La situación geopolítica internacional es compleja y cambiante, y la cadena de suministro de energía enfrenta muchas incertidumbres. Como parte importante del sistema de reserva de energía nacional, los depósitos de gas pueden amortiguar eficazmente la fluctuación de los precios y el riesgo de interrupción del suministro en el mercado internacional de gas natural, garantizando un suministro estable de gas para la vida cotidiana y la producción industrial, convirtiéndose en una sólida barrera para proteger la seguridad energética nacional. Para el funcionamiento eficiente y seguro de los depósitos de gas con múltiples componentes y múltiples ciclos de inyección-extracción, es crucial comprender con precisión la difusión y el flujo de mezcla de gases de trabajo y gas de capa en el depósito de gas. Sin embargo, los experimentos existentes sobre la difusión de gases se centran principalmente en lutitas, carbón y rocas densas, y el conocimiento de la difusión de gases de múltiples componentes en rocas de carbonato aún no está claro. Este estudio seleccionó muestras de rocas de carbonato del Estrato Superior de la Formación Huanglong en el campo de gas Helián, y determinó las características de la distribución del radio de poros en rocas de carbonato mediante resonancia magnética nuclear y experimentos de presión de mercurio a alta presión. Llevó a cabo experimentos de difusión de sistemas de múltiples componentes CH4-CO2, N2-O2 en rocas de carbonato y, mediante comparación y análisis de los resultados de ajuste, seleccionó un modelo matemático de coeficiente de difusión de gases adecuado para yacimientos de rocas de carbonato a múltiples escalas. El estudio mostró que las muestras de rocas de carbonato tienen características de distribución de poros a múltiples escalas. A la misma temperatura y presión, cuanto mayor sea la porosidad y la permeabilidad de la roca, mayor será el coeficiente de difusión de los gases componentes, y el coeficiente de difusión binario de CH4-CO2 es superior al de N2-CO2. En la difusión de sistemas de múltiples componentes, el coeficiente de difusión de O2 es el mayor, seguido por el de CH4, y el de N2-CO2 es el menor. La presencia de O2 afecta las respuestas de los coeficientes de difusión de CH4-N2 a los cambios en la fracción volumétrica de CO2 y N2. El modelo matemático del coeficiente de difusión de gases óptimamente seleccionado combinando los datos experimentales puede aplicarse a la predicción precisa de los coeficientes de difusión y al diseño razonable del sistema operativo en diferentes temperaturas y condiciones de presión. Los resultados del estudio proporcionan métodos experimentales y computacionales para predecir con precisión las leyes operativas de los depósitos de gas y diseño razonable de los sistemas operativos.

roca de carbonato; coeficiente de difusión; múltiples componentes; experimento de difusión; modelo matemático