Etude expérimentale de la relation entre la taille des particules et capacité de Sorption de méthane en schiste

Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine du gaz de schiste sur la relation entre la taille des particules et la capacité d’adsorption du schiste. Le principal avantage de cette technique est que la méthode gravimétrique nécessite moins de paramètres et produit de meilleurs résultats en termes de précision et de simulation d’une structure souterraine réelle. Tout d’abord, allumez l’ordinateur d’équilibre de suspension magnétique et démarrez le contrôleur d’accouplement de suspension magnétique.

Ouvrez la bouteille d’hélium à deux gaz et ajustez-la grossièrement à la pression de sortie appropriée avec la soupape de commande. Ensuite, vérifiez que le bouton du contrôleur d’accouplement de suspension magnétique est en position Off. Ensuite, allumez le régulateur de température de l’instrument, le réchauffeur à bain d’huile et la pompe à vide.

Mettez le contrôleur de couplage sur la position du point zéro, attendez une à deux minutes et vérifiez que les lectures sont normales et stables. Vérifiez les positions des points de mesure de la même manière. Ensuite, réglez le contrôleur sur la position du point zéro.

Démarrez le logiciel de contrôle du système. Sélectionnez le programme Mesure à blanc et ouvrez la fenêtre de configuration. Nommez la mesure, sélectionnez gaz deux pour utiliser l’hélium gazeux, sélectionnez autre fluide et sélectionnez bain de fluide.

Réglez la pression maximale à 70 bars avec sept niveaux de pression, la rampe de pression à deux bars par minute et la température du bain d’huile à 50 degrés Celsius. Exécutez le programme et calculez la masse et le volume du récipient d’échantillon vide. Une fois le test à blanc terminé, réglez le point de consigne de pression d’hélium deux gaz à une bar.

Commencer le dosage de gaz pour remplir la piscine d’échantillon d’hélium jusqu’à ce qu’elle soit proche de la pression atmosphérique. Ensuite, arrêtez le dosage de gaz. Ensuite, abaissez le capteur de température.

Démontez la veste isolante en coton et le thermostat à double paroi. Soutenez le thermostat à double paroi lorsque la dernière vis est retirée. Déchargez le thermostat à double paroi en faisant attention de ne pas heurter le tube transversal du capteur avec la clé.

Ensuite, démontez la piscine d’échantillons en retirant les six vis symétriquement. Ouvrez soigneusement le bassin d’échantillons. Ensuite, vérifiez si le cadre du balancier de l’instrument est de niveau.

Pour régler le cadre de la balancier, tournez le bouton du contrôleur d’accouplement magnétique sur Off et soulevez ou abaissez avec précaution les pieds et les vis de support. Une fois le système équilibré, sortez le récipient d’échantillonnage et chargez un échantillon de roche de schiste concassé propre dans le récipient d’échantillon. Installez le récipient d’échantillons, puis réglez l’accouplement dans la position appropriée.

Ensuite, réinstallez la piscine d’échantillonnage, en prenant soin de garder les bords à l’intérieur de la bride. Installez les vis symétriquement et tournez-les avec une force douce et uniforme. Après avoir installé la piscine d’échantillons, essayez d’installer le thermostat à double paroi pour vous assurer qu’il peut être installé en douceur lors de la mesure ultérieure de la flottabilité.

Une fois cela confirmé, retirez le thermostat à double paroi. Ensuite, tournez le bouton du contrôleur de couplage sur chaque position pour vérifier l’équilibre. Insérez le capteur de température et installez la gaine de chauffage électrique et le couvercle isolant.

Branchez l’alimentation électrique du chauffage et allumez l’alimentation. Ensuite, sélectionnez le programme de prétraitement dans le logiciel de l’instrument et ouvrez le menu de configuration. Nommez la mesure, choisissez la source de vide et sélectionnez le chauffage électrique.

Réglez la température de l’échantillon sur 105 degrés Celsius, la température de couplage sur 20 degrés Celsius et la durée sur 600 minutes. Ensuite, exécutez le programme de prétraitement. Ensuite, éteignez le chauffage électrique et débranchez l’alimentation électrique.

Retirez la gaine chauffante électrique, insérez le capteur de température et installez le thermostat à double paroi. Enveloppez le thermostat avec un couvercle isolant adhésif. Ensuite, dans le logiciel, sélectionnez le programme de mesure de la flottabilité et ouvrez la fenêtre de configuration.

Réglez la température du bain d’huile à 50 degrés Celsius. Réglez la pression maximale à 70 bars, la rampe de pression à deux bars par minute et le nombre de pas de pression à sept. Ensuite, exécutez le processus, qui prend généralement de cinq à huit heures.

Après cela, sélectionnez le programme de mesure de sorption. Si la désorption doit être évaluée, maintenez le bain d’huile à 50 degrés Celsius et réglez 19 points de pression, en passant de zéro bar à 250 bars et de nouveau à zéro bar. Ensuite, choisissez le gaz un au lieu du gaz deux pour le gaz expérimental, et exécutez le programme.

Utilisez une pompe sous pression si nécessaire pour augmenter manuellement la pression du gaz expérimental jusqu’à la valeur cible. Laissez le processus se terminer avant de retirer tous les composants de l’instrument. Deux spécimens de schiste ont été broyés et divisés par la taille des particules.

Pour tous les échantillons, la capacité absolue d’adsorption du méthane a augmenté linéairement avec une pression comprise entre zéro et 60 bars. Après cela, la capacité d’adsorption absolue s’est progressivement stabilisée. La capacité d’adsorption excédentaire a suivi une tendance similaire à des pressions plus basses, a atteint un maximum à environ 80 à 100 bars, puis a diminué avec l’augmentation de la pression.

Les échantillons de schiste dont la taille des particules était d’environ 250 micromètres présentaient généralement la capacité d’adsorption absolue maximale et la capacité d’adsorption excédentaire les plus élevées. Cela a été attribué au fait que la roche a été broyée en particules plus petites et que les micropores et les mésopores se sont connectés pour former des mésopores et des macropores, diminuant la surface spécifique totale du schiste. Nous avons eu cette idée pour la première fois lorsque nous avons réfléchi à la façon dont les grosses particules devraient être utilisées pour les expériences d’adsorption isotherme du schiste dans différentes régions.

Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en 24 heures si elle est exécutée correctement.