煤低压吸附瓦斯变形试验

在瓦斯抽采和煤炭开采过程中,始终伴随着煤对瓦斯的吸附和解吸,煤吸附瓦斯发生膨胀变形,解吸瓦斯发生收缩变形。利用自制的吸附解吸试验装置,测试了煤在低压吸附瓦斯过程中煤体变形规律。试验结果表明:煤样在同一瓦斯压力下的吸附变形分为快速增长、缓慢增长、平衡3个阶段;煤体吸附瓦斯膨胀变形呈各向异性,垂直层理方向和平行层理方向的变形整体变化趋势呈现一致性;在等梯度加压吸附过程中,随着吸附瓦斯压力的不断增大,煤样吸附膨胀变形梯度值逐渐呈增大趋势;一次加压吸附煤膨胀变形量小于等梯度加压吸附至相同吸附压力值时的累积变形量。

样品粒度对气体吸附实验的影响-以四川长宁龙马溪组及五峰组页岩为例

尽管低压气体吸附法已被广泛应用于泥页岩多孔矿物孔隙度的表征,然而到目前为止并没有一个统一的标准来规范样品的粒度。该文以四川长宁地区龙马溪组和五峰组露头页岩样品为例,旨在探究样品颗粒大小对气体吸附实验的影响并尝试提出适合于低压N_(2)和CO_(2)吸附测量的粒径范围。该文通过TOC、Ro、XRD测试以及扫描电镜观察获得了页岩样品的基础岩石学特征和孔隙特征,并对不同粒度样品进行低压CO_(2)和N_(2)吸附实验。结果表明:粒度变化对CO_(2)以及N_(2)吸附实验均存在不同程度的影响。在极端细碎(200目)的情况下,部分原生孔隙结构被破坏,吸附作用明显减弱,总孔隙体积减少,比表面积降低,实验结果误差较大。而140~180目样品孔隙暴露程度最为充分,建议作为CO_(2)和N_(2)吸附实验的最佳粒度范围。高的有机质含量有利于孔隙的发育,相较于五峰组样品,龙马溪组样品TOC含量高,所以气体吸附量更高,比表面积、孔隙体积更大。研究成果对完善气体吸附实验的样品处理标准以及提高页岩孔隙定量表征的精确度有着重要的意义。

车载LNG绝热气瓶的BOG吸附回收装置设计与性能测试

液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)燃料汽车的应用范围主要是大型公交和重卡,其闪蒸气(Boiling Off Gas,BOG)的排放限制了LNG在小型家用汽车上的应用。设计了一套闪蒸气(BOG)吸附储存装置,该装置容积15 L,内装翅片管。在车辆停止时,LNG不断蒸发,并被吸附罐吸附,使得LNG杜瓦内压力维持在较低值;车辆启动时,将天然气脱附并燃烧。在常温,低压的吸附条件(1.5 MPa,30℃)下,测试了吸附储罐的吸附性能。针对高表面积吸附剂(比表面积1 500 m2/g以上),吸附能力最大可达43.5 V/V。同时,测试了不同脱附温度,脱附速度下,吸附储罐的脱附性能。

经尿道镜气压弹道联合钬激光碎石配合低负压吸附治疗膀胱结石126例疗效分析

目的探讨我院近三年来经尿道气压弹道联合钬激光碎石配合低负压吸附系统治疗膀胱结石的临床疗效。方法回顾性分析2014年1月至2016年11月我院126例膀胱结石患者的临床资料。结果 124例患者一次性碎石清石,2例患者因结石较大分期碎石,治疗时间10~95min,术中术后未发现大出血、膀胱穿孔、水中毒等并发症,术后复查膀胱结石治愈。结论该方法多种措施相结合,取长补短,具有操作简单,创伤小,恢复快,患者耐受性好,值得临床推广。

气体吸附分析仪温度控制系统的研制

基于气体吸附分析仪的液位传感器工作原理,针对目前气体吸附仪温度控制范围较为有限这一问题设计了一种新的温度控制系统。该系统包括浮球液位传感器、保温罐及恒温循环浴3个组成部分,有效扩大了气体吸附仪测试过程中的温度控制范围且性能稳定可靠。通过该系统对St?ber SiO+2样品进行低压N2和CO2吸附实验,其结果表明,该温度控制系统能够完成多种温度条件的气体吸附测试,并且测试结果具有较好的准确性和可靠性,可广泛扩展气体吸附仪的测试方法和应用范围。

