高温高压页岩吸附甲烷等温吸附模型探究
发布时间：2021-05-10 14:53
甲烷在地层条件下,超过了其本身的临界温度及压力,属于超临界流体,将不再存在饱和蒸汽压,不会被液化,吸附也不会出现毛细凝聚现象。针对页岩吸附甲烷的行为研究,主要基于吸附机理,通过对经典吸附模型的拓展进行。吸附模型一共四大类,根据超临界流体现有的研究表明,超临界流体在吸附剂表面不会形成多层吸附,也不会产生毛细凝聚现象,仅为单层吸附或微孔填充,其等温吸附曲线为Ⅰ型等温吸附曲线。因此仅分子动力学类和吸附势能类的吸附模型能够运用于超临界流体的吸附。在运用模型对页岩吸附甲烷的实验数据进行描述时,发现其曲线不符合Ⅰ型等温吸附曲线的形态,呈倒吸附现象。根据理论推导和实验数据处理研究发现,根据Gibbs的定义,吸附分为绝对吸附量和过剩吸附量,而实验仅能测得过剩吸附量。但是绝对吸附量才是吸附的真实吸附量,对于生产具有重大的指导意义。现有的对于过剩吸附量修正为绝对吸附量的修正方法主要三种:曲线作图法、赋值法、待定参数拟合法。针对三种修正方法进行了对比研究,都无法准确研究吸附行为,针对这样的情况,建立了新的一种修正方法,结合作图法和待定参数法,使修正结果更加符合真实的吸附行为。针对不同的经典吸附模型修正后应用...
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 研究目的与意义
1.2 研究对象
1.2.1 甲烷气体
1.2.2 吸附现象
1.3 国内外研究现状
1.3.1 经典亚临界吸附机理及模型
1.3.2 超临界流体吸附机理及模型
1.3.3 高温高压页岩气吸附机理研究进展
1.4 主要研究内容及思路
第2章 高温高压页岩吸附甲烷测试与曲线形态
2.1 高温高压页岩吸附甲烷等温吸附测试
2.1.1 吸附量测试方法概述
2.1.2 实验设备
2.1.3 实验样品与处理
2.1.4 实验操作流程及实验
2.1.5 实验数据处理
2.2 高温高压页岩吸附甲烷等温吸附曲线形态
2.2.1 高温高压页岩吸附甲烷等温吸附曲线特征
2.2.2 过剩吸附量与绝对吸附量关系式推导
第3章 经典吸附模型适应性
3.1 吸附模型对比
3.1.1 分子动力学模型类
3.1.2 吸附势能模型类
3.2 超临界吸附模型修正
3.2.1 曲线作图法
3.2.2 赋值法
3.2.3 待定参数法
3.2.4 作图-待定参数法
3.3 超临界吸附模型优选
第4章 页岩吸附甲烷半孔宽-Toth模型的建立
4.1 半孔宽-Toth等温吸附模型建立基础
4.2 半孔宽-Toth等温吸附模型建立过程
4.2.1 半孔宽-Toth等温吸附模型建立
4.2.2 半孔宽-Toth等温吸附模型分析
4.3 半孔宽-Toth模型适应性分析
4.3.1 模型特征
4.3.2 模型合理性分析
第5章 半孔宽-Toth模型的应用
5.1 国内典型工区适应性
5.1.1 鄂尔多斯盆地富县区页岩
5.1.2 四川盆地龙马溪组页岩
5.2 国外部分工区适应性
5.2.1 北美页岩
5.2.2 Posidonia页岩
5.2.3 Scandinavian Alum页岩
5.2.4 Carboniferous页岩
结论
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]页岩高温高压吸附实验及吸附模型[J]. 王玉普,左罗,胡志明,沈瑞,熊伟,高树生,肖红荣. 中南大学学报(自然科学版). 2015(11)
[2]页岩中气体的超临界等温吸附研究[J]. 刘圣鑫,钟建华,马寅生,尹成明,刘成林,李宗星,李勇,刘选,毛毳,刘晓光. 煤田地质与勘探. 2015(03)
[3]富有机质页岩中主要黏土矿物吸附甲烷特性[J]. 唐书恒,范二平. 煤炭学报. 2014(08)
