【摘要】：為了研究粒徑對(duì)頁(yè)巖吸附甲烷的作用機(jī)理,分別制成粒徑范圍為1700~3 350μm、850~1000μm、180~250μm和106~131μm的4種樣品,開(kāi)展了高溫高壓等溫吸附實(shí)驗(yàn),根據(jù)Langmuir吸附理論并擬合實(shí)驗(yàn)結(jié)果獲得了不同粒徑下的吸附參數(shù),分析基于粒徑作用下的孔隙連通性、比表面積和粗糙度對(duì)吸附能力的影響,并探討頁(yè)巖吸附的粒徑敏感性。結(jié)果表明:隨頁(yè)巖粒徑減小,甲烷吸附量增加,Langmuir體積呈現(xiàn)出先急劇增大后減小再增大的趨勢(shì);粒徑從1700~3350μm減小至180~250μm,中孔體積增加了72.46倍,直徑小于5nm孔隙的孔容貢獻(xiàn)率從57.94%增至80.36%,比表面積貢獻(xiàn)率從74.34%增至92.85%。結(jié)論認(rèn)為:①粒徑隨顆粒碾碎減小,改善了孔隙連通性,減少了吸附阻礙,優(yōu)化了甲烷分子的傳質(zhì)吸附路徑,提高了吸附速率;②粒徑越小,被包裹的閉孔暴露出來(lái),2~5nm的中孔數(shù)量增加,孔隙體積和比表面積得到了較大的提高,為甲烷分子提供了更大的吸附空間;③粒徑減小增強(qiáng)了孔隙表面的粗糙程度,貢獻(xiàn)了比表面積的同時(shí)也使得顆粒中的有機(jī)質(zhì)和黏土礦物一定程度地暴露出來(lái),增加了更多的高能吸附位。
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圖片說(shuō)明： 邐２０邐３０邐４０邐（）０邋￣邋ｉｏ邐２０邐３０邐４０逡逑壓力Ｐ／ＭＰａ邐壓力Ｐ／ＭＰａ逡逑３邐５「（ｃ）Ｃ３邐＾邐—邐３邋0邋［邋（ｄ）Ｃ４逡逑ＩＥ：邐ｆ：：：逡逑ｓ邋０．５邋ｆｙ＾邐＾逡逑0＊＊—邐１邐１邐１邐（Ｉ＊＊—邐１邐１邐１逡逑0邐１０邐２０邐３０邐０邐１０邐２０邐３０逡逑壓力Ｐ／ＭＰａ邐壓力Ｐ／ＭＰａ逡逑１邋７００￣３邋３５０｜ｘｍ邐８５０－１邋（Ｋ）０｜ｘｍ邐１８０－２５０｜ｘｍ邋－Ａ－１０６－１３１邋｜ｘｍ逡逑圖１頁(yè)巖樣品等溫吸附曲線逡逑Ｆｉｇ．ｌ邋Ｍｅｔｈａｎｅ邋ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ邋ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｉｚｅ逡逑表邋２邋Ｌａｎｇｍｕｉｒ邋模型擬合參數(shù)值邐２．６０？３．６２ｃｍ３／ｇ、２．７３？３．３８ｃｍ３／ｇ及２．９６？４．０５ｃｍ３／ｇ。逡逑Ｔａｂｌｅ邋２邋Ｆｉｔｔｉｎｇ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒ邋ｏｆ邋Ｌａｎｇｍｕｉｒ邋ｍｏｄｅ邐Ｌａｎｇｍｕｉｒ邋體積與粒徑的關(guān)系曲線（圖邋２邋）表明，逡逑樣品號(hào)邋Ｖｌ＂邋ＰＬ邐擬合方程邐Ｒｚ邐隨著粒徑減小，，頁(yè)巖Ｌａｎｇｍｕｉｒ體積Ｖｌ總體上呈現(xiàn)逡逑邐／（ｃｍ３／ｇ＞／（ＭＰａ）邐邋出增加的趨勢(shì)，但是在不同粒徑區(qū)間內(nèi)卻呈現(xiàn)出不逡逑Ｃｉ邐２．９８邐８．４６邐Ｐ／ｙ＝０．３３Ｐ４－２．８５邐０．９８２邐ｒ＝ｉ邋從■邋１、＋Nｎ邋，邋？邋山N々邋ａ邋卞，？邐N、－？N［逡逑同的狀態(tài)：相比于粒徑介于１邋７００？３邋３５０Ｍｍ之間的逡逑Ｃ２邋２．９６邐６．５２邐Ｐ／Ｖ＝０．３４Ｐ邋＋邋２．２２邐０．９８０邐＿邋，，邋ｔ邋Ａ逡逑Ｃ３邐４．０４邐４．３２邐Ｐ
