基于瞬态压力脉冲法的多孔介质渗流特性实验研究
发布时间：2021-06-02 17:50
天然气水合物以其储量大、分布广和能量密度高等特点,被认为是21世纪最为重要的一种潜在新型清洁能源,而水合物藏的渗透特性是判断商业开采可行性的重要参数。为了研究多孔介质中水合物对其渗透率的影响,调研了含水合物地层渗流特性实验研究进展,归纳总结了现有研究之不足;概述了瞬态压力脉冲法的基本原理及其应用现状,分析讨论了瞬态压力脉冲法应用于含水合物地层渗流特性实验研究的可行性,进而基于瞬态压力脉冲法的原理及求解方法,研制了一套适用于测量含水合物沉积物渗透率的实验装置,并基于时域反射技术建立了水合物饱和度测量系统。利用该实验装置成功完成时域反射探针标定实验、含不同饱和度二氧化碳水合物的模拟多孔介质渗透率测量实验以及南海沉积物渗透率测量实验。实验研究结果表明:（1）随着多孔介质中二氧化碳水合物饱和度的增加,模拟多孔介质渗透率呈指数衰减趋势下降;并将实验数据与渗透率模型进行对比,发现实验数据与平行毛细管模型中水合物占据毛细管中心模型最为相近,水合物在沉积物中的赋存状态以悬浮模式或接触模式为主。（2）瞬态压力脉冲法与恒流法的测量结果非常接近,相比于采用传统稳态法进行的渗透率测量实验,该方法具有更高的测量...
【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
含水合物沉积物渗透率测量实验装置
图 2-2 中沉积物夹持器 H 右侧为瞬态法渗透率测量部分。图 2-1 含水合物沉积物渗透率测量实验装置Fig2-1 Apparatus for measuring permeability of hydrate-bearing sediments
水合物生成、分解、渗透率测量等工作都在沉积物夹持器 H 中进行，沉积物夹持器 H 如图2-3 所示。沉积物夹持器 H 采用 304 不锈钢制作，耐压达 40 MPa。内部胶筒有效容积为282.74 cm3（规格为 60×100 mm，厚 5 mm），胶筒外部由高压平流泵 F3 通过注水进行围压加载。沉积物夹持器 H 出入口加装透水石，防止沉积物颗粒进入实验管道，对管阀造成影响。实验装置中所用管径为 Φ6 mm。沉积物夹持器 H 的控温由上海衡鼎气浴恒温箱 L 实现，最低温度可达-20℃、温度波动度为±0.1℃。高压平流泵 F1、F2、F3 由北京星达科技发展有限公司生产，最大工作压力可达 42 MPa，流量设置范围为0.01~10.00 ml/min。图 2-3 沉积物夹持器Fig2-3 Sediment holder饱和罐 C 采用 304 不锈钢制作
【参考文献】：
期刊论文
[1]含水合物地层渗流特性实验研究进展及瞬态压力脉冲法适用性分析[J]. 张宏源,刘乐乐,刘昌岭,孙建业,孟庆国,赵仕俊. 新能源进展. 2016(04)
[2]多孔介质中甲烷水合物聚散过程的交流阻抗谱响应特征[J]. 金学彬,陈强,邢兰昌,刘昌岭,郑金吾. 天然气工业. 2016(03)
[3]青藏高原昆仑山垭口盆地发现天然气水合物赋存的证据[J]. 吴青柏,蒋观利,张鹏,邓友生,杨玉忠,侯彦东,张宝贵. 科学通报. 2015(01)
[4]北山花岗岩渗透特性试验研究与细观力学分析[J]. 胡少华,陈益峰,周创兵. 岩石力学与工程学报. 2014(11)
[5]TOUGH+HYDRATE水合物模型参数敏感性分析[J]. 刘丽强,徐军,李雁,夏真,苏钰,苏洁. 海洋科学. 2014(06)
[6]沉积物孔隙空间天然气水合物微观分布观测[J]. 胡高伟,李承峰,业渝光,刘昌岭,张剑,刁少波. 地球物理学报. 2014(05)
[7]天然气水合物开采方法研究进展[J]. 张旭辉,鲁晓兵,刘乐乐. 地球物理学进展. 2014(02)
[8]基于致密岩心的渗透率测量模型的应用研究[J]. 高诚,胥蕊娜,薛华庆,姜培学. 工程热物理学报. 2013(09)
[9]致密储层渗透率测试的稳态与非稳态法对比研究[J]. 孙军昌,杨正明,郭和坤,肖前华,郝明祥,徐轩. 岩土力学. 2013(04)
