温度/压力对甲烷超临界吸附能量参数的影响机制

• 作者: 吴双 李松 李翔 汤达祯
• 来源期刊: 煤炭科学技术
• 学科: 地球科学
• 关键词: 煤层气 煤-甲烷超临界吸附体系 Gibbs过剩吸附量 吸附势 表面自由能 吸附活化能
• 年，卷（期）: 2019,（9）
• 所属期刊栏目: “煤层气勘探开发技术研究进展”专题
• 页码范围: 60-67
• 页数: 8页
• 分类号: P618.11
• 字数: 7431字
• 语种: 中文

摘要

煤层气在储层高温高压环境中主要以超临界吸附状态赋存,温度和压力是影响煤储层含气性的重要外部控制因素,温压条件改变意味着煤-甲烷吸附体系的原始平衡状态被打破,体系能量发生变化.基于无烟煤等温吸附试验数据,通过Gibbs方程对比了甲烷超临界与亚临界吸附的差异,从吸附热力学和吸附动力学角度,分析了温度和压力对甲烷超临界吸附过程中的能量参数的影响规律.结果 表明:超临界条件下的煤-甲烷吸附体系绝对吸附量大于过剩吸附量,二者间的差异随平衡压力增大而增大,随温度升高而减小.对于特定的煤-甲烷吸附体系,吸附势与吸附空间在任意温压条件下呈现单一吸附特征曲线关系,且平衡压力增加引起吸附势减小,吸附空间增大,而温度升高引起吸附势增大,吸附空间减少.甲烷分子主要以菲克型扩散方式在煤岩中传质,由于分子平均自由程受温压控制,扩散系数随压力增大而减小,随温度升高而增大.气体分子吸附活化能本质为分子动能的体现,不受体系压力影响,但受体系温度影响,温度越高,吸附活化能越大.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	吴双		5	2	1.0	1.0
2	李翔		3	6	2.0	2.0