页岩粒径对甲烷吸附性能影响

摘要：

为了研究粒径对页岩吸附甲烷的作用机理,分别制成粒径范围为1 700～3 350μm、850～1 000μm、180～250μm和106～131μm的4种样品,开展了高温高压等温吸附实验,根据Langmuir吸附理论并拟合实验结果获得了不同粒径下的吸附参数,分析基于粒径作用下的孔隙连通性、比表面积和粗糙度对吸附能力的影响,并探讨页岩吸附的粒径敏感性.结果表明:随页岩粒径减小,甲烷吸附量增加,Langmuir体积呈现出先急剧增大后减小再增大的趋势;粒径从1 700～3 350μm减小至180～250μm,中孔体积增加了72.46倍,直径小于5nm孔隙的孔容贡献率从57.94％增至80.36％,比表面积贡献率从74.34％增至92.85％.结论认为:①粒径随颗粒碾碎减小,改善了孔隙连通性,减少了吸附阻碍,优化了甲烷分子的传质吸附路径,提高了吸附速率;②粒径越小,被包裹的闭孔暴露出来,2～5nm的中孔数量增加,孔隙体积和比表面积得到了较大的提高,为甲烷分子提供了更大的吸附空间;③粒径减小增强了孔隙表面的粗糙程度,贡献了比表面积的同时也使得颗粒中的有机质和黏土矿物一定程度地暴露出来,增加了更多的高能吸附位.

关键词：页岩、四川盆地、粒径、吸附性能、比表面积、粗糙度、吸附位

所属期刊栏目：28

分类号：TE122.2(石油、天然气地质与勘探)

资助基金：国家科技重大专项“彭水地区常压页岩气勘探开发示范工程”编号:2016ZX05061;四川省教育厅重点项目编号:16ZA0077;国家自然科学基金编号:51674209联合资助.

在线出版日期：2017-03-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：272-279