高阶原生煤与构造煤的孔隙及分形特征研究

为了研究高阶原生煤和构造煤的孔隙结构与分形特征,采用压汞法、低压N2吸附法和低压CO_(2)吸附法对所选的煤样进行了研究,比较了原生煤与构造煤之间的孔径分布、孔容和比表面积、孔型和连通性以及分形维数差异。结果表明:构造煤以开放型孔为主,并比原生煤具有更好的连通性;原生煤和构造煤二者的Dubinin-Radushkevic(D-R)和微孔比表面积之和都占到了总比表面积的99%以上,从而为瓦斯的吸附提供了更多的空间;构造煤较大的孔容和比表面积造成其高瓦斯含量的特征;构造煤渗流孔孔隙简单,吸附孔孔隙结构复杂性较低,孔隙表面相对光滑,提高了瓦斯在孔隙中的运移能力。

不同粒度构造煤的孔分形特征研究

为分析不同粒度构造煤的孔分形特征,采集河南省平顶山煤田东部十矿构造煤样品,破碎筛分成不同的粒度区间:1.0~0.5 mm、0.50~0.25 mm、0.25~0.15 mm、0.15~0.09 mm、0.09~0.075 mm,进行低压N_(2)吸附测试。根据分形FHH理论,通过低压N_(2)吸附的p/p_(0)<0.45、p/p_(0)≥0.45区间分别确定分形维数D_(1)、D_(2),表征孔表面形态粗糙度、孔结构规则性。结果表明,不同粒度构造煤具有不同的分形维数,D_(1)、D_(2)的变化范围分别为2.6166~2.7789,2.4997~2.5537。平均孔径是影响分形维数的重要参数,平均孔径降低,D_(1)减小(孔表面形态越平滑),D_(2)增加(孔结构越不规则);2~5 nm孔是控制分形维数的关键指标,2~5 nm孔增多,D_(1)减小,D_(2)增加。研究成果可为构造煤的吸附性分析和安全开采提供理论参考。

不同粒度构造煤的孔结构特征研究

煤的孔结构特征是影响煤层气吸附的关键参数,构造煤的煤体结构破碎,煤粒径变化范围大,明确不同粒度构造煤的孔结构特征对瓦斯赋存规律研究具有重要意义。以河南省平顶山煤田东部十矿采集的构造煤为研究对象,将构造煤样品破碎筛分为5个粒度:1.0~0.50、0.50~0.25、0.25~0.15、0.15~0.09、0.090~0.075 mm,通过低压N_(2)吸附测试表征不同粒度构造煤的孔结构特征。结果表明,不同粒度构造煤的低压N_(2)吸附/脱附等温线为Ⅳ型,滞后回线为H3型,BET比表面积、BJH孔体积的变化范围分别为0.6926~1.3416 m^(2)/g、0.00349~0.00722 cm^(3)/g。构造应力作用破坏煤体结构,完整的孔结构被破坏,部分超微孔喉被移除,可接触的中孔、大孔增加,BET比表面积、BJH孔体积随着煤粒度的降低而增大。为准确表征构造煤的孔结构特征,应选择不同粒度的构造煤进行分析,研究可为构造煤的吸附性和煤与瓦斯突出分析提供重要指导。

EBS蜡静电荷电和模壁润滑特性研究

采用粉末冶金静电模壁润滑和冷压/温压技术,通过对316L不锈钢粉进行压制和烧结,从而研究出压制过程中润滑剂EBS蜡粉的静电和润滑特性。结果表明:经较长(L)的输粉软管摩擦后,EBS蜡粉表现出较好的荷电性和低压吸附能力;在温压中(110℃)EBS蜡粉比室温下表现出更好的润滑性;高密度生坯中EBS蜡粉作为内润滑剂少量存在对烧结样品的密度和形状并没有出现负面的影响。

