柴达木盆地东部石炭系页岩气吸附特性

【摘要】目前，国际能源供需矛盾问题日益凸显，作为高效的非常规能源——页岩气在缓解能源短缺方面具有远大前景。美国、加拿大已实现页岩气的商业开采，我国对页岩气的勘查研究尚处起步阶段。促进页岩气行业的研究与进步，是缓和我国石油和天然气资源短缺形势的重要途径。柴达木盆地东部地区普遍分布着有机质含量较高且成熟度适中的石炭系地层，具备良好的生烃潜力，是一套待开发的优质烃源岩。但长期以来，众多学者及地质工作者对这套烃源岩研究程度较低，严重阻碍了柴达木盆地油气资源勘探。本研究根据物质守恒与吸附平衡原理，利用课题组实验室自主设计的气固双相吸附解吸实验仪器，对取自柴达木盆地东部石浅1井和ZK1-1井的6块页岩样品进行甲烷吸附、解吸特征实验。以岩样s39在30℃、40℃和60℃等温吸附实验结果为基础，计算得出等量吸附热随吸附量增大而降低，具体关系为：q=-3679.7n+9779.5。利用等量吸附热和岩样s39在40℃的吸附量实验值，通过Clausius-Clapeyron方程预测得到岩样在50℃时的等温吸附数据，与50℃实验值吻合较好。运用Langmuir-Freundlich（L-F）模型描述甲烷在页岩中的吸附，用matlab数学分析软件对实验所得9组实验值做L-F模型的非线性回归分析，得到良好的拟合效果，并确定模型中4个参数，且各参数具有明确的物理意义。还通过实验确定了岩样ZK2和s04在30℃条件下解吸过程的吸附量，发现页岩气的吸附曲线与解吸曲线是分离的，解吸曲线在吸附曲线上方，解吸过程存在一定的滞后现象。页岩吸附甲烷影响因素众多，包括温度、压力、有机质含量、孔隙结构、粘土含量、热成熟度等。实验结果表明：甲烷吸附量随着温度升高而降低；随压力升高，甲烷吸附量出现先增大后降低的现象；吸附量与有机质含量呈线性相关关系，相关度达97.59%，有机质含量增加甲烷吸附量随之增大；吸附量随粘土矿物含量的增加而增大；随有机质热成熟度升高，吸附量增大；页岩的孔径分布范围很大，甲烷吸附量与微孔孔容呈正相关；页岩比表面积巨大，微孔是页岩比表面积的主要贡献者，吸附量随总比表面积和微孔比表面积的增加而增大；滞后回线的形状反映了一定的孔形结构，岩样s39和ZK1孔隙发育比较复杂，存在各级孔径、各种类型的孔隙，主要以墨水瓶孔和狭缝平板孔为主，这类孔隙连通性差，有利于甲烷气体的吸附和储集。
【作者】李晓媛；
【导师】于青春；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），地下水科学与工程，2014，硕士
【关键词】柴东；页岩气；吸附实验；Langmuir-Freundlich模型；

【参考文献】
[1]王淳,王英勇,虞林春.探讨电炉替代平炉冶炼20CrMnTiH的可行性[J].一重技术.2003(04)
[2]郭珅.汉语科技文章无主句英译探讨[D].湖南师范大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[3]臧秦政.面向强流动性测试项目组的测试用例管理系统设计与实现[D].东华大学,软件工程（专业学位）,2014,硕士.
[4]新其其格.喀尔喀蒙古成吉思汗庙历史研究[D].内蒙古大学,专门史,2014,硕士.
[5]温勇.内蒙古自治区高校篮球联赛赛制合理化研究[D].内蒙古师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[6]娄春善.急性游泳运动对大鼠血leptin向脑脊液转运的影响[D].河北师范大学,运动人体科学,2004,硕士.
[7]吉粉华.中国对外投资的产业——区位矩阵分析[D].苏州大学,世界经济,2003,硕士.
[8]苏健,高济.基于元信息的粗糙集规则增式生成方法[J].模式识别与人工智能,2001,04:428-433.
[9]胡妍妍.试论戏剧假定性的作用[D].中国艺术研究院,戏剧戏曲学,2013,硕士.
[10]林志鹏.肝胆化石汤治疗肝郁脾虚型胆石症的临床疗效观察[D].广州中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[11]丁宇.基于嵌入式技术的高功率光纤激光器控制系统的研究[D].广西科技大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[12]孙田田.房地产企业研发设计人员胜任力研究[D].山东财经大学,企业管理,2014,硕士.
[13]冯海涛.农杆菌介导的水稻纹枯病菌T-DNA插入突变及水稻纹枯病抗性材料筛选[D].四川农业大学,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[14]董翠萍.我国期货市场投资者过度自信的实证研究[D].北京工商大学,产业经济学,2012,硕士.
