В настоящее время международная геополитическая обстановка сложная и меняется, цепочка поставок энергии сталкивается с многочисленными неопределенностями. Подземные хранилища газа как важная часть национальной системы энергетических резервов могут эффективно смягчать волатильность мировых цен на природный газ и риски прерывания поставок, обеспечивая стабильное газоснабжение для жизненно важных сфер, таких как жизнедеятельность населения и промышленное производство, и становятся надежным барьером для обеспечения национальной энергетической безопасности. Для эффективной и безопасной эксплуатации подземных хранилищ газа с многокомпонентной и многопериодной инъекцией и добычей критическое значение имеет точное понимание законов распространения смешанного газа рабочего слоя и пластового газа. Тем не менее, существующие исследования по диффузии газов в основном фокусируются на сланцах, угольных и плотных породах, и понимание законов диффузии многосоставных газов в карбонатных породах все еще не является ясным. В данном исследовании использовались образцы карбонатных пород верхнего триаса из группы Хуанлунцзянь месторождения Хонглон, с помощью ядерного магнитного резонанса и испытаний с высоким давлением ртутью были определены характеристики радиального распределения радиусов пор в карбонатных породах, были проведены эксперименты по диффузии многокомпонентных систем CH₄ и CO₂, N₂ и O₂, а затем было проведено сопоставление результатов оптимальным выбором математической модели коэффициента диффузии газа для карбонатных осадочных призм с многомасштабными метрагениями. Исследование показало, что карбонатные породы имеют отчетливую многомасштабную дистрибуцию пор. При одинаковой температуре и давлении чем больше поровый объем и проницаемость породы, тем больше коэффициент диффузии для каждого компонента газа, коэффициенты диффузии много компонентов CH₄ и CO₂ больше, чем коэффициенты диффузии N₂ и CO₂. В многокомпонентной системе диффузии наибольший коэффициент распространеия для O₂, а затем для метана, в то время как наименьший коэффициент углекислого газа и N₂. В наличии кислорода влияет на коэффициенты диффузии газовой системы в ответ на изменение объемной доли CO₂ и N₂. Посредством оптимальных экспериментальных данных математическая модель коэффициента диффузии газа может быть применена для прогнозирования диффузионных коэффициентов в различных температурных и давлений. Результаты исследования могут предоставить экспериментальные и компьютерные методы для точного прогнозирования законов работы подземных хранилищ газа.

Карбонатные породы, коэффициент диффузии, многокомпонентные, диффузионный эксперимент, математическая модель