气润湿性岩石吸附甲烷的实验和量子化学研究

特种油气藏

气润湿性岩石吸附甲烷的实验和量子化学研究

李颖颖^1,2，宣扬^1,2，蒋官澄^1,2，王大喜³，刘冰³

（1. 油气资源与探测国家重点实验室中国石油大学，北京 102249；2.石油工程教育部重点实验室中国石油大学，北京 102249；3.重质油国家重点实验室中国石油大学，北京 102249）

出版日期:2014-02-25 发布日期:2014-09-02
作者简介:李颖颖（1984-），女，2006年毕业于西安石油大学应用化学专业，现为中国石油大学（北京）油气井工程专业在读博士研究生，主要从事油气储层损害与保护技术研究工作。
基金资助:
国家自然科学杰出青年科学基金项目“多孔介质油气藏气润湿性基础理论研究”(50925414)；国家高技术研究发展计划（“863”计划）“致密砂岩气高效钻井技术研究”（2013AA064803）；国家自然科学基金面上项目“复杂地质条件下，提高井壁稳定性新方法研究”（51074173）

Online:2014-02-25 Published:2014-09-02

摘要/Abstract

摘要： 为解决凝析气藏开采中反凝析液堵塞损害和低渗特低渗储层液相圈闭损害，气润湿方法近年来成为研究热点，然而岩石的润湿性改变后，其表面对CH₄的吸附能力变化不容忽视。为此，对气润湿反转前后固体对CH₄的吸附能力变化进行了实验和量子化学研究。采用AST系列煤层气吸附/解吸实验装置对气润湿反转前后石英砂对CH₄的吸附能力进行测试，并依据所提出的液湿和气润湿岩石表面原子簇模型，利用量子化学从头计算法（HF-3-21G）计算了两种润湿性表面与CH₄分子的相互作用关系，包括吸附势阱和吸附距离。在同等平衡压力条件下，气润湿石英砂对CH₄的吸附量约比液湿石英砂低1个数量级；量子化学研究结果表明，气润湿反转后的固体表面对CH4分子的吸附能力减弱，吸附距离增加约1nm，CH₄分子在液湿岩石和气润湿岩石表面均为单分子层物理吸附。

关键词: 气润湿性, 固体表面, 吸附, CH₄, 量子化学, 从头计算法, 吸附势阱

李颖颖，宣扬，蒋官澄，王大喜，刘冰. 气润湿性岩石吸附甲烷的实验和量子化学研究[J]. 特种油气藏.

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