不同溫度下煤層氣吸附-解吸特征的實驗研究.pdf

1、煤層氣吸附/解吸機理的研究是煤層氣開發(fā)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵理論。在長期的等溫吸附/解吸實驗研究中我們發(fā)現(xiàn)，增壓吸附與降壓解吸過程中，隨著壓力變化實驗對象的自由空間皆伴隨溫度的變化；吸附過程與解吸過程相同壓力平衡點自由空間的溫度變化量存在差異。煤層氣的開采現(xiàn)場，基本地質(zhì)條件、工藝技術(shù)、排采制度相同的兩口生產(chǎn)井產(chǎn)氣能力差別很大。尤其是不同季節(jié)進行壓裂作業(yè)的垂直井，由于大量的前置液以微小的溫度差異進入煤層，相鄰兩口井產(chǎn)氣時間有時相差3月之久。這些都

2、說明了煤層氣吸附/解吸過程中有溫度效應(yīng)。溫度對于煤層氣吸附/解吸作用的影響，屬于當前煤層氣研究的盲區(qū)，需要專門來做實驗進行分析。
　　 論文通過3個煤樣在系列溫度點的等溫吸附/解吸實驗，得到不同階煤煤樣的等溫吸附/解吸曲線，利用Langmuir 模型擬合吸附實驗數(shù)據(jù)，Weibull模型擬合解吸實驗數(shù)據(jù)，并根據(jù)Clausius-Clapeyron方程計算吸附/解吸過程的吸附熱，以此分析煤層氣吸附/解吸的熱效應(yīng)機制，而后總結(jié)了溫度對

3、煤層氣吸附/解吸的影響。主要結(jié)論為：
　　 (1)采用Langmuir模型能夠較好的描述等溫吸附實驗數(shù)據(jù)，而對于等溫解吸過程，Weibull模型是目前最好的模型；
　　 (2)增壓吸附是一個持續(xù)放熱的過程，吸附量越大，放出熱量越大；解吸作用是非自發(fā)的吸熱過程，吸收熱量小于吸附過程同平衡壓力點放出的熱量，解吸過程促使儲層溫度降低，抑制了解吸作用的持續(xù)進行；
　　 (3)隨著溫度的升高，解吸率增大，溫度升高促進了解吸