August 2nd, 2018
등온 흡착 기구, 중량 측정 수 착 분석기 사용 하 여 입자 크기와 셰 일의 흡착 용량 사이의 관계를 알아내기 위하여 셰 일의 다른 입자 크기의 흡착 용량 테스트.
이 방법은 입자 크기와 셰일의 흡착 용량 사이의 관계에 대한 셰일 가스 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 중량 측정 방법이 더 적은 매개 변수를 필요로하고 정확도 및 실제 지하 구조 시뮬레이션 측면에서 더 나은 결과를 생성한다는 것입니다. 먼저 마그네틱 서스펜션 밸런스 컴퓨터를 켜고 마그네틱 서스펜션 커플링 컨트롤러를 시작합니다.
가스 2 헬륨 실린더를 열고, 통제 벨브를 가진 적합한 산출 압력에 대략 조정하십시오. 그런 다음 마그네틱 서스펜션 커플링 컨트롤러 손잡이가 Off 위치에 있는지 확인합니다. 그런 다음 기기 온도 컨트롤러, 오일 배스 히터 및 진공 펌프를 켭니다.
커플링 컨트롤러를 Zero Point 위치로 전환하고 1-2분 정도 기다린 후 판독값이 정상이고 안정적인지 확인합니다. 같은 방법으로 측정 지점 위치를 확인하십시오. 그런 다음 컨트롤러를 Zero Point 위치로 설정합니다.
시스템 제어 소프트웨어를 시작합니다. Blank Measurement 프로그램을 선택하고 구성 창을 엽니다. 측정값의 이름을 지정하고, 헬륨 가스를 사용할 기체 2를 선택하고, 다른 유체를 선택하고, 유체 수조를 선택합니다.
7개의 압력 단계로 최대 압력을 70bar로 설정하고, 압력 램프를 분당 2bar로, 오일 배스 온도를 섭씨 50도로 설정합니다. 프로그램을 실행하고 빈 샘플 용기의 질량과 부피를 계산합니다. 블랭크 테스트가 완료된 후 가스 2 헬륨 압력 설정점을 1 bar로 설정합니다.
가스 주입을 시작하여 대기압에 가까워질 때까지 샘플 풀을 헬륨으로 채웁니다. 그런 다음 가스 주입을 중지합니다. 그런 다음 온도 센서를 아래로 당깁니다.
단열 면 재킷과 이중벽 온도 조절기를 분해합니다. 마지막 나사가 제거되면 이중벽 온도 조절기를 지지합니다. 이중벽 온도 조절기를 내리고 렌치로 센서 트래버스 튜브를 두드리지 않도록 주의하십시오.
그런 다음 6개의 나사를 대칭으로 제거하여 샘플 풀을 분해합니다. 샘플 풀을 조심스럽게 엽니다. 다음으로 기기 저울 프레임이 수평인지 확인하십시오.
밸런스 프레임을 조정하려면 마그네틱 커플링 컨트롤러 손잡이를 Off로 돌리고 다리와 지지 나사를 조심스럽게 올리거나 내립니다. 시스템의 균형이 맞춰지면 샘플 용기를 꺼내고 깨끗하고 분쇄된 셰일 암석 샘플을 샘플 용기에 로드합니다. 샘플 용기를 설치한 다음 커플링을 적절한 위치로 설정합니다.
그런 다음 샘플 풀을 다시 설치하고 가장자리가 플랜지 내에 있도록 주의하십시오. 나사를 대칭으로 설치하고 부드럽고 균일한 힘으로 나사를 돌립니다. s를 설치한 후ample 풀, 이중벽 온도 조절기를 설치하여 나중에 부력 측정에서 원활하게 설치할 수 있는지 확인하십시오.
이것이 확인되면 이중벽 온도 조절기를 제거하십시오. 그런 다음 커플 링 컨트롤러 손잡이를 각 위치로 돌려 균형을 확인하십시오. 온도 센서를 삽입하고 전기 발열 피복과 절연 커버를 설치합니다.
