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物探与化探  2020, Vol. 44 Issue (6): 1441-1445    DOI: 10.11720/wtyht.2020.0222
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深层天然气扩散系数模拟实验装置的研制
卢丽, 王国建, 朱怀平, 王光华, 蒋涛
中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所,江苏 无锡 214126
The development of an experimental measuring apparatus for simulating the diffusion coefficient of naturalgas in depth
LU Li, WANG Guo-Jian, ZHU Huai-Ping, WANG Guang-Hua, JIANG Tao
Wuxi Research Institute of Petroleum Geology, Research Institute of Petroleum Exploration and Production, SINOPEC, Wuxi 214126, China
全文: PDF(861 KB)   HTML
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摘要 

为了更准确地测定烃类气体在岩石中的扩散系数,为评价天然气藏的散失与保存评价提供参数,研制了深层天然气扩散系数模拟实验装置。文章介绍了装置的硬件结构、技术参数、实验流程等,以寒武系牛蹄塘组页岩、二叠系茅口组致密灰岩等样品为例,进行高温、高压条件下岩石的扩散系数模拟实验,计算了它们的扩散系数。研究结果表明,该深层天然气扩散系数模拟实验装置测试数据可靠,为研究深层天然气保存条件评价提供了技术手段。

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卢丽
王国建
朱怀平
王光华
蒋涛
关键词 深层天然气扩散系数模拟实验装置    
Abstract

In order to measure the diffusion coefficient of hydrocarbon gases in rocks more accurately and provide parameters for the evaluation of the loss and preservation of natural gas accumulations, the authors developed an experiment apparatus to simulate the diffusivity of natural gas in depth.The hardware structure, technical parameters of the apparatus and the experimental flow for simulating the deep natural gas diffusion coefficient were described. Taking the shale of Cambrian Niutitang formation and the dense limestone of Permian Maokou formation as examples, the authors simulated the natural gas diffusion in rocks under high temperature and high pressure, and calculated their diffusion coefficients. The results show that the test data of the deep natural gas diffusion coefficient are reliable by using the apparatus, which provides a technical means for the evaluation of deep gas preservation conditions.

Key wordsdeep natural gas    diffusion coefficient    simulation experiment device
收稿日期: 2020-04-26      出版日期: 2020-12-29
ZTFLH:  P632  
基金资助:国家重点研发计划项目“超深层及中新元古界盖层封闭性与油气保存机理”(2017YFC0603105);国家自然科学基金项目“近地表轻烃来源判识模型及其油气勘探应用基础研究”(41872126)
作者简介: 卢丽(1978-),女,本科,高级工程师,主要从事油气地球化学分析测试及研究工作。
引用本文:   
卢丽, 王国建, 朱怀平, 王光华, 蒋涛. 深层天然气扩散系数模拟实验装置的研制[J]. 物探与化探, 2020, 44(6): 1441-1445.
LU Li, WANG Guo-Jian, ZHU Huai-Ping, WANG Guang-Hua, JIANG Tao. The development of an experimental measuring apparatus for simulating the diffusion coefficient of naturalgas in depth. Geophysical and Geochemical Exploration, 2020, 44(6): 1441-1445.
链接本文:  
http://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2020.0222      或      http://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2020/V44/I6/1441
Fig.1  深层天然气扩散系数模拟实验装置示意
时间/h 72 120 168 240 288 336 408 456
含量/10-6 225 392 834 1284 1521 1795 1937 2147
Table 1  常温、55 MPa实验条件氮气扩散室气体甲烷含量变化
Fig.2  常温、55 MPa实验条件氮气扩散室气体甲烷含量变化
时间/h 24 48 72 96 168 192 216 240
含量/10-6 44.5 68.1 116 184 366 495 579 690
Table 2  2 MPa、110 ℃实验条件氮气扩散室气体甲烷含量变化
Fig.3  2 MPa、110 ℃实验条件氮气扩散室气体甲烷含量变化
时间/h 18 90 186 330 498 666 810 1266
含量/10-6 22.4 32.2 53.9 88.4 129 166 208 403
Table 3  50℃、10 MPa实验条件氮气扩散室气体甲烷含量变化
Fig.4  50 ℃、10 MPa实验条件氮气扩散室气体甲烷含量变化
岩性 孔隙度
/%
实验温度
/℃
气室压力
/MPa
扩散系数
/(cm2·s-1)
结晶灰岩 2.4 30 0.10 1.87×10-7
Table 4  塔里木灰岩样品扩散系数(30 ℃,0.01 MPa)[10]
岩性 孔隙度/% 深度/m 渗透率/mD
灰岩 2.4 1593.9 0.0003
Table 5  某灰岩样品孔隙度和渗透率
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