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1、煤層氣吸附/解吸機(jī)理的研究是煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵理論。在長(zhǎng)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(guò)程中,隨著壓力變化實(shí)驗(yàn)對(duì)象的自由空間皆伴隨溫度的變化;吸附過(guò)程與解吸過(guò)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(kāi)采現(xiàn)場(chǎng),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(shuō)明了煤層氣吸附/解吸過(guò)程中有溫度效應(yīng)。溫度對(duì)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(zhuān)門(mén)來(lái)做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。
論文通過(guò)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(guò)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(duì)
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(duì)于等溫解吸過(guò)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(guò)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(guò)程,吸收熱量小于吸附過(guò)程同平衡壓力點(diǎn)放出的熱量,解吸過(guò)程促使儲(chǔ)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
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