[4]甲烷在页岩上的吸附等温过程[J]. 杨峰,宁正福,张睿,赵华伟,赵天逸,何斌. 煤炭学报. 2014(07)
[5]页岩等温吸附气含量负吸附现象初探[J]. 聂海宽,张金川,马晓彬,边瑞康. 地学前缘. 2013(06)
[6]页岩气等温吸附量及等量吸附热研究[J]. 尹帅,单钰铭,郑莲慧,谢润成,王磊. 科学技术与工程. 2013(29)
[7]页岩吸附性能及孔隙结构特征——以四川盆地龙马溪组页岩为例[J]. 薛华庆,王红岩,刘洪林,闫刚,郭伟,李小龙. 石油学报. 2013 (05)
[8]温度对页岩等温吸附/解吸特征影响[J]. 郭为,熊伟,高树生,胡志明,刘洪林,于荣泽. 石油勘探与开发. 2013(04)
[9]下扬子地区下古生界页岩纳米孔隙特征及其控制因素[J]. 刘大永,郭慧娟,彭平安,贾望鲁. 煤炭学报. 2013(05)
[10]页岩储层微观孔隙结构特征[J]. 杨峰,宁正福,胡昌蓬,王波,彭凯,刘慧卿. 石油学报. 2013(02)
博士论文
[1]煤体甲烷吸附解吸机理研究[D]. 杨华平.西安科技大学 2014
[2]简单气体在石墨化炭表面的吸附特征研究[D]. 范春艳.中国石油大学 2010
[3]煤层气吸附解吸机理研究[D]. 马东民.西安科技大学 2008
[4]多组分气体混合物在多孔固体上吸附平衡研究[D]. 吴家全.天津大学 2006
[5]多组分超临界气体混合物在多孔固体上吸附平衡的研究[D]. 吴芹.天津大学 2003
硕士论文
[1]页岩气高温高压吸附模型研究[D]. 郭秋田.重庆科技学院 2017
[2]页岩纳米孔隙中小分子气体超临界吸附微观机理研究[D]. 代建伟.西南石油大学 2016
[3]页岩气吸附的分子模拟及实验研究[D]. 孟伟杰.西南石油大学 2016
[4]富有机质页岩甲烷吸附性能研究[D]. 陈颂.中国地质大学(北京) 2016
[5]页岩岩石学特征及其对吸附气量的影响[D]. 刘雄辉.西南石油大学 2015
[6]吸附甲烷用特种活性炭的制备研究[D]. 蔚德磊.中国矿业大学 2014
[7]不同类型泥页岩吸附能力定量表征研究[D]. 曾芳.东北石油大学 2014
[8]鄂尔多斯盆地富县区陆相页岩气吸附与解吸附研究[D]. 张键.西南石油大学 2013
[9]基于吸附势理论的构造煤甲烷吸附/解吸规律研究[D]. 高然超.河南理工大学 2012
[10]煤孔隙结构和煤对气体吸附特性研究[D]. 孟宪明.山东科技大学 2007
本文编号：3179557
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 研究目的与意义
1.2 研究对象
1.2.1 甲烷气体
1.2.2 吸附现象
1.3 国内外研究现状
1.3.1 经典亚临界吸附机理及模型
1.3.2 超临界流体吸附机理及模型
1.3.3 高温高压页岩气吸附机理研究进展
1.4 主要研究内容及思路
第2章 高温高压页岩吸附甲烷测试与曲线形态
2.1 高温高压页岩吸附甲烷等温吸附测试
2.1.1 吸附量测试方法概述
2.1.2 实验设备
2.1.3 实验样品与处理
2.1.4 实验操作流程及实验
2.1.5 实验数据处理
2.2 高温高压页岩吸附甲烷等温吸附曲线形态
2.2.1 高温高压页岩吸附甲烷等温吸附曲线特征
2.2.2 过剩吸附量与绝对吸附量关系式推导
第3章 经典吸附模型适应性
3.1 吸附模型对比
3.1.1 分子动力学模型类
3.1.2 吸附势能模型类
3.2 超临界吸附模型修正
3.2.1 曲线作图法
3.2.2 赋值法
3.2.3 待定参数法
3.2.4 作图-待定参数法
3.3 超临界吸附模型优选
第4章 页岩吸附甲烷半孔宽-Toth模型的建立
4.1 半孔宽-Toth等温吸附模型建立基础
4.2 半孔宽-Toth等温吸附模型建立过程
