為了研究不同狀態(tài)CO₂驅替頁巖吸附CH₄的動態(tài)特性,以鄂爾多斯盆地陸相延長組頁巖為研究對象,開展了不同狀態(tài)CO₂驅替頁巖吸附CH₄的柱動態(tài)學實驗,并采用Coats-Smith兩區(qū)模型模擬了儲層內CO₂驅替吸附CH₄的動態(tài)過程。研究結果表明:隨著CO₂注入壓力的提高,穿透曲線的拖尾現象更加明顯,實驗初期流出的純CH₄的量逐漸降低且CO₂的封存量逐漸增大;當CO₂注入壓力為8.0 MPa時,不同溫度下的穿透曲線不重合,超臨界態(tài)CO₂更容易擴散進入不可動區(qū)內去置換吸附的CH₄;液態(tài)和超臨界態(tài)CO₂在頁巖上的吸附性強于氣態(tài)CO₂。 

【文章來源】：中國科技論文. 2020,15(05)北大核心

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

固定床吸附裝置示意圖

圖2為不同溫度與不同CO2注入壓力下吸附柱出口端的CH4物質的量分數,由圖2可知:對于每一條穿透曲線,隨時間的增加,曲線呈先水平、然后急劇下降、后又變平緩的趨勢,這是因為在實驗初期,CO2仍未穿透,吸附柱出口的流體為CH4,所以穿透曲線在實驗初期存在一段平臺期;當CO2穿透時,由于此時吸附柱內仍有大量游離態(tài)CH4,隨著時間的推移,大量游離態(tài)CH4流出,因此穿透曲線顯示吸附柱出口端CH4物質的量分數隨時間迅速降低;實驗后期,由于游離態(tài)CH4消耗殆盡,吸附柱內的吸附態(tài)CH4解吸較慢,導致吸附柱出口端CH4物質的量分數變化較慢,此時穿透曲線趨勢較為平緩。圖3 不同壓力不同溫度下CO2密度(CO2密度數據來自REFPROP軟件)

圖2 不同溫度與CO2注入壓力下吸附柱出口端的CH4物質的量分數當CO2注入壓力為5.5 MPa時,穿透曲線基本重合。圖3為不同壓力不同溫度下的CO2密度。由圖3可見:當CO2的壓力為6～8 MPa時,CO2的性質隨溫度的變化很大;當CO2注入壓力為8.0 MPa時,實驗過程中大量CO2壓力處于6～8 MPa,因為此時CO2的性質對溫度的敏感性更強,導致穿透曲線出現不重合的現象;在相同溫度下,CO2注入壓力越大,穿透曲線拖尾現象越嚴重,這是由于CO2注入壓力高,有助于CO2和CH4的混合所致。


本文編號：3015617