煤、页岩和砂岩孔隙结构差异性及对甲烷吸附的影响研究
李全中1
胡海洋2
吉小峰3
1.山西工程技术学院,山西 阳泉 045000;山西工程技术学院 矿区生态修复与固废资源化省市共建山西省重点实验室培育基地,山西 阳泉 045000;中国矿业大学 资源与地球科学学院,江苏 徐州 2210002.贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心,贵州 贵阳 5500813.太原科技大学 能源与材料工程学院,山西 太原 030024
摘要：查明煤、页岩和砂岩孔隙结构差异性,对煤层气、页岩气和致密砂岩气的开发具有重要意义.采集煤、页岩和砂岩样品,利用压汞法、低温氮气吸附法、低温二氧化碳吸附法测试样品的孔隙结构,根据各测试方法的特点,提出了利用低温二氧化碳吸附法、低温氮气吸附法、和压汞法分别测试表征微孔(<2 nm)、介孔(2～50 nm)和大孔(>50 nm)的全孔径段表征方法,并进行了不同样品的甲烷等温吸附试验,分析孔隙结构对甲烷吸附的影响.试验结果表明:① 所测样品中,煤中主要发育狭缝形孔隙,页岩和砂岩中主要发育墨水瓶形孔.② 煤、页岩和砂岩孔隙结构具有较大的差异性,煤微孔发育程度远远大于页岩和砂岩.煤中微孔为煤提供了大部分的孔容和比表面积,其中微孔孔容占总孔容的60％以上,微孔比表面积占总比表面积的95％以上;页岩和砂岩的孔容主要有介孔提供,介孔孔容占到总孔容的65％以上,比表面积由微孔提供,微孔比表面积占到总比表面积的61％以上.③ 不同样品对甲烷吸附能力顺序依次为煤>页岩>砂岩,对甲烷的吸附主要受控于孔比表面积,微孔为煤对甲烷的吸附提供了更多的空间和吸附点位,所以煤对甲烷吸附能力远远大于页岩和砂岩,最大吸附量与纳米孔隙比表面积大小具有强烈的正相关性.
关键词：孔隙结构压汞法低温N2吸附法低温CO2吸附法等温吸附
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：山西省高等学校科技创新资助项目(2020L0726)山西省高等学校科技创新资助项目(2020L0365)山西省青年科学研究资助项目(202103021223390)
论文发表日期：2022-05-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 157-163 )
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