ניסויי חקר הקשר בין גודל החלקיקים מתאן וספיחה מתוקף פצלי
2 באוגוסט 2018
אנו משתמשים מכשירים ספיחה איזותרמי, במנתח וספיחה gravimetric, כדי לבחון את יכולת ספיחה של גודל החלקיקים שונים של פצלי, כדי לברר את הקשר בין גודל החלקיקים לבין יכולת ספיחה של פצלי.
שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הגז מפצלי השמן לגבי הקשר בין גודל החלקיקים ליכולת הספיחה של פצלים. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהשיטה הגרבימטרית דורשת פחות פרמטרים ומייצרת תוצאות טובות יותר מבחינת דיוק והדמיית מבנה תת קרקעי בפועל. ראשית, הפעל את מחשב איזון המתלים המגנטי והפעל את בקר צימוד המתלים המגנטי.
פתח את גליל הגז שני הליום, והתאם אותו בערך ללחץ המוצא המתאים באמצעות שסתום הבקרה. לאחר מכן, ודא שכפתור בקר צימוד המתלים המגנטי נמצא במצב כבוי. לאחר מכן, הפעל את בקר טמפרטורת המכשיר, את תנור אמבט השמן ואת משאבת הוואקום.
העבר את בקר הצימוד למצב נקודת אפס, המתן דקה עד שתיים ואשר שהקריאות תקינות ויציבות. בדוק את מיקומי נקודת המדידה באותו אופן. לאחר מכן, הגדר את הבקר למצב נקודת אפס.
הפעל את תוכנת בקרת המערכת. בחר בתוכנית מדידה ריקה ופתח את חלון התצורה. תן שם למדידה, בחר גז שניים לשימוש בגז הליום, בחר נוזל אחר ובחר אמבט נוזלים.
הגדר את הלחץ המרבי ל-70 בר עם שבעה שלבי לחץ, את רמפת הלחץ לשני ברים לדקה, ואת טמפרטורת אמבט השמן ל-50 מעלות צלזיוס. הפעל את התוכנית וחשב את המסה והנפח של מיכל הדגימה הריק. לאחר סיום הבדיקה הריקה, הגדר את נקודת ההגדרה של לחץ הליום שני הגז לבר אחד.
התחל במינון גז כדי למלא את מאגר הדגימה בהליום עד שהוא קרוב ללחץ האטמוספרי. לאחר מכן, הפסיקו את מינון הגז. לאחר מכן, משוך כלפי מטה את חיישן הטמפרטורה.
פרק את מעיל הכותנה המבודד ואת התרמוסטט בעל הקירות הכפולים. תמכו בתרמוסטט בעל הדופן הכפולה כאשר מסירים את הבורג האחרון. פרוק את התרמוסטט בעל הדופן הכפולה, והקפיד לא לדפוק את צינור המעבר של החיישן עם מפתח הברגים.
לאחר מכן, פרק את מאגר הדגימה על ידי הסרת ששת הברגים באופן סימטרי. פתח בזהירות את בריכת הדגימות. לאחר מכן, בדוק אם מסגרת איזון המכשיר ישרה.
כדי לכוונן את מסגרת האיזון, סובב את כפתור בקר הצימוד המגנטי למצב כבוי, והרם או הורד בזהירות את הרגליים ואת ברגי התמיכה. לאחר איזון המערכת, הוצא את מיכל הדגימה וטען דגימת סלע פצלים נקייה ומרוסקת לתוך מיכל הדגימה. התקן את מיכל הדגימה ולאחר מכן הגדר את הצימוד למצב המתאים.
לאחר מכן, התקן מחדש את בריכת הדגימה, הקפד לשמור על הקצוות בתוך האוגן. התקן את הברגים בצורה סימטרית, וסובב את הברגים בכוח עדין ואחיד. לאחר התקנת בריכת הדגימה, נסה להתקין את התרמוסטט בעל הדופן הכפולה כדי להבטיח שניתן להתקין אותו בצורה חלקה במדידת הציפה המאוחרת יותר.
לאחר אישור זה, הסר את התרמוסטט בעל הדופן הכפולה. לאחר מכן, סובב את כפתור בקר הצימוד לכל מצב כדי לבדוק את האיזון. הכנס את חיישן הטמפרטורה והתקן את מעטפת החימום החשמלית ומכסה הבידוד.
חבר את ספק הכוח לחימום חשמלי והפעל את החשמל. לאחר מכן, בחר את תוכנית הטיפול המקדים בתוכנת המכשיר, ופתח את תפריט התצורה. תן שם למדידה, בחר את מקור הוואקום ובחר חימום חשמלי.
הגדר את טמפרטורת הדגימה ל-105 מעלות צלזיוס, את טמפרטורת הצימוד ל-20 מעלות צלזיוס ואת משך הזמן ל-600 דקות. לאחר מכן, הפעל את תוכנית הטיפול המקדים. לאחר מכן, כבה את החימום החשמלי ונתק את אספקת החשמל.
הסר את מעטפת החימום החשמלית, הכנס את חיישן הטמפרטורה והתקן את התרמוסטט בעל הדופן הכפולה. עטפו את התרמוסטט בכיסוי בידוד דבק. לאחר מכן, בתוכנה, בחר בתוכנית מדידת הציפה ופתח את חלון התצורה.
