页岩吸附超临界CH 4 的热力学特征
发布时间：2021-11-11 09:05
为完善页岩等量吸附热计算方法,明确页岩吸附超临界CH4的热力学特征,选用温度区间为26.85～199.85℃、压力范围为0.08～14 MPa的页岩等温吸附数据,系统检验常用吸附相密度计算方法的合理性,并基于绝对吸附量分析等量线标绘法的适用范围及页岩等量吸附热特征。结果表明:①经检验,常用的吸附相密度计算方法中Ozawa经验公式法适用于较宽温压范围内的绝对吸附量校正;②Lnp-1/T曲线在温度区间为149.85～199.85℃且nab为0.103 8～0.280 0 mmol/g时不具有线性特征,因此该温度及吸附量范围内等量线标绘法不再适用,同时Lnp-1/T曲线的nab取值应当与Lnp-nab曲线保持一致,以此获得的等量吸附热曲线才能全面地反映吸附过程的热力学特征;③页岩吸附超临界CH4的等量吸附热随着吸附量的增加呈现先增大后减小的非单调变化,表明在吸附早期,CH4分子间的相互作用力对等量吸附热的影响占主导,当吸附量增加到一定程度后,页岩表面的非均一性占...
【文章来源】：天然气地球科学. 2020,31(09)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
校正后的绝对吸附量曲线
利用等量线标绘法计算等量吸附热，首先需要绘制平衡压力的自然对数Lnp与绝对吸附量nab的关系曲线（图5），继而依据曲线形态特征，利用拟合函数对Lnp—nab曲线进行了拟合。本文选用指数函数进行拟合，拟合函数形式如下：式（9）中a、b、c均为方程拟合常数。方程拟合结果如表3所示，不同平衡温度T下Lnp与nab均符合良好的指数函数拟合，拟合相关系数均在0.98以上，方程拟合参数详见表3。
对于nab在0.103 8～0.28 mmol/g范围内，当1/T为0.002 1～0.002 4 K-1时，Lnp—1/T的线性拟合相关系数R2最低可达0.455 98[图7(a）]，不具有线性特征，因而在此nab及1/T范围内无法实现等量线标绘法的等量吸附热计算；当1/T为0.002 5～0.003 3 K-1时，Lnp—1/T的线性拟合相关系数R2在0.75～0.99之间，随着绝对吸附量的升高，相关系数降低，但均符合线性函数拟合。图7 nab为0.103 8～0.28mmol/g范围内的Lnp—nab曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]陆相页岩吸附CH4的热力学特征——以鄂尔多斯盆地延长气田上三叠统延长组页岩为例[J]. 薛培,张丽霞,梁全胜,孙细宁,赵谦平,祁攀文. 天然气工业. 2019(11)
[2]CH4,CO2和N2多组分气体在煤分子中吸附热力学特性的分子模拟[J]. 李树刚,白杨,林海飞,严敏,龙航. 煤炭学报. 2018(09)
[3]煤体吸附CH4及CO2热力学特性试验研究[J]. 林海飞,蔚文斌,李树刚,严敏,白杨. 中国安全科学学报. 2018(06)
[4]页岩过剩吸附量与绝对吸附量的差异及页岩气储量计算新方法[J]. 周尚文,王红岩,薛华庆,郭伟,卢斌. 天然气工业. 2016(11)
[5]柴达木盆地东部石炭系页岩吸附特性实验研究[J]. 李晓媛,曹峰,岳高凡,李英杰,于青春. 地学前缘. 2016(05)
[6]页岩气与煤层气吸附/解吸热力学特征对比[J]. 马东民,曹石榴,李萍,张辉,武杰,郝春生,王力. 煤炭科学技术. 2015(02)
[7]基于吸附热理论的煤—甲烷高低温等温吸附线预测[J]. 岳高伟,王兆丰,康博. 天然气地球科学. 2015(01)
[8]基于微孔充填模型的页岩储层吸附动力学特征分析[J]. 尹帅,丁文龙,刘建军,何建华,王濡岳,李昂,王莹莹. 高校地质学报. 2014(04)
[9]寺河3号煤甲烷吸附解吸热力学特征[J]. 白建平,张典坤,杨建强,张辉. 煤炭学报. 2014(09)
[10]甲烷在页岩上吸附的热力学[J]. 杨峰,宁正福,王庆,刘慧卿,孔德涛. 中南大学学报(自然科学版). 2014(08)
本文编号：3488586
【文章来源】：天然气地球科学. 2020,31(09)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
校正后的绝对吸附量曲线
利用等量线标绘法计算等量吸附热，首先需要绘制平衡压力的自然对数Lnp与绝对吸附量nab的关系曲线（图5），继而依据曲线形态特征，利用拟合函数对Lnp—nab曲线进行了拟合。本文选用指数函数进行拟合，拟合函数形式如下：式（9）中a、b、c均为方程拟合常数。方程拟合结果如表3所示，不同平衡温度T下Lnp与nab均符合良好的指数函数拟合，拟合相关系数均在0.98以上，方程拟合参数详见表3。
对于nab在0.103 8～0.28 mmol/g范围内，当1/T为0.002 1～0.002 4 K-1时，Lnp—1/T的线性拟合相关系数R2最低可达0.455 98[图7(a）]，不具有线性特征，因而在此nab及1/T范围内无法实现等量线标绘法的等量吸附热计算；当1/T为0.002 5～0.003 3 K-1时，Lnp—1/T的线性拟合相关系数R2在0.75～0.99之间，随着绝对吸附量的升高，相关系数降低，但均符合线性函数拟合。图7 nab为0.103 8～0.28mmol/g范围内的Lnp—nab曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]陆相页岩吸附CH4的热力学特征——以鄂尔多斯盆地延长气田上三叠统延长组页岩为例[J]. 薛培,张丽霞,梁全胜,孙细宁,赵谦平,祁攀文. 天然气工业. 2019(11)
[2]CH4,CO2和N2多组分气体在煤分子中吸附热力学特性的分子模拟[J]. 李树刚,白杨,林海飞,严敏,龙航. 煤炭学报. 2018(09)
[3]煤体吸附CH4及CO2热力学特性试验研究[J]. 林海飞,蔚文斌,李树刚,严敏,白杨. 中国安全科学学报. 2018(06)
[4]页岩过剩吸附量与绝对吸附量的差异及页岩气储量计算新方法[J]. 周尚文,王红岩,薛华庆,郭伟,卢斌. 天然气工业. 2016(11)
[5]柴达木盆地东部石炭系页岩吸附特性实验研究[J]. 李晓媛,曹峰,岳高凡,李英杰,于青春. 地学前缘. 2016(05)
[6]页岩气与煤层气吸附/解吸热力学特征对比[J]. 马东民,曹石榴,李萍,张辉,武杰,郝春生,王力. 煤炭科学技术. 2015(02)
[7]基于吸附热理论的煤—甲烷高低温等温吸附线预测[J]. 岳高伟,王兆丰,康博. 天然气地球科学. 2015(01)
[8]基于微孔充填模型的页岩储层吸附动力学特征分析[J]. 尹帅,丁文龙,刘建军,何建华,王濡岳,李昂,王莹莹. 高校地质学报. 2014(04)
[9]寺河3号煤甲烷吸附解吸热力学特征[J]. 白建平,张典坤,杨建强,张辉. 煤炭学报. 2014(09)
[10]甲烷在页岩上吸附的热力学[J]. 杨峰,宁正福,王庆,刘慧卿,孔德涛. 中南大学学报(自然科学版). 2014(08)
本文编号：3488586
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