考虑水蒸气压力的平衡水页岩等温吸附

• 作者: 宁正福 张爽 曾彦 杜华明 王庆 黄亮 齐荣荣
• 来源期刊: 中国科学（技术科学）
• 关键词: 页岩气 吸附 平衡水 水蒸气压力 等量吸附热
• 年，卷（期）: 2018,（5）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 524-536
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/N092017-00204

摘要

基于改进的容积法等温吸附实验装置, 分别测量了甲烷在干燥、平衡水条件下的页岩等温吸附曲线, 实验温度为303.15, 323.15和353.15 K, 实验最高压力达20 MPa, 实验数据采用修正的Langmuir方程进行拟合. 在开展平衡水页岩吸附实验时, 考虑了水蒸气压力, 认为实验气体为甲烷与水蒸气混合气体, 重新计算了混合气体中甲烷吸附量, 并从吸附热力学角度阐述考虑水蒸气压力的意义, 最后在地层条件下讨论了水蒸气压力对页岩吸附的影响. 结果表明, 考虑/未考虑水蒸气压力的平衡水页岩Langmuir最大吸附量分别为0.053和0.039 mmol/g, 未考虑水蒸气压力的甲烷吸附量被低估26.4％. 干燥页岩的等量吸附热为11.6 kJ/mol, 考虑与不考虑水蒸气压力的平衡水页岩等量吸附热分别为10.7和12.3 kJ/mol, 由于水分优先吸附于能量较高的吸附位, 在水分存在情况下, 平衡水页岩对甲烷的等量吸附热应该小于干燥页岩, 因此, 经水蒸气压力校正后的等量吸附热更加符合热力学一致性. 在地层条件下, 水蒸气压力对页岩吸附的影响分为两个阶段: (1) 浅埋藏阶段(地层深度小于700 m), 此阶段由压力梯度主导, 压力梯度越大, 水蒸气压力对吸附的影响越大;(2) 深埋藏阶段(地层深度大于700 m), 此阶段由压力梯度和温度梯度同时控制, 压力梯度越大, 温度梯度越小, 水蒸气压力对吸附的影响越大.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	宁正福		29	640	10.0	25.0
2	王庆		69	379	11.0	17.0
3	黄亮		28	39	4.0	5.0
4	张爽		21	57	4.0	7.0
5	曾彦		4	44	2.0	4.0
6	杜华明		2	0	0.0	0.0
7	齐荣荣		1	0	0.0	0.0