四川盆地龙马溪组页岩储层孔隙结构的定量表征

页岩孔隙结构的定量表征可为页岩储层质量评价提供基础参数,但是利用常规方法很难准确表征页岩的微米—纳米级孔隙结构。以四川盆地龙马溪组含气页岩为研究对象,综合对比常用的氮气（N2）吸附法、高压压汞法、核磁共振法等页岩测试手段的原理及优缺点,提出利用低压氮气吸附法测得的累计孔径分布来拟合页岩核磁T2谱相对应的累计孔径分布,优化页岩核磁T2谱与孔径的转换系数C,进而应用核磁共振测试结果来表征页岩中不同尺度的孔隙分布。该方法可以弥补传统的低压氮气吸附与高压压汞联合表征方法的不足,因为高压压汞法测试可能会导致页岩破裂,产生大量微米级裂缝,这些微裂缝很难与天然微裂缝区分开。此外,核磁共振具有对岩样加工简单、人工破坏性小、测试不需外来压力等优点,因此推荐低压氮气吸附法与核磁共振法联合表征页岩的孔隙结构方法,它能科学、准确地表征页岩的孔喉分布。研究表明,龙马溪组页岩孔径分布曲线具有双峰或三峰特征,主要孔径为0.2~100.0 nm,介孔和微孔占优势,孔隙体积百分比分别为67.75%和25.33%。最终明确了该区页岩储层孔隙结构的定量表征方法。

四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩孔隙结构特征

页岩的孔隙结构特征对页岩气的储集和运移有着显著的影响。不同的孔隙结构表征技术往往适用于特定的孔隙尺寸范围,而由于页岩孔径大小变化范围较大且发育大量的纳米级孔隙,对其孔隙结构进行合理的表征十分困难。为此,综合利用低压N_2吸附法、高压压汞法以及岩心核磁共振法对四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩的孔隙结构特征进行了深入研究,探讨了影响孔隙发育的主要因素。结果表明：①该区龙马溪组页岩孔隙形状复杂,孔径分布普遍具有双峰或三峰特征,主要发育孔隙直径介于0~10 nm的微孔和中孔,也有少量大孔和微裂缝发育;②页岩样品的矿物成分以石英和黏土矿物为主,而后者是页岩微孔和中孔发育的主要贡献者,其含量与岩样微孔体积和中孔体积均具有正相关性;③此外,有机碳含量也是控制该区泥页岩孔隙发育的主要因素之一,主要通过有机质热演化生烃作用影响孔隙的发育;④目前的测试手段难以对直径小于2 nm的孔喉进行准确测试,这也是未来攻关的技术难点。

含瓦斯煤体孔隙结构与受载细观变形特征规律研究

为了研究煤体的微观孔隙特征和吸附瓦斯煤体受载细观变形规律,采用低压液氮吸附、SEM研究了煤体孔隙的类型和孔径分布,研制了吸附瓦斯煤体加载CT扫描装置,利用工业CT扫描观测了吸附瓦斯煤体在加载过程中的细观变形过程。结果表明:煤表面的孔隙有圆柱形、狭缝形、楔形、墨水瓶形等,按照内部孔隙的连通类型分为贯通孔、内部连通孔、一端封闭孔和闭孔;不同应力条件下的CT图像显示,煤体内部呈非均质性,孔隙表现为非均匀分布特征,吸附瓦斯煤体在受载破坏裂隙也呈非均匀特性;吸附瓦斯煤体在受载条件下局部同时呈现膨胀效应和压缩效应,但在整体上表现是膨胀效应,这是由于煤体多孔性和非均质特性决定的。研究成果揭示了煤体微细观结构及变形特征,为研究含瓦斯煤体破坏机理及突出灾害动力过程提供了细观手段和研究基础。

渝东南页岩微观孔隙结构特征及其控制因素

为评价渝东南地区下志留统龙马溪组页岩储层,运用超低压N2吸附实验、X衍射实验以及有机地球化学实验等方法,研究页岩孔隙结构特征及其控制因素。研究发现：渝东南地区龙马溪组页岩中微孔和中孔广泛发育,孔形以板状孔和柱状孔为主;页岩孔径分布曲线呈现三峰特征,其中,微孔主要发育在0.5~0.7 nm和1.1~1.5 nm范围内,中孔主要发育在4.0~7.0nm范围内;有机质是控制页岩微孔和中孔结构特征的最主要因素。该研究结果有助于渝东南地区富有机质页岩储集能力的评价。

