Partikül büyüklüğü ve metan MPA'dan kapasite şeyl arasındaki ilişkinin deneysel çalışma

Bu yöntem, şeyl gazı alanındaki parçacık boyutu ile şeylin adsorpsiyon kapasitesi arasındaki ilişki hakkındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, gravimetrik yöntemin daha az parametre gerektirmesi ve doğruluk ve gerçek yeraltı yapısını simüle etme açısından daha iyi sonuçlar vermesidir. İlk olarak, manyetik süspansiyon dengesi bilgisayarını açın ve manyetik süspansiyon bağlantı kontrolörünü başlatın.

Gaz iki helyum silindirini açın ve kontrol vanası ile kabaca uygun çıkış basıncına ayarlayın. Ardından, manyetik süspansiyon kaplin kontrol düğmesinin Kapalı konumda olduğunu onaylayın. Ardından, cihaz sıcaklık kontrol cihazını, yağ banyosu ısıtıcısını ve vakum pompasını açın.

Kaplin kontrol cihazını Sıfır Noktası konumuna getirin, bir ila iki dakika bekleyin ve okumaların normal ve kararlı olduğunu onaylayın. Ölçüm Noktası konumlarını da aynı şekilde kontrol edin. Ardından, denetleyiciyi Sıfır Noktası konumuna ayarlayın.

Sistem kontrol yazılımını başlatın. Boş Ölçüm programını seçin ve yapılandırma penceresini açın. Ölçümü adlandırın, helyum gazı kullanmak için ikinci gazı seçin, diğer sıvıyı seçin ve sıvı banyosunu seçin.

Yedi basınç kademesi ile maksimum basıncı 70 bar'a, basınç rampasını dakikada iki bara ve yağ banyosu sıcaklığını 50 santigrat dereceye ayarlayın. Programı çalıştırın ve boş numune kabının kütlesini ve hacmini hesaplayın. Boş test bittikten sonra, gaz iki helyum basınç ayar noktasını bir bara ayarlayın.

Numune havuzunu atmosfer basıncına yakın olana kadar helyumla doldurmak için gaz dozajına başlayın. Ardından, gaz dozajını durdurun. Ardından, sıcaklık sensörünü aşağı çekin.

Yalıtım pamuklu ceketini ve çift duvarlı termostatı sökün. Son vida çıkarıldığında çift cidarlı termostatı destekleyin. Sensör travers borusuna anahtarla vurmamaya dikkat ederek çift duvarlı termostatı boşaltın.

Ardından, altı vidayı simetrik olarak sökerek numune havuzunu sökün. Numune havuzunu dikkatlice açın. Ardından, cihaz denge çerçevesinin düz olup olmadığını kontrol edin.

Denge çerçevesini ayarlamak için manyetik kaplin kontrol cihazı düğmesini Kapalı konuma getirin ve ayakları ve destek vidalarını dikkatlice kaldırın veya indirin. Sistem dengelendikten sonra, numune kabını çıkarın ve numune kabına temiz, ezilmiş bir şeyl kaya numunesi yükleyin. Numune kabını takın ve ardından kaplini uygun konuma ayarlayın.

Ardından, kenarları flanşın içinde tutmaya dikkat ederek numune havuzunu yeniden takın. Vidaları simetrik olarak takın ve vidaları nazik, düzgün bir kuvvetle çevirin. Numune havuzunu kurduktan sonra, daha sonraki yüzdürme ölçümünde sorunsuz bir şekilde kurulabilmesini sağlamak için çift duvarlı termostatı kurmayı deneyin.

Bu onaylandıktan sonra, çift duvarlı termostatı çıkarın. Ardından, dengeyi kontrol etmek için kaplin kontrol cihazı düğmesini her bir konuma çevirin. Sıcaklık sensörünü takın ve elektrikli ısıtma kılıfını ve yalıtım kapağını takın.

Elektrikli ısıtma güç kaynağını bağlayın ve gücü açın. Ardından, cihaz yazılımında Ön İşlem programını seçin ve konfigürasyon menüsünü açın. Ölçümü adlandırın, vakum kaynağını seçin ve elektrikli ısıtmayı seçin.

Numune sıcaklığını 105 santigrat dereceye, bağlantı sıcaklığını 20 santigrat dereceye ve süreyi 600 dakikaya ayarlayın. Ardından, Ön Arıtma programını çalıştırın. Daha sonra elektrikli ısıtmayı kapatın ve güç kaynağının bağlantısını kesin.

Elektrikli ısıtma kılıfını çıkarın, sıcaklık sensörünü takın ve çift duvarlı termostatı takın. Termostatı yapışkan bir yalıtım kapağı ile sarın. Ardından, yazılımda Yüzdürme Ölçümü programını seçin ve yapılandırma penceresini açın.

Yağ banyosu sıcaklığını 50 santigrat dereceye ayarlayın. Maksimum basıncı 70 bar'a, basınç rampasını dakikada iki bar'a ve basınç adımlarının sayısını yediye ayarlayın. Ardından, genellikle beş ila sekiz saat süren işlemi çalıştırın.

Bundan sonra, Sorpsiyon Ölçüm programını seçin. Desorpsiyon değerlendirilecekse, yağ banyosunu 50 santigrat derecede tutun ve sıfır çubuktan 250 bara ve tekrar sıfır bara çıkarak 19 basınç noktası ayarlayın. Ardından, deneysel gaz için ikinci gaz yerine birinci gazı seçin ve programı çalıştırın.

Deneysel gaz basıncını manuel olarak hedef değere çıkarmak için gerekirse basınçlı bir pompa kullanın. Cihazdan herhangi bir bileşeni çıkarmadan önce işlemin bitmesini bekleyin. İki şeyl örneği ezildi ve parçacık boyutuna bölündü.

Tüm numuneler için mutlak metan adsorpsiyon kapasitesi, sıfır ile 60 bar arasındaki basınçla doğrusal olarak artmıştır. Bundan sonra, mutlak adsorpsiyon kapasitesi kademeli olarak plato haline geldi. Fazla adsorpsiyon kapasitesi, daha düşük basınçlarda benzer bir eğilim izledi, yaklaşık 80 ila 100 bar'da maksimuma ulaştı ve daha sonra artan basınçla azaldı.

Parçacık boyutları yaklaşık 250 mikrometre olan şeyl numuneleri genellikle en yüksek maksimum, mutlak ve aşırı adsorpsiyon kapasitesine sahipti. Bu, kayanın daha küçük parçacıklara ezilmesine ve mezoporlar ve makro gözenekler oluşturmak üzere bağlanan mikro gözeneklere ve mezoporelere bağlanarak şeylin toplam spesifik yüzey alanını azaltmasına bağlandı. Bu yöntem için bu fikri ilk olarak, farklı bölgelerdeki şeyllerin izotermal adsorpsiyon deneyleri için ne kadar büyük parçacıkların kullanılması gerektiğini düşündüğümüzde aklımıza geldi.

Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik uygun şekilde yapılırsa 24 saat içinde yapılabilir.