הגדר את טמפרטורת אמבט השמן ל 50 מעלות צלזיוס. הגדר את הלחץ המרבי ל-70 בר, את רמפת הלחץ לשני בר לדקה ואת מספר שלבי הלחץ לשבעה. לאחר מכן, הפעל את התהליך, שאורך בדרך כלל חמש עד שמונה שעות.
לאחר מכן, בחר בתוכנית מדידת ספיגה. אם תוערך הספיגה, שמור על אמבט השמן ב-50 מעלות צלזיוס, והגדר 19 נקודות לחץ, לעלות מאפס בר ל-250 בר וחזרה לאפס מוטות. לאחר מכן, בחר גז אחד במקום גז 2 עבור הגז הניסיוני, והפעל את התוכנית.
השתמש במשאבה בלחץ במידת הצורך כדי להגדיל ידנית את לחץ הגז הניסיוני לערך היעד. תן לתהליך להסתיים לפני הסרת רכיבים כלשהם מהמכשיר. שתי דגימות פצלים נמחצו וחולקו לפי גודל החלקיקים.
עבור כל הדגימות, יכולת ספיחת המתאן המוחלטת גדלה באופן ליניארי עם לחץ בין אפס ל-60 בר. לאחר מכן, יכולת הספיחה המוחלטת התייצבה בהדרגה. יכולת הספיחה העודפת עקבה אחר מגמה דומה בלחצים נמוכים יותר, הגיעה למקסימום של כ-80 עד 100 בר, ולאחר מכן ירדה עם עליית הלחץ.
דגימות פצלים עם גדלי חלקיקים של כ-250 מיקרומטר היו בדרך כלל בעלות יכולת הספיחה המקסימלית המקסימלית הגבוהה ביותר. זה יוחס לריסוק הסלע לחלקיקים קטנים יותר ולמיקרו-נקבוביות ומזופוריות שהתחברו ליצירת מזופוריות ומקרו-נקבוביות, מה שמקטין את שטח הפנים הספציפי הכולל של הפצלים. הרעיון הזה היה לנו לראשונה לשיטה זו כאשר שקלנו כיצד יש להשתמש בחלקיקים גדולים לניסויי ספיחה איזותרמיים של פצלים באזורים שונים.
לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך 24 שעות אם היא מבוצעת כראוי.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מחקר זה עושה שימוש בניתוח ספיחה גרבימטרי כדי לבחון את קיבולת הספיחה של פצלה בגדלים שונים של חלקיקים. המטרה היא להבהיר את הקשר בין גודל החלקיקים לקיבולת הספיחה, דבר המהווה חשיבות מכרעת להבנת הפקת גז מפצלה.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדעי
- מדעי המוח
- ביולוגיה
- מדע החומרים
רקע
- הפקת גז פצלה היא תחום מחקר משמעותי.
- הבנת קיבולת הספיחה חיונית לאופטימיזציה של שיטות מיצוי.
- גודל החלקיקים עשוי להשפיע על יעילות ספיחת הגז.
- שיטות גרבימטריות מספקות מדידות מדויקות עם פחות פרמטרים.
מטרת המחקר
- לקביעת השפעת גודל החלקיקים על קיבולת הספיחה של הפצצ (shale).
- לשיפור ההבנה של התנהגות גז הפצצ תחת תנאים שונים.
- להגברת דיוק המדידות במחקר גז הפצצ.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- שימוש במנתח סורפציה גרווימטרי.
- בדיקת גדלי חלקיקים שונים של פצלי שiefer.
- מדידת קיבולת ספיחה בתנאים מבוקרים.
- ניתוח תוצאות לקביעת קשרים בין משתנים.
תוצאות עיקריות
- זיהוי מגמות בקיבולת הספיחה ביחס לגודל החלקיקים.
- הוכחת יעילותה של השיטה הגרווימטרית.
- אספקת תובנות לגבי התנאים האופטימליים להפקת גז פצלים.
- תרומה להבנת התכונות של חומרי פצלים.
מסקנות
- המחקר מאשר כי לגודל החלקיקים יש השפעה משמעותית על קיבולת הספיחה.
- שיטות גרבימטריות הן מהימנות לבדיקת תכונות של פצלי שייל.
- הממצאים עשויים להנחות מחקרים עתידיים וטכניקות הפקה.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
הבנת הקשר בין גודל החלקיקים לבין קיבולת ספיחת המתאן בשיst (shale) היא קריטית לאופטימיזציה של הערכת המשאבים ויעילות ההפקה במאגרי גז לא קונבנציונליים. מחקר זה מספק תובנות כמותיות לגבי האופן שבו גודל החלקיקים משפיע על התנהגות הספיחה, ובכך תומך באפיון מדויק יותר של המאגר ומסייע בקבלת החלטות בשלבי הערכה מוקדמים של הנכס. שיטת הספיחה הגרווימטרית המתוארת מציעה גישה מהימנה ויעילה מבחינת פרמטרים למדידת ספיחת גז בתנאים מבוקרים, ובכך משפרת את עקביות הנתונים עבור מידול תת-קרקעי.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח ביו-פרמצבטיים
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של תכונות חומר המשפיעות על אינטראקציות גז-מוצק, ובכך תומך בבדיקת היפותזות במערכות של חומרי אנרגיה.