4.2.1 半孔宽-Toth等温吸附模型建立
4.2.2 半孔宽-Toth等温吸附模型分析
4.3 半孔宽-Toth模型适应性分析
4.3.1 模型特征
4.3.2 模型合理性分析
第5章 半孔宽-Toth模型的应用
5.1 国内典型工区适应性
5.1.1 鄂尔多斯盆地富县区页岩
5.1.2 四川盆地龙马溪组页岩
5.2 国外部分工区适应性
5.2.1 北美页岩
5.2.2 Posidonia页岩
5.2.3 Scandinavian Alum页岩
5.2.4 Carboniferous页岩
结论
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]页岩高温高压吸附实验及吸附模型[J]. 王玉普,左罗,胡志明,沈瑞,熊伟,高树生,肖红荣. 中南大学学报(自然科学版). 2015(11)
[2]页岩中气体的超临界等温吸附研究[J]. 刘圣鑫,钟建华,马寅生,尹成明,刘成林,李宗星,李勇,刘选,毛毳,刘晓光. 煤田地质与勘探. 2015(03)
[3]富有机质页岩中主要黏土矿物吸附甲烷特性[J]. 唐书恒,范二平. 煤炭学报. 2014(08)
[4]甲烷在页岩上的吸附等温过程[J]. 杨峰,宁正福,张睿,赵华伟,赵天逸,何斌. 煤炭学报. 2014(07)
[5]页岩等温吸附气含量负吸附现象初探[J]. 聂海宽,张金川,马晓彬,边瑞康. 地学前缘. 2013(06)
[6]页岩气等温吸附量及等量吸附热研究[J]. 尹帅,单钰铭,郑莲慧,谢润成,王磊. 科学技术与工程. 2013(29)
[7]页岩吸附性能及孔隙结构特征——以四川盆地龙马溪组页岩为例[J]. 薛华庆,王红岩,刘洪林,闫刚,郭伟,李小龙. 石油学报. 2013 (05)
[8]温度对页岩等温吸附/解吸特征影响[J]. 郭为,熊伟,高树生,胡志明,刘洪林,于荣泽. 石油勘探与开发. 2013(04)
[9]下扬子地区下古生界页岩纳米孔隙特征及其控制因素[J]. 刘大永,郭慧娟,彭平安,贾望鲁. 煤炭学报. 2013(05)
[10]页岩储层微观孔隙结构特征[J]. 杨峰,宁正福,胡昌蓬,王波,彭凯,刘慧卿. 石油学报. 2013(02)
博士论文
[1]煤体甲烷吸附解吸机理研究[D]. 杨华平.西安科技大学 2014
[2]简单气体在石墨化炭表面的吸附特征研究[D]. 范春艳.中国石油大学 2010
[3]煤层气吸附解吸机理研究[D]. 马东民.西安科技大学 2008
[4]多组分气体混合物在多孔固体上吸附平衡研究[D]. 吴家全.天津大学 2006
[5]多组分超临界气体混合物在多孔固体上吸附平衡的研究[D]. 吴芹.天津大学 2003
硕士论文
[1]页岩气高温高压吸附模型研究[D]. 郭秋田.重庆科技学院 2017
[2]页岩纳米孔隙中小分子气体超临界吸附微观机理研究[D]. 代建伟.西南石油大学 2016
[3]页岩气吸附的分子模拟及实验研究[D]. 孟伟杰.西南石油大学 2016
[4]富有机质页岩甲烷吸附性能研究[D]. 陈颂.中国地质大学(北京) 2016
[5]页岩岩石学特征及其对吸附气量的影响[D]. 刘雄辉.西南石油大学 2015
[6]吸附甲烷用特种活性炭的制备研究[D]. 蔚德磊.中国矿业大学 2014
[7]不同类型泥页岩吸附能力定量表征研究[D]. 曾芳.东北石油大学 2014
[8]鄂尔多斯盆地富县区陆相页岩气吸附与解吸附研究[D]. 张键.西南石油大学 2013
[9]基于吸附势理论的构造煤甲烷吸附/解吸规律研究[D]. 高然超.河南理工大学 2012
[10]煤孔隙结构和煤对气体吸附特性研究[D]. 孟宪明.山东科技大学 2007
本文编号：3179557
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