不同温度下低、中、高阶煤储层甲烷吸附解吸特征差异

发布时间：2021-08-09 00:56

　　为研究不同煤阶CH4吸附/解吸特征差异及解吸滞后效应,采集低、中、高煤阶样品,进行显微组分测定、液氮吸附、等温吸附/解吸等实验,系统分析不同煤阶样品物质成分、孔隙结构、吸附/解吸特征差异及解吸滞后效应,结合甲烷吸附热计算结果,从能量角度探讨煤层气解吸滞后机理。结果表明:（1）煤样的镜质组反射率Ro,max分别为0.43%、1.26%、3.27%,低阶煤样品镜质组含量低、惰质组含量高、挥发分高和固定碳高,中、高阶样品则反之;煤变质程度增高,孔隙度、BET比表面积、BJH总孔容、分形维数D₂呈"V"型变化,D₁呈倒"V"型变化;（2）温度相同时,煤阶越高,残余吸附量越大,解吸难度增加。温度升高,残余吸附量呈先上升后下降的趋势,以40℃为拐点,温度对气体分子活化程度和煤的孔隙结构均有影响;（3）压力相同,煤阶越高,甲烷吸附速率越快,低压阶段（p<4 MPa）,吸附量增加快,高压阶段（p>4 MPa）,吸附量增加不明显;（4）DFS4^#、SGZ11^#、SH3^#三个煤样解吸过... 

【文章来源】：油气藏评价与开发. 2020,10(04)CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

液氮等温吸附曲线

总体而言，SH3#残余吸附量最大，SGZ11#次之，DFS4#最小，表明煤阶越高，甲烷越难解吸，与煤的吸附能力强弱相对应，即煤的吸附能力越强，残余甲烷吸附量越大（图7）。温度升高，DFS4#、SGZ11#、SH3#三个煤样的残余吸附量变化存在一定差异（图7),SH3#和SGZ11#的残余吸附量呈先升后降趋势，并以40℃为拐点，而DFS4#的残余吸附量基本呈增大趋势。对比温度与饱和吸附量和残余吸附量之间的关系发现，尽管温度升高，不同煤阶的饱和吸附量均呈减小趋势，但其对残余吸附量的影响却较复杂。温度不仅可以影响气体分子活跃程度，也会改变煤的孔隙结构和表面性质[15]。残余吸附量随温度的变化实际是以上两种效果的叠加，并且温度对中高煤阶孔隙结构和表面性质的作用较低煤阶更复杂。就残余吸附量而言，中高煤阶在温度较低时，以温度引起的孔隙结构变化效应为主，而温度较高时，以温度引起的分子活跃度改变效应为主，两种效应的强弱转换温度约为40℃。但是，低煤阶中，主要以温度引起的孔隙结构变化效应为主，但强度有限。图3 不同温度等温吸附/解吸曲线

不同温度等温吸附/解吸曲线

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]煤样吸附/解吸过程中表面各点温度变化特征研究[D]. 安江飞.太原理工大学 2017
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本文编号：3331031