页岩高压等温吸附曲线及气井生产动态特征实验

选取四川盆地长宁—威远地区龙马溪组页岩储集层样品,采用高压等温吸附仪开展高压等温吸附曲线测试,运用自主研发页岩气流固耦合实验系统开展了单岩心对比和多岩心串联气井衰竭开发物理模拟实验;在总结吸附、解吸规律基础上,建立了高压等温吸附模型,修正了含气量计算方法,明确吸附气动用规律。研究表明,页岩高压条件下的等温吸附规律与常规低压下吸附规律不同,高压等温吸附曲线随压力变化存在最大过剩吸附量,对应压力为临界解吸压力。高压等温吸附曲线可用于评价页岩吸附气量及吸附气动用程度;高压等温吸附模型能够拟合和表征页岩高压等温吸附规律;修正后的含气量计算方法,可以更客观评估含气量与吸附气比例,是储量评估和产量递减分析的理论基础;吸附气动用程度与压力密切相关,储集层压力低于临界解吸压力,吸附气才能有效动用;气井生产过程中,近井地带压力下降幅度大,吸附气动用程度高,远离井筒,吸附气动用程度低或不动用。

利用等温吸附曲线估算柳林区块煤层气可采资源量

为解决可采资源量计算结果与实际值的误差问题,利用体积法对柳林区块山西组和太原组的煤层气资源量进行计算,采用解吸系数法和等温吸附曲线公式法对计算得到的煤层气资源量进行校正,估算柳林区块的煤层气可采资源量,较好地解决了煤层气资源可采潜力的问题,为下一步编制开发方案和确定投资规模奠定基础.

等温吸附曲线方法在煤层气可采资源量估算中的应用

在缺乏煤层气井生产资料的情况下,为了合理利用我国煤田地质勘探中煤层气解吸法所测的煤层气含量,使其计算的煤层气资源量与可采资源量更为接近,根据煤层气解吸特征,煤储层等温吸附特征,通过计算解吸系数,求取煤层气的解吸率.利用等温吸附曲线与煤层气临界解吸压力的关系,估算出煤层气临界解吸压力,并结合煤层气井的枯竭压力,估算出煤层气采收率,进而获得煤层气可采资源量.结果表明,残余气在煤层气开采时基本上是不可能获得的,另外由于生产技术的原因,参考国外煤层气实际生产情况,井深结构所能达到的最低储层压力之下的煤层气也基本上不能被采出.因此通过解吸系数法校正、等温吸附曲线法校正后,计算的煤层气资源量更能反映煤层气的可采潜力.

五种饲料原料水活性等温吸附曲线研究

通过研究5种常用饲料原料(玉米、豆粕、菜粕、鱼粉和麸皮)的水活性等温吸附曲线,评价了5种常用的数学模型对这几种饲料原料水活性等温吸附曲线的拟合效果,发现玉米的水活性等温吸附曲线效果:Chungpfost方程在(25±1)℃和(17±1)℃时拟合最好,直线方程在(11±1)℃条件下拟合效果最好;豆粕的水活性等温吸附曲线:Henderson方程在(25±1)℃和(17±1)℃时拟合效果最好,直线方程在(11±1)℃条件下拟合效果最好;菜粕的水活性等温吸附曲线:Henderson方程拟合各个试验温度条件下的效果均最好;鱼粉的水活性等温吸附曲线:在(25±1)℃条件下Halsey方程拟合效果最好,Chungpfost方程在(17±1)℃条件下拟合效果最好,而Henderson方程在(11±1)℃条件下拟合效果最好;麸皮的水活性等温吸附曲线:Halsey方程在(25±1)℃条件下拟合的效果最好,Chungpfost方程在(17±1)℃、(11±1)℃条件下拟合效果最好。并选择拟合最好的数学模型计算出各种饲料原料的绝对安全水分含量和相对安全水分含量,以期为饲料储存和饲料生产做出指导。

GDX-502对一元酚动态吸附曲线和吸附容量的研究

测定了ＧＤＸ－５０２树脂对水中９种一元酚的动态吸附曲线和吸附容量，讨论了可能的吸附机理。实验结果表明，水中各种酚对ＧＤＸ－５０２存在着竞争吸附，若水样体积足够大，则水也参与竞争吸附。浓度高的酚，竞争能力强，被吸附容量大。相同浓度的酚，溶解度越小，偶极矩适当大，并能做为电子受体与树脂形成较强的π－键合作用力，则竞争占优势，被吸附容量大。动态吸附曲线上负吸附现象的存在是竞争吸附。