전기 난방 전원을 연결하고 전원을 켭니다. 그런 다음 기기 소프트웨어에서 전처리 프로그램을 선택하고 구성 메뉴를 엽니다. 측정값의 이름을 지정하고, 진공 소스를 선택하고, 전기 가열을 선택합니다.
샘플 온도를 섭씨 105도로, 커플링 온도를 섭씨 20도로, 지속 시간을 600분으로 설정합니다. 그런 다음 전처리 프로그램을 실행합니다. 그런 다음 전기 가열을 끄고 전원 공급 장치를 분리하십시오.
전기 가열 덮개를 제거하고 온도 센서를 삽입하고 이중벽 온도 조절기를 설치합니다. 온도 조절기를 접착식 절연 덮개로 감쌉니다. 그런 다음 소프트웨어에서 Buoyancy Measurement 프로그램을 선택하고 구성 창을 엽니다.
오일 수조 온도를 섭씨 50도로 설정합니다. 최대 압력을 70bar로, 압력 램프를 분당 2bar로, 압력 단계 수를 7bar로 설정합니다. 그런 다음 일반적으로 5-8시간이 걸리는 프로세스를 실행합니다.
그런 다음 수착 측정 프로그램을 선택하십시오. 탈착을 평가할 경우 오일 배스를 섭씨 50도로 유지하고 19개의 압력 지점을 설정하여 0 막대에서 250 막대로 올라갔다가 다시 0 막대로 올라갑니다. 그런 다음 실험 가스에 대해 가스 2 대신 가스 1을 선택하고 프로그램을 실행합니다.
필요한 경우 가압 펌프를 사용하여 실험용 가스 압력을 목표 값까지 수동으로 높입니다. 기기에서 구성 요소를 제거하기 전에 프로세스를 완료하도록 하십시오. 두 개의 셰일 표본을 분쇄하여 입자 크기에 따라 나누었습니다.
모든 샘플에서 절대 메탄 흡착 용량은 0에서 60bar 사이의 압력에 따라 선형적으로 증가했습니다. 그 후, 절대 흡착 용량은 점차 정체되었습니다. 초과 흡착 용량은 낮은 압력에서 유사한 추세를 따랐고 약 80-100bar에서 최대에 도달한 다음 압력이 증가함에 따라 감소했습니다.
입자 크기가 약 250마이크로미터인 셰일 샘플은 일반적으로 가장 높은 최대 절대 및 초과 흡착 용량을 가졌습니다. 이것은 암석이 더 작은 입자로 부서지고 미세 기공과 중간 기공이 연결되어 중간 기공과 거대 기공을 형성하여 셰일의 총 비 표면적을 감소시키기 때문입니다. 우리는 다른 지역에서 셰일의 등온 흡착 실험에 큰 입자를 어떻게 사용해야 하는지 고려했을 때 이 방법에 대한 아이디어를 처음 갖게 되었습니다.
이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 24시간 이내에 완료할 수 있습니다.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
이 연구는 중력 흡착 분석기를 사용하여 다양한 입자 크기의 셰일의 흡착 용량을 조사합니다. 목표는 입자 크기와 흡착 용량 간의 관계를 밝히는 것으로, 이는 셰일 가스 추출을 이해하는 데 중요합니다.
Understanding the relationship between particle size and methane sorption capacity in shale is critical for optimizing resource evaluation and extraction efficiency in unconventional gas reservoirs. This study provides quantitative insights into how particle size influences adsorption behavior, supporting more accurate reservoir characterization and informing decisions in early-stage asset evaluation. The gravimetric sorption method described offers a reliable, parameter-efficient approach for measuring gas adsorption under controlled conditions, enhancing data consistency for subsurface modeling.
The gravimetric sorption technique fits within the early discovery phase of energy material evaluation, where understanding intrinsic adsorption properties precedes reservoir simulation and extraction design. It supports go/no-go decisions by providing reliable data on shale gas storage potential, which directly impacts asset valuation and development prioritization.