气藏多孔介质中组分吸附等温线的建立

根据吸附位势（位能）理论，利用Dubinin吸附势的定义，对于同一种类型的吠附剂（多孔介质），对不同吸附质在不同温度条件下测得的吸附实验数据，将其吸附量和吸附势相关联，拟合得到相应的回归方程。并利用拟合得到的回归方程，针对某个气藏（Case2)，在确定的平均气层岩心参数的条件下，建立该气藏在给定气层温度下所有组分的吸附等温线。此项研究工作将为开展多孔介质中吸附作用的各种研究（如吸附平衡相态模拟和油气藏数值模拟研究等）提供重要的基础数据和研究方法。     

气藏多孔介质中组分吸附等温线的建立

根据吸附位势(位能)理论. 利用Dubinin吸附势的定义。对于同一种类型的吸附剂(多孔介质),对不同吸附质在不同温度条件下测得的吸附实验数据.将其吸附量和吸附势相关联_拟合得到相应的回归方程。并利 用拟合得到的回归方程,针对某个气藏(Case2).在确定的平均气层岩心参数的条件下,建立该气藏在给定气层温度下所有组分的吸附等温线。此项研究工作将为开展多孔介质中吸附作用的各种研究(如吸附平衡相态模拟和油气藏数值模拟研究等)提供重要的基础数据和研究方法,     

吸附测试数据的处理与应用

根据吸附位势(位能)理论，利用Dubinin吸附势定义，对于同一种类型的吸附剂(多孔介质)，对不同吸附质在不同温度条件下测得吸附实验数据，将吸附量和吸附势相关联，拟舍得到相应的回归方程。并利用拟舍得到的回归方程，针对某个气藏(Case2)，在确定的平均气层岩心参数条件下，生成该气藏在给定气层温度下所有组分的吸附等温线。此项研究工作为开展考虑多孔介质中吸附现象作用的各种研究(如吸附平衡相态模拟和油气藏数值模拟研究等)提供了重要的基础数据和研究方法。     

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文章在提出多孔介质中气相、液相与吸附相的三相相平衡假设条件之后,应用空穴溶液气体吸附FHVSM模型建立了气相、液相与吸附相之间的三相相平衡计算热力学模型。并针对某个气藏Case 2,在确定的平均气层岩心参数的条件下,生成该气藏在给定气层温度下所有组分的吸附等温线;在等容衰竭实验模拟计算中,分别研究了有多孔介质和无多孔介质、考虑毛细管压力和不考虑毛细管压力、以及考虑吸附作用和不考虑吸附作用时,地层流体高压物性参数的变化和差异,并由此得出相应的研究结论。     

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气藏烃类流体储存于地下的多孔介质中，部分烃类气体会吸附在多孔介质固体表面，从而会应影响气藏储量计算、气井产能计算、气藏开发动态分析等气藏工程计算的准确性。文章分析、研究了烃类气体在储层多孔介质表面上的吸附机理，应用F—HVSM模型，通过实例计算，得到了烃类气体混合物在储层多孔介质表面的吸附情况。研究表明：烃类气体混合物在储层孔隙介质中的吸附量随温度的升高而减少，随压力的升高而增大；在同一孔隙介质中，当温度、压力相同时，重组分含量相对较高的烃类气体体系，其吸附量相应较大；对同一烃类气体体系而言，在相同的温度、压力下，孔隙介质渗透率越低，比表面越大，其吸附量也越大；烃类气体混合物在中、低渗储层多孔介质表面的吸附量的数量级为10-2mol/kg。     

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凝析油气相平衡过程发生在地层的多孔介质中。多孔介质由于其巨大的比面积而具有较强的吸附能力，流体因而以吸附态和自由态两种状态存在。在常规相平衡分析的基础上，应用气体吸附理论，建立了地层条件下混合气体在储层多孔介质表面吸附时对相平衡影响的数学模型，提出了考虑多孔介质吸附的相平衡计算方法，并通过实例计算分析了多孔介质吸附对相平衡的影响，结论：凝析油气渗流应考虑多孔介质的吸附作用；重烃组分优先吸附，随压力降低解吸的重烃组分比轻烃组分多；吸附量随温度增高而降低；气藏孔隙度愈低，吸附态气体相对愈多。     

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由于气藏储层孔除介质中贮存的天然气几乎都是多组分的，因此，气藏储层孔隙介质中的气体吸附问题只能用多组分模型才能最终得到解决。章在对化工领域中应用得最为广泛的10个多孔介质多组分气体吸附理论模型进行再研究的基础上，利用拟合得到的单组分模型参数值，以及相应的储层孔隙介质多组分气体等温吸附实验数据对这些模型进行了储层孔隙介质气体吸附适用性研究。结果表明：①当气体组分数目较少，可以利用Wilson VSM模型对储层孔隙介质混合气吸附进行关联，若考虑到计算的简便，则DSL模型是最佳选择；②当气体组分数目较多，用FHVSM模型计算所得的吸附数据和储层孔隙介质中的偏差最小；③由于气蒸气体组分的数目都大于3个，因此将FHVSM模型运用于实际气藏吸附计算时将获得比其它模型更好的效果。     

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目前在气藏工程中广泛应用的露点实验和计算方法都没有考虑多孔介的影响，得到的露点力值与真实值产生偏差。文章应用气体吸附理论，建立了地层条件下混合气体在油气储集层多孔介质表面吸附时对露点影响的数学模型，提出了考虑吸附的露点压力计算方法和计算实例。     