煤岩等温吸附曲线特征在煤层气研究中的应用

在煤层气研究过程中,通过对曲线形态进行分析,认为在煤层气开采初期和中期,兰氏体积和兰氏压力越大,对产气越有利,而在开采后期,兰氏压力越小,对产气越有利。同时,也可根据曲线方程估算出煤层气采收率,进而获得煤层气可采资源量。

基于等温吸附曲线形态研究泥页岩孔隙结构特征

孔隙结构特征分析是泥页岩储层评价的重要内容之一,为了深入了解页岩储层,需要先对页岩的孔隙结构特征进行研究,但是常规的孔隙结构研究方法在泥页岩孔隙特征描述中有局限性。泥页岩含有大量的粘土矿物、石英、长石、岩屑等。各类碎屑含量和排列方式不同,导致泥页岩的孔隙结构特征具有多样性,吸附性能差异很大,这会反映到等温吸附曲线形态上。可以根据等温吸附曲线形态分析泥页岩的孔隙结构特征。在Thommes研究的基础上,分析了泥页岩孔隙结构中,孔喉分选对于等温吸附曲线的影响。

玉米豆粕混合水活性等温吸附曲线研究

试验研究了玉米、豆粕混合后水活性等温吸附曲线。结果表明:Henderson模型拟合玉米、豆粕9:1、6:4混合水活性等温吸附曲线效果最好,Chungpfost模型拟合玉米、豆粕8:2、7:3、5:5混合水活性等温吸附曲线效果最好,并由最佳拟合模型计算出不同玉米、豆粕按不同比例混合后的绝对安全水分和相对安全水分含量,其数值分别为10.596%和12.507%、10.251%和12.337%、10.342%和12.736%、10.323%和12.446%、10.558%和12.689%。

气井全煤层吸附曲线的绘制

考虑到测量煤层等温吸附曲线所伴生的煤储层含气量测量误差以及储层混合排采的影响,提出"气井全煤层吸附曲线"的计算、绘制方法,即根据煤层的镜质组最大反射率计算LI吸附流动方程中的相应参数,根据煤层的埋深确定储层温度和煤层吸附压力上限,计算低于吸附压力上限时各煤层在不同压力下的吸附量,将所有煤层在相同压力下的吸附量加和得气井全煤层吸附曲线。

安徽省几种旱地土壤磷吸附曲线的研究

本文运用Langmuir公式,研究了安徽省几种代表性的旱地土壤:砂姜黑土、粘盘黄褐土、和黄红壤的磷吸附曲线,探索了最大吸附量b、吸附能常数K和吸附量Y。结果表明,最大吸附量和吸附能常数K能较好地反映土壤的固磷与供磷状况,可为合理施用磷肥提供依据。

土壤水汽吸附曲线的模拟及其滞后效应

准确模拟土壤水汽吸附曲线对于研究土壤与水分子之间的相互作用机理及预测土壤中挥发性有机气体的运移有重要意义。选择了中国不同地区七种典型土壤,评价了Guggenheim Anderson-de Boer(GAB)模型对水汽吸附和解吸曲线的模拟效果,并就水汽吸附行为的影响因素、水分子与土壤颗粒的相互作用机制进行了讨论。结果表明,对于七种供试土壤的水汽吸附和解吸曲线,GAB模型均方根误差小于0.000 7,决定系数大于0.995。相比土壤水汽解吸附过程,水汽吸附过程土壤的单层吸附水含量较低,而纯液态和单层吸附的水分子自由焓差较高。水汽吸附与解吸附过程中土壤单层水含量和滞后指数与有机碳含量呈极显著的正相关关系,而与黏粒含量的相关性受矿物类型的影响。

