纯黏土矿物甲烷吸附研究及吸附模型评价

发布时间：2024-03-21 00:57

　　黏土矿物在页岩储层无机矿物中占有重要的比例,其是页岩气吸附的重要场所。由于不同页岩储层成藏条件不同,黏土矿物相对含量存在较大差异,因此也影响页岩气的吸附能力。以X射线衍射(XRD)、低压氮气吸附实验及甲烷等温吸附实验为主要研究手段,XRD结果表明:4种样品(伊利石,蒙脱石,绿泥石,高岭石)纯度较高,均大于94%。低压氮气吸附结果表明:蒙脱石以微孔与中孔为主,孔隙形态主要为四边都开口的平行板状、狭缝状等,含有墨水瓶状的孔;伊利石主要发育有中孔与大孔,绿泥石主要发育有微孔和大孔,高岭石主要发育有中孔和大孔,其的孔隙形态同样都平行板状、狭缝状等为主;比表面积与孔隙体积的依次为高岭石>伊利石>蒙脱石>绿泥石,且两者呈正相关。在61℃,压力为0～25 MPa条件下进行5组甲烷等温吸附试验,包括4组纯黏土矿物及1组由4种纯矿物等质量混合的矿物。纯黏土矿物甲烷吸附量依次为高岭石>伊利石>蒙脱石>绿泥石,黏土矿物的比表面积越大,其甲烷吸附量也越大。对等温吸附实验数据进行拟合发现:Langmuir、Toth及Langmuir-Freundlich吸附模型对于不同矿物总...

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【部分图文】：

图3IUPAC等温吸附回线分类[26]

图2deBoer[25]等温吸附回线分类图4孔径分布曲线

图14种黏土矿物低压氮气等温吸附-脱附线

根据国际纯化学与应用化学联合会(IUPAC)对等温吸附线的分类[22],这4种黏土矿物的等温吸附线(图1)属于其中的Ⅲ型。根据严继民等[23]提出的吸附和凝聚理论可知,对具有毛细孔固体进行吸附-解吸实验时,吸附曲线和解吸曲线会出现分离和重叠两种情况,而当吸附曲线和解吸曲线分离时即....

图2deBoer[25]等温吸附回线分类

根据IUPAC[28]提出的孔隙分类方案,将孔隙分为微孔(半径小于1nm)、中孔(1～25nm)和大孔(大于25nm)。由图4可知,高岭石孔径分布主峰在30.97nm附近,主要孔径分布在13.75～45.44nm;蒙脱石的孔径具有连续分布的特征,主峰在0.708nm附....

图4孔径分布曲线

图3IUPAC等温吸附回线分类[26]由图5可知,不同孔径的孔隙对比表面积和孔隙体积的贡献。高岭石,蒙脱石,绿泥石中微孔对比表面积的贡献都大于中孔和大孔;在中～大孔区域累计孔隙体积上升加快,因此中～大孔对孔隙体积的贡献比微孔大。伊利石微～中孔对比表面积的贡献大于大孔;在约3.5....

本文编号：3933575