多孔介质中气-液-吸附三相相平衡计算

在提出多孔介质中气相、液相与吸附相的三相相平衡假设条件之后，应用空穴溶液气体吸附FHVSM模型建立了气相、液相与吸附相之间的三相相平衡计算热力学模型。在等容衰竭试验模拟计算中，分别研究了有多孔介质和无多孔介质、考虑毛细管压力和不考虑毛细管压力、以及考虑吸附现象作用和不考虑吸附现象作用时，地层流体高压物性参数的变化和差异，并得出研究结论。在对研究所得结论的合理性进行解释之后，给出了一个指导制定凝析气藏开发方式的重要技术性要点。     

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地下多孔介质因具有较大的比面积而对凝析油气流体具有较强的吸附能力，多孔介质对凝析油气藏中流体的渗流具有不可忽略的影响，文章根据天然裂缝性凝析气藏渗流特点，首次将多孔介质吸附影响项直接纳入渗流微分方程中，并建立了考虑多孔介质吸附影响的天然裂缝凝析气藏试井分析模型。利用拉普拉氏变换得出了模型的解，绘制了试井分析理论曲线，分析了理论曲线的特征，给出了试井分析步骤，并进行了实例分析。结果表明：多孔介质吸附对试井解释结果具有较大影响，考虑多孔介质吸附影响下的试井分析所得地层有效渗透率低不考虑吸附影响时的情况，但视表皮因子则相反；考虑多孔介质吸附影响时的窜流系数低于不考虑吸附影响时的结果，弹性储容比则相反。在进行实际试井分析时有必要考虑多孔介质吸附的影响。     

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在油气藏渗流过程中，油相、气相和吸附相内各烃类组分将会发生相间传质现象，油、气的相态也会随之发生转变；对于这类流体在孔隙介质中渗流的力学特性和各种物理化学问题，可以归结为求解三维四相多组分数学模型。文章在提出考虑“吸附现象作用”的多组分模型假设条件之后，建立了相应的三维四相（油相、气相、水相和吸附相）多组分数学模型。为了完成油相、气相和吸附相的相平衡计算，建立了考虑“吸附现象作用”、适合于地下油气藏烃类体系的三相（气相、液相和吸附相）相平衡热力学模型，这为研究和确定低渗透凝析气藏和煤层气藏的开采动态提供了重要的理论基础。     

三维四相多组分数学模型和数值模型的建立

提出考虑“吸附现象作用”的多组分模型假设条件之后，建立了相应的三维四相（油相、气相、水相和吸附相）多组分数学模型。为了完成油相、气相和吸附相的相平衡计算，建立了考虑“吸附现象作用”，适合于地下油气藏烃类体系的三相（气相、液相和吸附相）相平衡热力学模型，运用计算机求解时，利用有限差分析方法，按顺序求解法建立相应的隐式压力，显示组成及饱和度的数值模型，为研究和确定低渗凝析气藏和煤层气藏的开采动态，研制和完善相应的数值模拟软件提供了重要的理论基础。     

N2、CO2和天然气在岩心孔隙内表面的吸附量的测定

利用高精度孔隙度测定仪和气相色谱分析仪,采用恒体积法,测定了室温(283~292K)、低压(0.167~0.3MPa)下N₂、CO₂和天然气在8个不同的岩心孔隙内表面的吸附量,对于天然气,还测定了吸附前后自由气体的摩尔组成,被吸附气体(吸附相)的摩尔组成和天然气各组分的相对吸附量。实验结果表明:用N₂测得的吸附气量在原始气中所占的比例为0.4%~4%不等, CO₂的为1%~5%不等,天然气的为3%~6%不等;吸附前后自由天然气的摩尔组成有显著的差异,表明岩心对天然气有明显的吸附;天然气各组分间存在竞争吸附,重质组分的相对吸附量大于轻质组分。     

多孔介质中凝析油气体系的定容衰竭相平衡计算

油气藏储层中的流体要受到毛细管压力、气相吸附、液相吸附、毛细凝聚、色谱分离等各种界面作用的影响 ,因此凝析油气体系在油气藏储层中的相态变化和在PVT筒中的相态变化有着很大的差别。文中建立了考虑气相吸附、液相吸附、毛细管压力影响的定容衰竭相平衡计算模型 ,以我国PH凝析气田为例 ,进行了考虑多孔介质界面现象影响的定容衰竭模拟计算 ,论证了气相吸附、液相吸附、毛细管压力对定容衰竭相平衡计算结果的影响程度 ,并将计算结果与不考虑多孔介质界面现象影响的计算结果作了对比和分析 ,结果表明 ,多孔介质界面现象对凝析油气体系定容衰竭相平衡的影响较为显著     

空穴溶液模型在气体吸附平衡中的应用

在提出多孔介质中自由气相与吸附相的二相相平衡计算假设条件之后，应用空穴溶液气体吸附FHVSM模型建立了吸附相与自由气相之间的两相相平衡计算模型，针对一个二元气体混合物吸附平衡例子，在完成其纯组分吸附等温线的参数回归计算之后，完成了气体混合物吸附平衡模拟计算。研究结果表明，空穴溶液气体吸附FHVSM模型能用于描述气体混合物吸附平衡。