不同状态CO 2 驱替页岩吸附CH 4 的动态特性研究

发布时间：2021-02-03 00:32

　　为了研究不同状态CO₂驱替页岩吸附CH₄的动态特性,以鄂尔多斯盆地陆相延长组页岩为研究对象,开展了不同状态CO₂驱替页岩吸附CH₄的柱动态学实验,并采用Coats-Smith两区模型模拟了储层内CO₂驱替吸附CH₄的动态过程。研究结果表明:随着CO₂注入压力的提高,穿透曲线的拖尾现象更加明显,实验初期流出的纯CH₄的量逐渐降低且CO₂的封存量逐渐增大;当CO₂注入压力为8.0 MPa时,不同温度下的穿透曲线不重合,超临界态CO₂更容易扩散进入不可动区内去置换吸附的CH₄;液态和超临界态CO₂在页岩上的吸附性强于气态CO₂。 

【文章来源】：中国科技论文. 2020,15(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

固定床吸附装置示意图

图2为不同温度与不同CO2注入压力下吸附柱出口端的CH4物质的量分数,由图2可知:对于每一条穿透曲线,随时间的增加,曲线呈先水平、然后急剧下降、后又变平缓的趋势,这是因为在实验初期,CO2仍未穿透,吸附柱出口的流体为CH4,所以穿透曲线在实验初期存在一段平台期;当CO2穿透时,由于此时吸附柱内仍有大量游离态CH4,随着时间的推移,大量游离态CH4流出,因此穿透曲线显示吸附柱出口端CH4物质的量分数随时间迅速降低;实验后期,由于游离态CH4消耗殆尽,吸附柱内的吸附态CH4解吸较慢,导致吸附柱出口端CH4物质的量分数变化较慢,此时穿透曲线趋势较为平缓。图3 不同压力不同温度下CO2密度(CO2密度数据来自REFPROP软件)

图2 不同温度与CO2注入压力下吸附柱出口端的CH4物质的量分数当CO2注入压力为5.5 MPa时,穿透曲线基本重合。图3为不同压力不同温度下的CO2密度。由图3可见:当CO2的压力为6～8 MPa时,CO2的性质随温度的变化很大;当CO2注入压力为8.0 MPa时,实验过程中大量CO2压力处于6～8 MPa,因为此时CO2的性质对温度的敏感性更强,导致穿透曲线出现不重合的现象;在相同温度下,CO2注入压力越大,穿透曲线拖尾现象越严重,这是由于CO2注入压力高,有助于CO2和CH4的混合所致。


本文编号：3015617