附气、水溶气、游离气含量比例分别为78.7%,9.3%,12.0%.     

水溶气—四川盆地新的天然气资源

水溶气是一种非常规天然气,国内尚未开展研究。本文首次提出了水溶气藏的分类,井阐述了形响天然气在地层水中溶解度的因素,水溶气藏的地质和开发特点。最后对四川某些地区的水溶气资源进行了估算,初步提出了勘探有利地区。     

固体溶解能力探析

利用热力学原理分析了固体单质在液体中溶解形成理想溶液的热力学特征.结果表明:其溶解度的大小、溶解度与温度的关系、溶解度与压力的关系,只与固体溶质的性质有关.     

惰性气体含量对深层地下水形成温度的踪意义分析

惰性气体在地下水中的溶解量主要取决于水温和气体分压,而且溶解度在常见的水温范围内是水温的单调函数,因此,当深层地下水系统处于封闭状态,系统中不存在蜕变成因或变质成因的惰性气体源时,可将溶解的惰性气体作为批示地下水形成温度的天然示踪剂。     

惰性气体含量对深层地下水形成温度的示踪意义分析

惰性气体在地下水中的溶解量主要取决于水温和气体分压 ,而且溶解度在常见的水温范围内是水温的单调函数 .因此 ,当深层地下水系统处于封闭状态 ,系统中不存在蜕变成因或变质成因的惰性气体源时 ,可将溶解的惰性气体作为指示地下水形成温度的天然示踪剂 .     

煤层气解吸扩散渗流模型研究进展

对煤储层基质孔隙分类、煤储层中气水变化特征、基质孔隙中甲烷的动力学行为、煤层气解吸模型、扩散模型、渗流模型和产气模型进行了综述和评论．认为煤层气生产过程吸附气变为解吸气．少量的解吸气溶解并在储层孔隙水中扩散．大量的解吸气聚集成泡和成柱并在煤基质孔隙中的非达西渗流、自由气从煤基质孔隙至割理．裂隙系统的窜流、自由气从煤基质孔隙至井筒的非达西渗流（仅限低煤阶）、及自由气从割理．裂隙系统至井筒的达西渗流过程．可为煤层气开发提供理论依据,为煤层气数值模拟提供理论基础,对煤层气产气规律的认识具有指导意义．     

银杏酸C15:1在水中溶解度的测定及关联

采用荧光光度法,通过固-液平衡装置测定了从288.15 K到313.15 K温度下银杏酸C15:1在水中的溶解度,并分别应用Apelblat模型及理想溶液模型对试验数据进行了关联,总平均相对误差分别为4.50%和2.44%.结果表明:银杏酸C15:1在水中的溶解度随温度的升高而增大,溶解度的理想溶液模型和Apelblat模型在文中的研究温度和溶解度范围内是适用的,而Apelblat模型的模拟结果要优于理想溶液模型的模拟结果,其溶解度关联值与试验值比较吻合.通过van't Hoff方程计算出银杏酸C15:1在水中的溶解焓和溶解熵均为正值,表明银杏酸C15:1在水中的溶解过程为吸热过程.     

阜新盆地王营-刘家煤层气藏成藏机理

王营-刘家煤层气藏是阜新盆地最具开发前景的两个煤层气藏.从成藏条件(包括煤层空间展布、资源丰度、储层特征、封闭条件)和成藏过程(煤层气的形成和地下水动力学特征)两个方面对其成藏机理进行了系统探讨.提出:(1)王营-刘家煤层气藏主要以多煤层、巨厚煤层为特征.煤层气含量在6～10 m3/t左右,资源丰度巨大;(2)这两个煤层气藏形成于古近纪,新近纪至今为调整改造阶段,二者的边界为平安F2断层;(3)早白垩世末期主煤层就已经成熟并开始生烃(R0=0.5%～0.8%).次生热成因、次生生物成因气并存.喜山期的岩浆活动造成煤的接触变质并发生二次生烃,但影响有限;(4)该煤层气藏形成后的调整与改造都利于煤的储气能力增加;(5)岩墙的存在沟通了所有含水层和煤层,从而造成多煤层统一成藏.图5,参12.     

