基于等温吸附的页岩水分传输特征研究

基于等温吸附的页岩水分传输特征研究

论文摘要

研究页岩的水分传输特征至关重要,不仅有助于认识页岩的物理化学性质,而且也有助于评价页岩气的吸附扩散和流动能力.本文设计了页岩的水分传输实验装置,采用美国伍德福德和中国南方龙马溪组页岩为研究对象,开展了不同温度、不同湿度下页岩的水分传输实验,研究了页岩的水分传输特征和影响因素.结果表明,页岩的水分吸附属于Ⅱ型曲线,包含着单分子层吸附、多分子层吸附和毛细凝聚的过程,GAB模型可用于描述页岩的水分吸附过程;水分吸附随着相对压力的增大而增强,有机碳含量和温度对页岩水分吸附起着增强作用,而方解石会抑制页岩的水分吸附;随着相对压力的增大,页岩的水分扩散系数呈现先增大后减小随后增加的趋势,其系数大约在8.73×10-9~5.95×10-8m2/s之间;伍德福德页岩的等量吸附热均大于龙马溪页岩的等量吸附热,这与其页岩的成熟度有关.研究结果为认识页岩的物理化学性质和力学性能以及评价页岩气的吸附流动能力提供参考依据.

论文目录

  • 引言
  • 1 基础理论
  •   1.1 页岩的等温吸附
  •   1.2 水分吸附的数学模型
  •   1.3 水分扩散系数
  •   1.4 等温吸附热
  • 2 实验样品和方法
  •   2.1 实验样品
  •   2.2 实验方法
  • 3 实验结果分析与讨论
  •   3.1 页岩水分等温吸附曲线
  •   3.2 吸附等温线拟合
  •   3.3 不同温度和矿物结构对水分吸附的影响
  •   3.4 水分扩散系数
  •   3.5 等温吸附热
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 沈伟军,李熙喆,鲁晓兵,万玉金,郭伟,左罗

    关键词: 页岩气藏,水力压裂,等温吸附,水分传输,扩散系数,吸附热

    来源: 力学学报 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 地质学,石油天然气工业

    单位: 中国科学院力学研究所,中国石油勘探开发研究院,中国石化石油工程技术研究院

    基金: 国家自然科学基金(11802312,U1762216),美国国家能源技术实验室(ESD14085)资助项目

    分类号: P618.13;TE31

    页码: 932-939

    总页数: 8

    文件大小: 936K

    下载量: 273

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