- ערך תפעולי: מספק פרוטוקול גרבימטרי סטנדרטי למדידה הדירה של קיבולת ספיחה עבור גדלי חלקיקים משתנים.
סריקה ופיתוח בדיקה
- ערך מדעי: מייצר איזותרמות ספיחה כמותיות המשמשות כתוצרי ייחוס להשוואה בין דגימות פצלה תחת תנאי לחץ וטמפרטורה מבוקרים.
- ערך תפעולי: מקים זרימת עבודה ניתנת להרחבה להכנת דגימות, הכוללת ריסוק, נפות והטענה, עבור אנליזת ספיחה בעלת תפוקה גבוהה.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: מקשר בין התנהגות ספיחה בקנה מידה של חלקיקים לבין ביצועי מאגר בקנה מידה מאקרוסקופי, ובכך תומך במידול תרגומי של הסעת גזים בבצקת סדוקה.
- ערך תפעולי: מספק פרוטוקולים הדירים למדידת ציפה וספיחה המבטיחים עקביות בין מעבדות שונות במחקרי אפיון של בצקת.
שילוב תהליכי עבודה וצינור עיבוד
טכניקת הספיגה הגרווימטרית משתלבת בשלב הגילוי המוקדם של הערכת חומרי אנרגיה, שבו הבנת תכונות הספיחה האינהרנטיות מקדימה את סימולציית המאגר ואת תכנון ההפקה. היא תומכת בהחלטות של "המשך/עצירה" (go/no-go) על ידי אספקת נתונים מהימנים על פוטנציאל אחסון הגז בפצלי ש सबकी, דבר המשפיע ישירות על הערכת הנכסים ותעדוף הפיתוח.
- ביולוגיה של גילוי: לא רלוונטי; שיטה זו עוסקת בתכונות פיזיקו-כימיות של מטריצות פצאל אנורגניות ולא במערכות ביולוגיות.
- סריקה: מאפשרת הערכה סטנדרטית של קיבולת ספיחת מתאן על פני פלגות גודל חלקיקים, ובכך תומכת בסריקה השוואית של דגימות גיאולוגיות.
- אנליטיקה: מפיקה מדידות של ספיחה מוחלטת ועודפת כפונקציה של הלחץ, מה שמאפשר השוואה כמותית של התנהגות הספיחה בתנאים רלוונטיים למאגר.
- מחקר תרגומי: מקשר בין נתוני ספיחה בקנה מידה מעבדתי לבין יעילות הפקה בקנה מידה שדה, על ידי זיהוי טווחי גודל חלקיקים אופטימליים למקסום אחסון הגז בפצאל סדוק.
- שימוש חוזר ארגוני: מנתח הספיחה הגרווימטרי מהווה יכולת פלטפורמה ניתנת לשימוש חוזר לאפיון תכונות ספיחה במאגרים לא קונבנציונליים מגוונים, ובכך מפחית את התלות בבדיקות במיקור חוץ.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: משפר את הביטחון החזוי במודלים של מאגרי משאבים על ידי אספקת מדידות ספיחה מדויקות עם מספר פרמטרים נמוך, המשקפות את התנהגות הספיחה בפועל.
- ערך תפעולי: משפר את השחזוריות באמצעות שלבי ביקורת (blank), טיפול מקדם, ציפה ומדידות ספיחה סטנדרטיים, ובכך ממזער שונות הנובעת מהמפעיל.
- ערך אסטרטגי: תומך בהחלטות השקעה מותאמות סיכונים על ידי הבהרת הקשר בין הכנת החלקיקים לבין קיבולת אחסון הגז, ובכך מפחית את אי-הוודאות בהערכות המשאבים.
- השפעה על פורטפוליו הנכסים: מאפשר תיעדוף מונחה-נתונים של נכסי פצלה בהתבסס על ביצועי ספיחה מדידים, ובכך מתאים את מאמצי החקירה לאזורים בעלי פוטנציאל גבוה.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בניתוח גרבימטרי, מערכות ואקום וטיפול בגזים בלחץ גבוה כדי להבטיח את תקינות המדידה.
- תלות במאזן תליה מגנטי (MSB) ובאמבט שמן בעל בקרת טמפרטורה לזיהוי מדויק של מסה וציפה.
- מחייב סטנדרטיזציה בין-צוותית של הכנת הדגימות (ריסוק, נפה, טעינה) כדי לשמור על עקביות בין פלגיו של גודל החלקיקים.
- כולל שיקולי התאמה בעת הרחבת השיטה לסלעי פצור אחרים או לגזי ספיחה שאינם מתאן.
- מוגבל בשל אופיה של מחזור המדידה המלא (בנחית, טיפול מקדים, ציפה, ספיחה), הגוזל זמן רב ועשוי לחרוג מ-24 שעות לדגימה בתנאים אופטימליים.