页岩储层标准等温吸附曲线的建立——以鄂尔多斯盆地长7页岩储层为例

页岩的矿物成分复杂、孔隙结构多样,导致页岩吸附性能差异大,同一储层中不同岩样的等温吸附曲线形态变化大,有必要针对页岩建立标准等温吸附曲线。对来自鄂尔多斯盆地长7油层组的页岩储层样品进行了低温液氮等温吸附实验,将实验所得曲线进行初步标准化后按照BET理论中的常数C值取2为底的指数进行分类并标准化。再将所有样品的标准等温吸附曲线使用4种吸附层厚度方程在Matlab数值分析软件中进行参数拟合,用以验证标准等温吸附曲线。按拟合精度从小到大排列的4种吸附层厚度方程的顺序为:Carbon Black 2次方程<Carbon Black 3次方程<Halsey方程<De Bore方程。最后通过参数平均得出了每一类型的页岩标准等温吸附曲线。所得页岩储层的标准等温吸附曲线代表了一系列表面性质相似的储层的吸附特征,可直接用于油藏数值模拟或油藏工程计算,简化了大量的繁琐计算过程,降低了岩样随机选择所导致的数据不确定性,且使计算结果具有较强的代表性。

应用等温吸附曲线方程快速测定烟丝的含水率

建立水活度0.1~0.9区间内烟丝(叶丝、膨胀烟丝、梗丝、气流叶丝、成品烟丝)的等温吸附曲线模型,对标烘箱法测定的含水率,构建烟丝含水率与水活度的预测模型方程;针对烟草加工环境相对湿度40%~80%区间内样品进行梯度验证,对模型方程参数进行修正,修正后对实际样品进行二次验证。结果表明,修正后模型方程决定系数均大于等于0.999 8,通过水活度预测的烟丝含水率平均相对误差小于3%,含水率预测值与实测值的最大差值为0.46%。

基于等温吸附曲线煤储层评价指标的建立

云南YW煤层气区块9号煤层平均含气量虽然较高,达9.7 cm^(3)/g,但由于地质构造复杂,经多年勘探评价,仍未取得突破,单井产气量仅50~300 m^(3)/d。基于等温吸附曲线,从煤层气成藏要素-吸附气体、煤储层介质及外部围岩环境的角度,通过数学推导、计算及实验数据的统计分析,筛选并定义了三个煤储层评价指标-含气指数(GBI)、构造煤指数(TDCI)和保存压力(PP)。采用该指标体系对云南YW区块9号煤层进行了评价,结果表明:含气指数较高区域(GBI>0.6)位于区块中部,但该区域主要为碎粒和糜棱结构的煤体结构,容易造成气体运移通道堵塞,导致现有单井产气量不高;仅在北部原生-碎裂结构分界线附近较适宜部署,实际有利区非常有限。因此,该指标体系为构造复杂煤层气区块的储层评价提供了一种新思路。

Birnessite型二氧化锰纳米花吸附水中Pb^(2+)性能研究

水体中重金属的污染对人类生产生活造成了重要影响。以Birnessite型二氧化锰纳米材料作为新型吸附剂,研究其对水中Pb^(2+)的吸附性能。首先,利用液相合成方法制备尺寸在200~900 nm之间的Birnessite型二氧化锰纳米花,通过超声的方式将其分散在含有Pb^(2+)的水体中,考查吸附过程中水体pH值、离子强度、材料尺寸、吸附时间和Pb^(2+)初始浓度对Birnessite型二氧化锰纳米花吸附Pb^(2+)的影响;同时,结合动力学模型和等温吸附曲线模型的拟合数据,分析材料吸附Pb^(2+)过程的机理。实验结果表明,制备的Birnessite型二氧化锰纳米花在pH值5~9之间的水中对Pb^(2+)均具有稳定的良好的吸附性能,最大吸附量可达300 mg·g^(-1);Birnessite型二氧化锰纳米花的尺寸越小其比表面积越大,吸附性能越好;同时在高离子强度下其仍保有80%左右的吸附能力。吸附动力学和等温吸附曲线拟合数据表明Birnessite型二氧化锰纳米花吸附水中Pb^(2+)的过程主要是单分子层均匀覆盖的化学吸附过程。

