非平衡解吸状态下页岩气储层渗透率演化机制

为了研究非平衡解吸状态下储层压力和气体解吸对煤系页岩气储层渗透率的影响机制,考虑气体在基质中的动力学扩散作用,提出了非平衡解吸状态下储层基质和裂隙的有效应力−渗透率模型,建立了储层在非平衡解吸状态和单轴应变条件下的渗透率模型。结合储层渗透率和岩样渗透率的现场和室内试验研究,分析了渗透率模型的有效性。结果表明,非平衡解吸状态下的渗透率模型能较好地拟合渗透率试验值。非平衡解吸状态下,孔隙体积模量越小,基质渗透率反弹越急剧;裂隙压缩系数越大,裂隙渗透率下降越急剧。研究了各参数对储层渗透率的影响机制,结果表明,当裂隙压力降至特定值时,随着基质压力的减小,基质渗透率先下降然后反弹,裂隙渗透率逐渐增大;当基质压力降至特定值时,随着裂隙压力的减小,基质渗透率逐渐增大,裂隙渗透率逐渐减小。

污染物传输的两区非平衡吸附数值仿真模型

考虑不可动水和污染物的非平衡吸附特性以及微生物降解等因素,建立了土壤-水环境中污染物运移的两区非平衡吸附模型。基于自行编制的有限差分程序给出了二维仿真算例,模拟了农药等污染物在土壤-水环境中的运移过程,探讨了在不可动水和非平衡吸附影响下土壤中各相浓度分配的规律。模拟结果表明:土壤各相的浓度变化并不同步。可动水相浓度变化最快,对浓度分布起主导作用;不可动水次之;可动区吸附相浓度变化存在明显的滞后现象;而不可动区吸附相浓度变化最为缓慢,滞后现象最为明显。

土壤水环境中污染物运移双点吸附解吸动力学模型

在考虑对流弥散、平衡/非平衡双点吸附解吸、微生物降解等情况下,建立了土壤环境中有机污染物迁移转化的动力学模型,并给出了有限差分解。在此模型的基础上,详细讨论了有机污染物在土壤中的分布规律,并对一阶吸附解吸速率常数k和平衡吸附点位所占总点位的比例f进行了灵敏度分析。分析研究表明:参数k对于土壤中有机污染物浓度分布有着重要的影响,其影响程度又与非平衡吸附点位所占总点位的比例(1-f)有关;污染后期土壤吸附相的存在,也会起到增加土壤水溶质浓度的作用,且k越大,这种作用越明显。

挥发性有机污染物在土壤中的运移机制与模型

挥发性有机污染物在土壤多孔介质中有三种可能的存在状态 :溶于水中、挥发为气体及吸附于固体颗粒。挥发性有机污染物在水、气、固体颗粒三相间的物质交换与分配是决定其运移的重要因素 ,在相间物质交换为平衡的条件下 ,可用阻滞系数来表示其影响。污染物与土壤固体颗粒间的非平衡吸附解吸是相间交换中影响污染物运移的最重要的机制 ,由于天然土壤具有固有的不均质性 。

土壤中污染物迁移转化规律的数值模拟研究

考虑到田间土壤的结构性以及运移其中的污染物的化学反应特征,建立了两区双点平衡/动力学吸附溶质运移模型。用拟交替显隐式有限差分格式对模型进行了离散,通过编制的相应程序,对一施药期的水田进行了模拟。研究了土壤中污染物的迁移转化规律,分析了不可动水和非平衡吸附相对浓度分布的影响。结果表明:不可动区水相和非平衡吸附相的浓度具有的滞后现象,在污染前期一定程度上起到了延缓污染作用,而在污染后期又在一定程度上加重了污染。二者的存在均对溶质的迁移转化具有重要的影响,进行数值模拟时应充分考虑二者的存在。模拟及分析结果为土壤环境质量评价提供了定量依据,同时对环境污染的治理与控制具有理论和现实意义。