[10]含天然气水合物多孔介质的渗透率实验[J]. 王顺华. 油气田地面工程. 2013(04)
硕士论文
[1]含水合物多孔介质渗流特性及水合物分解模拟研究[D]. 车雯.太原理工大学 2015
[2]冻土区天然气水合物实验装置数据采集与处理系统设计[D]. 马雪莉.中国石油大学(华东) 2014
[3]沉积物中水合物饱和度及其相应力学特性的实验研究[D]. 孙中明.中国石油大学（华东） 2013
[4]TDR探头设计及含水量和干密度的联合监测技术[D]. 陈伟.浙江大学 2011
本文编号：3210477
【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
含水合物沉积物渗透率测量实验装置
图 2-2 中沉积物夹持器 H 右侧为瞬态法渗透率测量部分。图 2-1 含水合物沉积物渗透率测量实验装置Fig2-1 Apparatus for measuring permeability of hydrate-bearing sediments
水合物生成、分解、渗透率测量等工作都在沉积物夹持器 H 中进行，沉积物夹持器 H 如图2-3 所示。沉积物夹持器 H 采用 304 不锈钢制作，耐压达 40 MPa。内部胶筒有效容积为282.74 cm3（规格为 60×100 mm，厚 5 mm），胶筒外部由高压平流泵 F3 通过注水进行围压加载。沉积物夹持器 H 出入口加装透水石，防止沉积物颗粒进入实验管道，对管阀造成影响。实验装置中所用管径为 Φ6 mm。沉积物夹持器 H 的控温由上海衡鼎气浴恒温箱 L 实现，最低温度可达-20℃、温度波动度为±0.1℃。高压平流泵 F1、F2、F3 由北京星达科技发展有限公司生产，最大工作压力可达 42 MPa，流量设置范围为0.01~10.00 ml/min。图 2-3 沉积物夹持器Fig2-3 Sediment holder饱和罐 C 采用 304 不锈钢制作
【参考文献】：
期刊论文
[1]含水合物地层渗流特性实验研究进展及瞬态压力脉冲法适用性分析[J]. 张宏源,刘乐乐,刘昌岭,孙建业,孟庆国,赵仕俊. 新能源进展. 2016(04)
[2]多孔介质中甲烷水合物聚散过程的交流阻抗谱响应特征[J]. 金学彬,陈强,邢兰昌,刘昌岭,郑金吾. 天然气工业. 2016(03)
[3]青藏高原昆仑山垭口盆地发现天然气水合物赋存的证据[J]. 吴青柏,蒋观利,张鹏,邓友生,杨玉忠,侯彦东,张宝贵. 科学通报. 2015(01)
[4]北山花岗岩渗透特性试验研究与细观力学分析[J]. 胡少华,陈益峰,周创兵. 岩石力学与工程学报. 2014(11)
[5]TOUGH+HYDRATE水合物模型参数敏感性分析[J]. 刘丽强,徐军,李雁,夏真,苏钰,苏洁. 海洋科学. 2014(06)
[6]沉积物孔隙空间天然气水合物微观分布观测[J]. 胡高伟,李承峰,业渝光,刘昌岭,张剑,刁少波. 地球物理学报. 2014(05)
[7]天然气水合物开采方法研究进展[J]. 张旭辉,鲁晓兵,刘乐乐. 地球物理学进展. 2014(02)
[8]基于致密岩心的渗透率测量模型的应用研究[J]. 高诚,胥蕊娜,薛华庆,姜培学. 工程热物理学报. 2013(09)
[9]致密储层渗透率测试的稳态与非稳态法对比研究[J]. 孙军昌,杨正明,郭和坤,肖前华,郝明祥,徐轩. 岩土力学. 2013(04)
[10]含天然气水合物多孔介质的渗透率实验[J]. 王顺华. 油气田地面工程. 2013(04)
硕士论文
[1]含水合物多孔介质渗流特性及水合物分解模拟研究[D]. 车雯.太原理工大学 2015
[2]冻土区天然气水合物实验装置数据采集与处理系统设计[D]. 马雪莉.中国石油大学(华东) 2014
[3]沉积物中水合物饱和度及其相应力学特性的实验研究[D]. 孙中明.中国石油大学（华东） 2013
[4]TDR探头设计及含水量和干密度的联合监测技术[D]. 陈伟.浙江大学 2011
本文编号：3210477
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