黏土礦物在頁巖儲層無機礦物中占有重要的比例,其是頁巖氣吸附的重要場所。由于不同頁巖儲層成藏條件不同,黏土礦物相對含量存在較大差異,因此也影響頁巖氣的吸附能力。以X射線衍射(XRD)、低壓氮氣吸附實驗及甲烷等溫吸附實驗為主要研究手段,XRD結(jié)果表明:4種樣品(伊利石,蒙脫石,綠泥石,高嶺石)純度較高,均大于94%。低壓氮氣吸附結(jié)果表明:蒙脫石以微孔與中孔為主,孔隙形態(tài)主要為四邊都開口的平行板狀、狹縫狀等,含有墨水瓶狀的孔;伊利石主要發(fā)育有中孔與大孔,綠泥石主要發(fā)育有微孔和大孔,高嶺石主要發(fā)育有中孔和大孔,其的孔隙形態(tài)同樣都平行板狀、狹縫狀等為主;比表面積與孔隙體積的依次為高嶺石>伊利石>蒙脫石>綠泥石,且兩者呈正相關(guān)。在61℃,壓力為0～25 MPa條件下進行5組甲烷等溫吸附試驗,包括4組純黏土礦物及1組由4種純礦物等質(zhì)量混合的礦物。純黏土礦物甲烷吸附量依次為高嶺石>伊利石>蒙脫石>綠泥石,黏土礦物的比表面積越大,其甲烷吸附量也越大。對等溫吸附實驗數(shù)據(jù)進行擬合發(fā)現(xiàn):Langmuir、Toth及Langmuir-Freundlich吸附模型對于不同礦物總...

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圖3IUPAC等溫吸附回線分類[26]

圖2deBoer[25]等溫吸附回線分類圖4孔徑分布曲線

圖14種黏土礦物低壓氮氣等溫吸附-脫附線

根據(jù)國際純化學與應(yīng)用化學聯(lián)合會(IUPAC)對等溫吸附線的分類[22],這4種黏土礦物的等溫吸附線(圖1)屬于其中的Ⅲ型。根據(jù)嚴繼民等[23]提出的吸附和凝聚理論可知,對具有毛細孔固體進行吸附-解吸實驗時,吸附曲線和解吸曲線會出現(xiàn)分離和重疊兩種情況,而當吸附曲線和解吸曲線分離時即....

圖2deBoer[25]等溫吸附回線分類

根據(jù)IUPAC[28]提出的孔隙分類方案,將孔隙分為微孔(半徑小于1nm)、中孔(1～25nm)和大孔(大于25nm)。由圖4可知,高嶺石孔徑分布主峰在30.97nm附近,主要孔徑分布在13.75～45.44nm;蒙脫石的孔徑具有連續(xù)分布的特征,主峰在0.708nm附....

圖4孔徑分布曲線

圖3IUPAC等溫吸附回線分類[26]由圖5可知,不同孔徑的孔隙對比表面積和孔隙體積的貢獻。高嶺石,蒙脫石,綠泥石中微孔對比表面積的貢獻都大于中孔和大孔;在中～大孔區(qū)域累計孔隙體積上升加快,因此中～大孔對孔隙體積的貢獻比微孔大。伊利石微～中孔對比表面積的貢獻大于大孔;在約3.5....

本文編號：3933575