DL-蛋氨酸不同晶型在水中溶解度的研究

用硫酸和氢氧化钠作为调节剂,并采用间接碘量法分析测量了不同温度、不同pH下α和γ型蛋氨酸(DLMet)固体在水中的溶解平衡数据,在分析其离子化溶解机理的基础上建立溶解平衡模型,描述预测其溶解特性.实验结果研究表明:离子化平衡模型可准确地描述蛋氨酸在水中溶解情况和离子化程度,即随pH的增大,两种晶型的DLMet在水中的溶解度先减小后增大,极值点为等电点;温度升高使得两种晶型的DL-Met在水中溶解增加,且溶解度差值缩小.     

根据惰性气体含量计算深层地下水的形成温度

惰性气体在地下水中的溶解量主要取决于水温和气体分压.而且溶解度在常见的水温范围内是水温的单调函数.因此,当深层地下水系统处于封闭状态,系统中不存在蜕变成因的惰性气体源时,可将溶解的惰性气体作为指示地下水形成温度的天然示踪剂.     

压力衰减法测定CO2在固态聚对苯二甲酸乙二醇酯中的溶解度

利用压力衰减法测定了CO2在固态聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的溶解度。通过差示扫描量热仪(DSC)研究了经CO2溶解后固态PET结晶度的变化并计算了CO2在固态PET非晶区中的溶解度。结果表明:同一温度下CO2的溶解度随着压力的升高逐渐增加,且在低压下(约<8 MPa)溶解度和压力几乎成线性关系,符合亨利定律。而在同一压力下,温度对溶解度的影响不是很大,低压时不同温度下的溶解度几乎相同,高压下温度越高溶解度反而越小。采用Sanchez-Lacombe状态方程关联预测了373.15 K3、98.15 K和423.15 K下的CO2在固态PET非晶区中的溶解度数据,最大关联误差为6.69%。     

钙芒硝盐岩溶蚀的角度效应

为更深入的了解钙芒硝盐岩的溶解特性,促进水溶开采钙芒硝矿和盐穴储气库建造中钙芒硝夹层溶蚀的研究,对钙芒硝盐样以不同倾角在35℃恒温水中进行溶解速率和速度的实验。结果表明:钙芒硝在35℃恒温水中溶解速率和速度具有角度效应;倾角从90°~-90°变化时,溶解速率和速度越来越大,水溶采矿技术开采钙芒硝时应采用有利于上溶和侧溶,自下而上的开采技术;运用MATLAB对数据进行拟合,得出不同溶解角度下钙芒硝溶解速率和速度随时间变化规律的表达式,对水溶开采钙芒硝的相关研究和盐穴储气库夹层的溶蚀具有一定的指导和参考价值。     

多场耦合作用下煤层气的渗流特性与数值模拟

根据实验研究煤样在轴向应力、围压、气压、温度单一因素作用下的渗流规律.利用Ansys12.0数值模拟了单场与多场耦合作用下煤层气的渗流规律,煤体的变形、孔隙压力、渗流场的分布规律.数值模拟得出:单场作用下煤层气在煤体中的渗流规律实验与数值模拟结果基本相同;多场耦合作用下煤的渗透率与平均有效应力曲线呈负指数关系;对试件变形的影响应力场大于渗流场,轴向应力对试件的变形大于围压;围压对渗流场的影响大于轴向应力,轴向应力对孔隙压力的影响大于围压,多场作用下孔隙压力大于单场作用.多场作用下数值模拟的结果与实验研究是一致的,因此研究煤层气的渗流规律必须考虑气-固-热的同时作用.     

异丁烯在水-叔丁醇混合溶剂中的溶解度

将叔丁醇加入水中可增加异丁烯气体在水相中的溶解度,提高异丁烯水合反应速率．在压力0．60～0．74 MPa、温度335．15～358．15K、叔丁醇浓度0～2．0kmol/m~3条件下测定了异丁烯在叔丁醇水溶液中的溶解度．结果表明,叔丁醇能增加异丁烯在水中的溶解度,溶解度随温度的升高而降低．依据溶解度与温度及叔丁醇摩尔浓度的实验数据拟合得到异丁烯溶解度的关系式,并讨论了异丁烯在叔丁醇水溶液中溶解的标准偏摩尔焓及偏摩尔熵．