本文關(guān)鍵詞：富有機(jī)質(zhì)頁巖甲烷吸附性能研究

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【摘要】：賦存于富有機(jī)質(zhì)頁巖中的天然氣,即頁巖氣,是一種重要的非常規(guī)天然氣資源。頁巖氣作為一種新的清潔能源,一直備受社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。在全球范圍內(nèi),頁巖氣資源極其豐富,主要分布在北美、東亞、南美、北非、澳大利亞等地區(qū)。頁巖氣可采資源量世界排名依次為中國(guó)、阿根廷、阿爾及利亞、俄羅斯和美國(guó)。我國(guó)頁巖氣資源開發(fā)現(xiàn)在已經(jīng)有了良好的開端,開始進(jìn)入規(guī)�；_發(fā)初期階段,這種清潔高效資源將逐漸成為我國(guó)能源的重要組成部分。2014年,頁巖氣新增探明地質(zhì)儲(chǔ)量1067.50億m3,是我國(guó)2011年設(shè)定頁巖氣新礦種后,首次提交探明儲(chǔ)量;2015年,頁巖氣增勢(shì)迅猛,新增探明儲(chǔ)量4373.79億m3�！笆濉逼陂g,我國(guó)頁巖氣累計(jì)新增探明儲(chǔ)量5441.29億m3,總產(chǎn)量達(dá)57.18億m3。本研究樣品取自于渝東南下寒武統(tǒng)牛蹄塘組頁巖。為了研究下寒武統(tǒng)牛蹄塘組頁巖的吸附性能,對(duì)渝科1井牛蹄塘組頁巖層段進(jìn)行連續(xù)取心。從取樣巖心中選取十塊頁巖樣品,通過場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、等溫吸附實(shí)驗(yàn)、有機(jī)碳含量等測(cè)試,探討了頁巖的表面結(jié)構(gòu)、孔隙特征等及其孔隙特征對(duì)于吸附性能的影響。掃描電鏡觀察表明,頁巖中廣泛存在各類孔隙及微裂縫,并于有機(jī)碳中觀測(cè)到大量10 nm的孔,黃鐵礦顆粒間觀測(cè)到粒間孔,礦物間觀察到微裂縫。N2等溫吸/脫附實(shí)驗(yàn)表明,頁巖樣品孔徑集中在1 nm和4 nm,1-2 nm及3-4 nm的孔對(duì)于10 nm以下的孔體積貢獻(xiàn)較大;介孔對(duì)總孔體積貢獻(xiàn)較大,微孔對(duì)總比表面積貢獻(xiàn)較大,介孔體積對(duì)于N2吸附量具有決定性的作用;吸/脫附曲線中滯后環(huán)較為明顯,其閉合點(diǎn)在相對(duì)壓力0.45左右,在已知的規(guī)律區(qū)間(相對(duì)壓力0.42-0.5)內(nèi)。同時(shí),頁巖樣品具有良好的分形特征,分形維數(shù)集中在2.7-2.8,表明孔隙表面粗糙程度較大,微孔普遍存在。CO2吸附實(shí)驗(yàn)表明,孔徑小于2nm時(shí),孔徑集中在0.3-0.7 nm的孔徑范圍,有利于提供更大的比表面積。甲烷吸附等溫線較符合I型吸附曲線,應(yīng)用朗格繆爾方程對(duì)各個(gè)曲線擬合結(jié)果較好。結(jié)合各類吸附數(shù)據(jù)及有機(jī)碳含量測(cè)試發(fā)現(xiàn),當(dāng)有機(jī)碳含量小于6%時(shí),多數(shù)樣品的0-5 nm孔的孔體積與有機(jī)碳含量呈現(xiàn)很好的相關(guān)性;當(dāng)有機(jī)碳含量大于6%時(shí),10-15 nm孔的孔體積與其甲烷吸附量呈現(xiàn)很好的相關(guān)性。
【關(guān)鍵詞】：頁巖 吸附 甲烷 孔體積 分形
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE31
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 有機(jī)質(zhì)頁巖吸附性能研究現(xiàn)狀9-20
• 1.1 研究背景9-12
• 1.1.1 非常規(guī)天然氣開發(fā)現(xiàn)狀9-10
• 1.1.2 頁巖氣勘查開發(fā)現(xiàn)狀10-12
• 1.2 研究目的與意義12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.3.1 離子拋光 + 電鏡對(duì)孔隙的觀察13-14
• 1.3.2 頁巖組分研究及其對(duì)吸附的影響14-15
• 1.3.3 頁巖孔隙發(fā)育情況的研究15-16
• 1.3.4 分形維數(shù)表征非均質(zhì)性的研究16-17
• 1.4 研究?jī)?nèi)容17-20
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方案及方法20-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方案20-22
• 2.2 測(cè)試方法22-24
• 2.2.1 掃描電鏡測(cè)試22
• 2.2.2 氮?dú)獾葴匚?脫附測(cè)試22
• 2.2.3 二氧化碳等溫吸附測(cè)試22-23
• 2.2.4 甲烷等溫吸附測(cè)試23
• 2.2.5 有機(jī)碳含量測(cè)試23
• 2.2.6 真密度測(cè)試23-24
• 第3章 數(shù)據(jù)分析及討論24-42
• 3.1 掃描電鏡測(cè)試24-26
• 3.2 氮?dú)獾葴匚?脫附測(cè)試26-31
• 3.3 二氧化碳等溫吸附測(cè)試31-32
• 3.4 有機(jī)碳含量測(cè)試32-33
• 3.5 甲烷等溫吸附測(cè)試33-39
• 3.6 真密度測(cè)試39
• 3.7 分形維數(shù)39-42
• 主要結(jié)論42-44
• 致謝44-45
• 參考文獻(xiàn)45-47
• 附錄47

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