不同溫度下煤層氣吸附-解吸特征的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、煤層氣吸附/解吸機(jī)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(jìn)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(jìn)入煤層，相鄰兩口井產(chǎn)氣時(shí)間有時(shí)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(dāng)前煤層氣研究的盲區(qū)，需要專門來做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。
　　 論文通過3個(gè)煤樣在系列溫度點(diǎn)的等溫吸附/解吸實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，Weibull模型擬合解吸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)Clausius-Clapeyron方程計(jì)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(jī)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(shí)驗(yàn)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(gè)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(diǎn)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(jìn)行；
　　 (3)隨著溫度的升高，解吸率增大，溫度升高促進(jìn)了解吸