Экспериментальное исследование взаимосвязи между размера частиц и сорбционная емкость метана в сланца

Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области сланцевого газа о взаимосвязи между размером частиц и адсорбционной способностью сланца. Основное преимущество этого метода заключается в том, что гравиметрический метод требует меньшего количества параметров и дает лучшие результаты с точки зрения точности и моделирования реальной подземной структуры. Сначала включите компьютер балансировки магнитной подвески и запустите контроллер магнитной подвесной муфты.

Откройте газовый баллон с двумя гелиями и примерно отрегулируйте его на соответствующее выходное давление с помощью регулирующего клапана. Затем убедитесь, что ручка контроллера магнитной подвесной муфты находится в положении Выкл. Затем включите регулятор температуры прибора, нагреватель масляной ванны и вакуумный насос.

Переключите контроллер сопряжения в положение «Нулевая точка», подождите одну-две минуты и убедитесь, что показания в норме и стабильны. Таким же образом проверьте положение точки измерения. Затем установите контроллер в положение Zero Point.

Запустите программное обеспечение для управления системой. Выберите программу Blank Measurement и откройте окно конфигурации. Назовите измерение, выберите газ два, чтобы использовать газообразный гелий, выберите другую жидкость и выберите ванну с жидкостью.

Установите максимальное давление на 70 бар с семью ступенями давления, линейное давление на два бара в минуту и температуру масляной ванны на 50 градусов Цельсия. Запустите программу, и рассчитайте массу и объем пустого контейнера с образцами. После завершения тестового теста установите установочное значение давления газа на два гелия на один бар.

Начните дозирование газа, чтобы заполнить бассейн образца гелием до тех пор, пока он не приблизится к атмосферному давлению. Затем прекратите дозирование газа. Далее потяните вниз датчик температуры.

Разберите изолирующую хлопчатобумажную куртку и термостат с двойными стенками. Поддерживайте термостат с двойными стенками, когда последний винт будет снят. Разгрузите термостат с двойными стенками, стараясь не ударить гаечным ключом по трубке траверсы датчика.

Затем разберите пул для образцов, открутив шесть винтов симметрично. Осторожно откройте пул образцов. Далее проверяем, ровно ли рамка баланса прибора.

Чтобы отрегулировать балансировочную раму, поверните ручку контроллера магнитной муфты в положение «Выкл» и осторожно поднимите или опустите ножки и опорные винты. Как только система будет сбалансирована, выньте контейнер для проб и загрузите в него чистый образец измельченной сланцевой породы. Установите контейнер для образца, а затем установите муфту в соответствующее положение.

Затем установите на место бассейн для образцов, стараясь держать края внутри фланца. Установите винты симметрично и поворачивайте винты с мягким, равномерным усилием. После установки бассейна для образцов попробуйте установить термостат с двойными стенками, чтобы убедиться, что он может быть установлен плавно при последующем измерении плавучести.

Как только это подтвердится, снимите термостат с двойными стенками. Далее поверните ручку контроллера муфты в каждое положение, чтобы проверить баланс. Вставьте датчик температуры, установите электрическую нагревательную оболочку и изоляционную крышку.

Подключите электроподогрев, и включите питание. Затем выберите программу предварительной обработки в программном обеспечении прибора и откройте меню конфигурации. Присвойте имя измерению, выберите источник вакуума и выберите электрический нагрев.

Установите температуру образца на 105 градусов Цельсия, температуру связи на 20 градусов Цельсия и продолжительность на 600 минут. Затем запустите программу предварительной обработки. После этого выключите электрический нагрев, и отключите электропитание.

Снимите оболочку электронагрева, вставьте датчик температуры и установите термостат с двойными стенками. Оберните термостат клейкой изоляционной крышкой. Далее в программном обеспечении выберите программу «Измерение плавучести», и откройте окно конфигурации.

Установите температуру масляной ванны на 50 градусов Цельсия. Установите максимальное давление на 70 бар, нарастание давления на два бара в минуту и количество ступеней давления на семь. Затем запустите процесс, который обычно занимает от пяти до восьми часов.

После этого выберите программу «Измерение сорбции». Если десорбция будет оцениваться, поддерживайте масляную ванну на уровне 50 градусов Цельсия и установите 19 точек давления, увеличивая давление от нуля бар до 250 бар и обратно до нуля бар. Затем выберите газ один вместо газа два для экспериментального газа и запустите программу.

При необходимости используйте насос под давлением, чтобы вручную увеличить экспериментальное давление газа до целевого значения. Дайте процессу завершиться, прежде чем извлекать какие-либо компоненты из инструмента. Два образца сланца были измельчены и разделены по размеру частиц.

Для всех проб абсолютная адсорбционная способность метана линейно увеличивалась при давлении от нуля до 60 бар. После этого абсолютная адсорбционная способность постепенно стабилизировалась. Избыточная адсорбционная способность следовала аналогичной тенденции при более низких давлениях, достигая максимума примерно в 80-100 бар, а затем уменьшалась с увеличением давления.

Образцы сланца с размером частиц около 250 мкм, как правило, имели самую высокую максимальную абсолютную и избыточную адсорбционную способность. Это было связано с тем, что порода измельчается на более мелкие частицы, а микропоры и мезопоры соединяются, образуя мезопоры и макропоры, уменьшая общую удельную площадь поверхности сланца. Впервые эта идея пришла нам в голову, когда мы рассматривали, какие крупные частицы следует использовать для экспериментов по изотермической адсорбции сланца в разных регионах.

После освоения этой техники ее можно выполнить за 24 часа, если она выполнена правильно.