[15]付漪川.基于语料库的韩国留学生语篇衔接偏误分析及语篇写作教学建议[D].河北师范大学,语言学及应用语言学,2012,硕士.
[16]叶永庆.香港的交通发展——立体化[J].上海建设科技.1996(02)
[17]王海燕.中小企业薪酬体系存在的问题与对策研究[D].内蒙古大学,工商管理,2013,硕士.
[18]李海荣.基于模型的三维跟踪方法研究与实现[D].东北大学,计算机系统结构,2010,硕士.
[19]刘阿娜.省级人大地方立法听证制度研究[D].内蒙古大学,法律,2013,硕士.
[20]余祖应.黄酒生产过程综合自动化技术若干关键问题研究[D].浙江大学,控制工程,2013,硕士.
[21]赵磊.AIS系统中SOTDMA与CSTDMA算法的优化与实现[D].大连海事大学,信息与通信工程,2013,硕士.
[22]张蕊.尼罗罗非鱼转录组与数字基因表达谱分析及Siglecs基因的表达研究[D].上海海洋大学,水产养殖,2013,硕士.
[23]王应宗.老年人的社区归属感提升小组工作计划书[D].华中师范大学,社会工作,2013,硕士.
[24]韩伟.武汉文化馆类建筑发展研究[D].武汉理工大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[25]郭秉晟.土地闲置问题及其解决对策[D].苏州大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[26]付建蓉.某重型卡车离合器盖总成有限元分析[D].北京林业大学,车辆工程,2013,硕士.
[27]李勇.山西省太岳山油松人工林光合特性的研究[D].北京林业大学,生态学,2013,硕士.
[28]陈兆衡.中条地区铜矿峪铜多金属矿床地质特征及成因[D].吉林大学,矿物学、岩石学、矿床学,2014,硕士.
[29]张楷若.基于RS和GIS的广元朝天区土地利用景观格局分析[D].成都理工大学,自然地理学,2013,硕士.
[30]王桂凤.项目教学法在职业学校社团项目活动中的应用研究[D].鲁东大学,教育管理（专业学位）,2013,硕士.
[31]李方凯.活血解毒方干预干燥综合征的临床和实验研究[D].北京中医药大学,中医内科学,2013,硕士.
[32]程铀燕.论网络虚拟财产的法律保护[D].武汉理工大学,民商法,2012,硕士.
[33]汪琪.共振隧穿二极管的阵列在并行图像处理中的应用[D].南京大学,电路与系统,2013,硕士.
[34]杜艳锋.基于SCTP的传输层无缝切换技术设计与实现[D].北京邮电大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[35]李峥.涡旋压缩机润滑系统研究[D].兰州理工大学,制冷及低温工程,2013,硕士.
[36]刘佳敬.人性在油画创作中的呈现[D].首都师范大学,美术,2014,硕士.
[37]王晓林.近代武汉园林文化意蕴的演进[D].华中师范大学,中国近现代史,2014,硕士.
[38]张峰,梁军,李建超,高红梅,车仁飞,邹贵彬.基于初始反极性行波检测的单端故障测距算法[J].电力系统自动化,2013,04:108-113.
[39]陈国仙.低强度复合振动联合阿仑膦酸钠预防卵巢切除大鼠骨质疏松的实验研究[D].南方医科大学,外科学,2014,博士.
[40]李伟.平阴玫瑰湖湿地公园的市场定位研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[41]李永卿.民间借贷的立法规制研究[D].中国政法大学,民商法学,2013,硕士.
[42]赵崇俊.高速光纤通信系统中调制格式与四波混频效应研究[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[43]谢凤英.大围山国家森林公园投资社会风险评价研究[D].中南林业科技大学,森林游憩与公园管理,2014,硕士.
[44]刘倩.唐诗雨意象研究[D].内蒙古师范大学,中国古代文学,2012,硕士.
[45]姜敏.软交换技术在铁通公司的应用实践[J].电信网技术.2004(07)
[46]李涛.多入多出（MIMO）天线系统复用/分集增益控制技术研究[D].天津理工大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[47]赵钢城,祝晓东.高压IGBT变频器在H型钢连轧机上的应用[J].冶金自动化,2006,02:24-28.
[48]张春晓.解析《欲望号街车》中白兰琪的悲剧[D].辽宁大学,英语语言文学,2012,硕士.
[49]许广敏.老年人教育参与障碍之研究[D].华东师范大学,成人教育学,2004,硕士.
[50]贾晓力.基于8051的TLM系统级模型的初步研究[D].华北电力大学（北京）,计算机应用技术,2004,硕士.