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圖片說(shuō)明： Ｎｏ．２邐康毅力等：頁(yè)巖粒徑對(duì)甲烷吸附性能影響邐２７５逡逑新型ＮＯＶＡ２０００ｅ全自動(dòng)比表面及孔隙度分析儀邋時(shí)，隨著粒徑減小，吸附分支曲線和解吸分支曲線更逡逑［最小可分辨相對(duì)壓力（Ｐ／Ｐ。）為２ＸＫＴ５］，在溫度邐加緊密，滯后回線的幅度減小；②在相對(duì)壓力靠近中逡逑為７７．３５Ｋ的條件下開(kāi)展頁(yè)巖樣品低壓氮?dú)鈱?shí)驗(yàn)，邐值（Ｐ／Ｐ。？０．５）時(shí)，解吸分支曲線存在急劇下降的拐逡逑測(cè)試其孔隙結(jié)構(gòu)特征。邐點(diǎn)，隨著粒徑減小，此階段的曲線下降得越陡；③在相逡逑通過(guò)比較３件不同粒徑頁(yè)巖樣品的氮?dú)馕浇膺妼?duì)壓力接近飽和蒸氣壓（Ｐ／Ｐ。？１）時(shí)，粒徑越小的吸逡逑吸曲線（圖３）可知：①在相對(duì)壓力較低（尸／尸。＜０．４５）邐附分支曲線在此階段越陡，且吸附量越大。逡逑表３不同粒徑下頁(yè)巖對(duì)甲烷的吸附常數(shù)逡逑Ｔａｂｌｅ邋３邋Ｍｅｔｈａｎｅ邋ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ邋ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ邋ｄａｔａ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｉｚｅ逡逑吸附邐吸附逡逑編號(hào)邐粒徑／ｆｊＬｔｎ邐目數(shù)邋邐編號(hào)邋粒徑／／ｉｍ邐目數(shù)邋邐逡逑ＶＬ／（ｃｍ３／ｇ）邋ＰＬ／ＭＰａ邐ＶＬ／（ｃｍ３／ｇ）邋ＰＬ／ＭＰａ逡逑１邋７００？３邋３５０邐６？１０邐１．６１邐１３．４７邐１邋７００？３邋３５０邐６？１０邐２．１０邐１３．７６逡逑８５０邋？１邋０００邐１６邋？２０邐２．８０邐１０．０４邐８５０邋？１邋０００邐１６邋？２０邐２．８８邐５．２４逡逑Ｃｉ邐Ｃ２逡逑１８０邋？２５０邐６０邐？８０邐２．７３邐７．９８邐１８０邋？２５０邐６０邋？８０邐２．７５邐５．４１逡逑１０６邋？１３１邐１２０邐
【作者單位】： 西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“彭水地區(qū)常壓頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)示范工程”(編號(hào):2016ZX05061) 四川省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目(編號(hào):16ZA0077) 國(guó)家自然科學(xué)基金(編號(hào):51674209)聯(lián)合資助
【分類(lèi)號(hào)】：TE311

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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7 朱炳成;我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)利用環(huán)境保護(hù)法律制度研究[D];中國(guó)政法大學(xué);2015年

8 韓淑喬;高過(guò)成熟階段頁(yè)巖生烴及含氣量研究[D];西安石油大學(xué);2014年

9 蘇俊;頁(yè)巖氣儲(chǔ)層雙側(cè)向測(cè)井有限元正演模擬研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

10 顏君;頁(yè)巖氣儲(chǔ)層感應(yīng)測(cè)井?dāng)?shù)值模擬研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

本文編號(hào)：2514031