页岩对甲烷的吸附影响因素及吸附曲线特征

页岩气吸附影响因素及机理分析是其能高效开发的基础理论问题。通过页岩样品对甲烷的容量法等温吸附实验,获取它们在不同压力、温度、样品粒径和含水条件下的一系列等温吸附曲线,分析了曲线特征以及吸附规律与Langmuir吸附定律的符合程度,并对吸附曲线弯折的现象进行了讨论。研究发现:低有机碳含量的页岩对甲烷的等温吸附曲线与标准的Ⅰ型等温线有差别,其吸附规律与Langmuir方程符合程度较低,不同温度和不同粒径下的等温吸附曲线与Ⅰ型等温线的差异大小不明显,但湿样的表现比较突出,会出现负吸附;低有机碳含量的页岩对甲烷的等温吸附曲线多在甲烷临界压力前后似有弯折,近于两段式的表现。推测发生此现象的原因为实验误差、页岩的非均质和吸附过程中基质膨胀以及吸附相的存在。

磷石膏淋滤液磷在红黏土中的迁移转化与吸附特性研究

为了探究磷石膏淋滤液磷在土壤中的迁移转化及赋存状态,文章以贵州某磷石膏堆场为研究区,通过室内物理模拟实验与土壤吸附实验,分析磷石膏淋滤液磷在红黏土中的迁移转化特征,并探讨了红黏土对磷的吸附成因。研究结果表明:不同磷石膏厚度与红黏土厚度,对磷石膏淋滤液磷的迁移有显著影响,其中磷石膏厚度越大,淋滤液中磷浓度越大,而红黏土土层厚度越大,淋滤液中磷浓度越低;磷石膏淋滤液磷在红黏土中的迁移转化过程中,其各形态之间不断发生转变,并有一部分会被红黏土所吸附,从而使磷浓度随之降低,主要存在形态为可溶磷与无机磷,占比分别为80%~94%和80%~95%,有机磷与颗粒态磷含量较小,占比分别为5%~20%和5%~16%;红黏土对磷石膏淋滤液中磷的最大吸附量为0.23mg/g,且红黏土对磷的吸附等温曲线符合Freundlich方程,相关系数R2为0.98678,吸附过程符合准二级动力学模型,相关系数R2为0.96414。

“一点法”不同温度吸附曲线预测模型

利用已知埋深储层在一定温度下甲烷吸附特征,预测深部或浅部储层不同温度和不同压力条件下的吸附能力,对页岩气藏的勘探开发具有重大实用意义。基于Polanyi吸附势理论与Langmuir吸附理论,揭示了温度对吸附曲线的影响规律,提出了＂仅利用一条等温吸附曲线预测其他温度吸附曲线＂的方法。利用本研究方法,在龙马溪组页岩S1室内实验30℃吸附数据的基础上,预测出45~120℃吸附曲线,同时,结合实际储层压力梯度与地温梯度,量化了储层埋深与页岩吸附能力关系曲线。验证结果表明：页岩S1在不同温度下的吸附曲线预测结果与实验数据基本吻合;且预测的等温吸附曲线符合Clausius-Clapeyron等量吸附热理论,从而可以仅利用一条等温吸附曲线计算出该页岩样品吸附热,将为高效评估储层条件下页岩吸附气含量奠定理论基础。

应用等温吸附曲线判断水稻土供硅能力 Ⅰ等温曲线方程参数与水稻相对产量的关系

选取低浓度系列平衡液进行等温吸附解吸试验,并结合田间试验的效果,研究了不同水稻土对硅的吸附解吸特征及其与土壤理化性质水稻土供硅能力之间的关系。结果表明:在低浓度梯度条件下,直线方程y=bx-a可以很好地描述土壤对硅的吸附过程。水稻相对产量与a之间存在着极显著的幂指数函数正相关关系,所以,a可以作为评价水稻土供硅能力的指标。

煤的等温吸附曲线对比研究

以贵州官仓煤矿C4煤层为煤样,进行30、40、50℃下的吸附实验,并采用吸附势理论和吸附热理论对40℃和50℃煤的等温吸附曲线进行预测,对比得出预测精度较高者。研究结果表明,吸附势理论和吸附热理论在预测等温吸附曲线时都具有较高的预测精度,前者的预测精度比后者的高,前者的误差分布优于后者的;随着预测压力的增大,吸附势理论预测的相对误差逐渐减小,吸附热理论预测的相对误差先减小后增大呈"U"型,并在4.5 MPa左右达到最小。