样品粒径对高过成熟度页岩低压气体吸附实验结果的影响

为了评价样品粒径对页岩孔径参数测定结果的影响,并探索适用于页岩孔径参数测定的粒径范围,以渝东南地区下寒武统牛蹄塘组3块不同TOC含量的页岩为研究对象,结合低压N2/CO2等温吸附实验及有机岩石学、激光拉曼光谱学、XRD测试等方法,讨论了样品破碎、筛分等前处理对高过成熟度页岩的矿物组成、比表面积及孔径分布等测定结果的影响。结果表明:研究区下寒武统牛蹄塘组页岩孔隙类型主要为有机质孔和黏土矿物粒间孔,有机质孔隙的发育具有非均一性;破碎筛分会对页岩的矿物组成产生无规律的分异作用;样品粒径小于0.425 mm(>40目)时,粒径降低会增大页岩的比表面积并显著影响介孔和宏孔的孔体积,但是当样品粒径大于2 mm(<10目)时,会显著增加低压N2等温吸附实验的时间;粒径大小对微孔孔体积的影响不明显。综合实验结果的稳定性、时效性及页岩的非均质性等因素,建议采用10~40目的样品来开展页岩的孔径参数分析测试实验。

桂中坳陷环江凹陷上古生界海相页岩储层孔隙结构和分形特征研究

通过有机地化分析、全岩X衍射矿物分析、甲烷等温吸附及低压氮气吸附实验,本文对桂中坳陷环江凹陷上古生界页岩样品的孔隙结构及分形特征进行了研究.结果表明:研究区页岩总有机碳含量(TOC)平均为2.40%,热成熟度(Ro)平均为2.65%,处于过成熟演化阶段.页岩主要的矿物组成为石英和黏土.页岩的比表面积平均为5.86 m2/g,孔容平均为0.014 9 mL/g,平均孔径为11.2 nm.页岩中发育大量的中孔,主要呈两端开口的圆筒形孔或四边开放的平行板状孔.页岩中TOC含量和石英含量越多,微-中孔越发育、比表面积和孔容越大,而平均孔径则变小.通过Frenkel-Halsey-Hill (FHH)模型和氮气吸附实验数据计算得到孔隙表面分形维数D1(平均为2.428 4)和孔隙结构分形维数D2(平均为2.622 2),对应的相对压力(P/P0)分别是0~ 0.45和0.45 ~ 0.99.分形维数D1、D2随着比表面积、孔容的增加而增加,而平均孔径随着前者的增加而减小.分形维数D1、D2、TOC含量、石英含量和甲烷吸附量之间呈现较好的正相关性,但随着黏土矿物含量的增多而减小.分形维数D1与Langmuir压力存在弱负相关性,分形维数D2随Langmuir压力增大有变大的趋势.桂中坳陷西北部页岩分形维数越大,孔隙结构越复杂,其对天然气的吸附和存储能力越强.

辽河油田次生气无害化处理技术

为解决次生气排放问题,开发了辽河油田次生气无害化处理技术。主要应用低压变压吸附等组合技术来实现次生气的分离。其中分离出的CH_4用作油田燃料,CO_2用于回注驱油。这样既解决了次生气排放问题,又实现节能、环保的要求。

蜀南地区富有机质页岩孔隙结构及超临界甲烷吸附能力

以蜀南地区龙马溪组下部富有机质页岩为研究对象,通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、低压氩气吸附实验和重力法高压甲烷吸附实验,研究页岩孔隙结构特征及超临界状态下页岩储层的甲烷吸附能力,并讨论了页岩孔隙结构对甲烷吸附能力的影响。研究表明,蜀南地区龙马溪组富有机质页岩主要发育有机质孔隙,页岩孔隙结构非均质性强,比表面积为16.846~63.738 m^2/g,孔体积为0.050~0.092cm^3/g,微孔和介孔贡献页岩90%以上的比表面积,介孔和宏孔贡献页岩90%以上的孔体积。甲烷在地层条件下处于超临界状态,过剩吸附曲线在约12 MPa时出现极大值,随后开始下降。使用修正过的四元Langmuir-Freundlich(L-F)方程拟合高温甲烷过剩吸附曲线,拟合效果较好,相关系数大于0.997。页岩饱和吸附量为0.067 0~0.220 2 mmol/g,不同页岩样品吸附能力差异明显。海相富有机质页岩中,随着有机质含量的增大,有机质孔隙数量增多,且页岩中微孔比例增大,微孔的吸附能力远大于介孔和宏孔,故页岩吸附能力增强。有机质含量是影响蜀南地区海相富有机质页岩孔隙结构和甲烷吸附能力的主要因素。