压力驱动条件下页岩微纳米孔隙CO_(2)/CH_(4)竞争吸附特性

流动状态下的CO_(2)/CH_(4)竞争吸附特性对高效开采页岩气具有重要作用。引入吸附选择性系数和置换效率,建立石墨烯微纳米孔隙模型,采用非平衡分子动力学方法,在压力驱动条件下,模拟微纳米孔隙中注入压力、温度及压差对CO_(2)/CH_(4)二元混合物竞争吸附行为的影响。结果表明:CO_(2)吸附能力强于CH_(4),流动状态下吸附选择性系数和置换效率与注入压力呈正比,与温度呈反比;流动状态下的CO_(2)/CH_(4)的吸附选择性较无流动时的低。该结果为研究页岩储层中CO_(2)/CH_(4)竞争吸附机理提供依据。

煤吸附CH_(4)/CO_(2)混合气体的试验研究

为了揭示CH_(4)/CO_(2)混合气体在煤中的竞争吸附特性,开展了5种不同比例CH_(4)/CO_(2)混合气体在煤中的等温吸附试验。试验表明:纯CH_(4)、纯CO_(2)吸附量与气体压力的关系满足Langmuir方程,相同条件下,煤吸附CO_(2)是CH_(4)的2倍;不同比例CH_(4)/CO_(2)混合气体吸附量总是介于单组分CH_(4)和CO_(2)之间,煤对混合气体不是独立吸附,而是竞争吸附,CO_(2)在竞争吸附过程中占优势;随混合气体中CO_(2)体积分数增加,吸附选择性系数增大,且始终大于1,表明注入CO_(2)驱替CH_(4)是可行的,即CO_(2)-ECBM/CO_(2)封存是可行的;BET多组分气体吸附模型更适合预测煤吸附CH_(4)/CO_(2)混合气体的量。