图8-4不同含沙量下铜的吸附过程曲线表8-9铜吸附实验的实验条件和实验结果图8-4不同含沙量下铜的吸附过程曲线表8-9铜吸附实验的实验条件和实验结果从表8-9中看到，在铜初始浓度相同的情况下，反应进行相同时间后的相对吸附率随含沙量的增大而增大。黄委会进行了粒度为0.01～0.025mm 的花园口断面混合悬浮物对Cu的吸附实验，得到Cu的t1/2是30s。利用Langmuir吸附等温式，对4组吸附实验数据，分别计算其k值，计算结果列于表8-10。......
2023-06-22
煤层气储层中CO2和CH4竞争吸附实验分析结果
【摘要】：5.4.2.2CO2和CH4混合气体的吸附解吸规律研究确定好CO2和CH4两种气体的保留时间和峰比系数之后，本节进行了二氧化碳和甲烷这两种气体在不同的围压下的吸附解吸规律研究。
5.4.2.1 CO2和CH4单组分吸附实验
由于气相色谱仪对于同一用量的不同气体所反映出来的峰值大小是不同的，所以当CH4和CO2混合后，经过吸附反映到气相色谱仪上，再对它们的绝对值进行分析比较。本节为了能够对CH4和CO2混合后吸附的数据进行研究，首先对相同注射量的CH4和CO2进行了对比分析，即对两种气体的单一组分进行了分析，在单独分析时，它们的用量都是2mL。相同用量的CH4和CO2反映的峰高、峰面积及保留时间见图5-13、图5-14及表5-1、表5-2。
图5-13 CO2的单组分色谱峰
表5-1 CO2的单组分结果分析表
图5-14 CH4的单组分色谱峰
表5-2 CH4的单组分结果分析表
由图5-13中CO2的单组分色谱峰和表5-1中CO2的单组分结果分析表可以看出，注入同样量的二氧化碳，其峰高为326 103.000，峰面积为2 837 672.250，保留时间为1.2min左右。
由图5-14中CH4的单组分色谱峰和表5-2中CH4的单组分结果分析表可以看出，2mL甲烷的峰高为281 106.219，峰面积为2 264 351.500；从保留时间看，甲烷出峰的时间为1.6min左右。
从以上图表可以得知，假如2种气体混合在一起，那么二氧化碳要比甲烷先出峰。此外，相同含量的二氧化碳和甲烷的峰面积比值为2 837 672.250∶2 264 351.500＝1.25，在这里将这个数值定义为峰比系数。
5.4.2.2 CO2和CH4混合气体的吸附解吸规律研究
确定好CO2和CH4两种气体的保留时间和峰比系数之后，本节进行了二氧化碳和甲烷这两种气体在不同的围压下的吸附解吸规律研究。分别在围压为1MPa、2MPa、3MPa、4MPa和5MPa下吸附解吸24h后得到不同的色谱图和分析结果表，见图5-15～图5-19和表5-3～表5-7。
图5-15 混合气体色谱峰（围压为1MPa）
表5-3 混合气体结果分析表（围压为1MPa）
图5-16 混合气体色谱峰（围压为2MPa）
表5-4 混合气体结果分析表（围压为2MPa）
图5-17 混合气体色谱峰（围压为3MPa）
表5-5 混合气体结果分析表（围压为3MPa）
图5-18 混合气体色谱峰（围压为4MPa）(www.chuimin.cn)
表5-6 混合气体结果分析表（围压为4MPa）
图5-19 混合气体色谱峰（围压为5MPa）
表5-7 混合气体结果分析表（围压为5MPa）
由以上图表可知，当围压为1MPa时，CO2和CH4两种气体解吸后峰高分别为215202.719和207228.484，峰面积分别为1667407.000和1624634.875，含量分别为23.6770和23.0696。两种气体的真实含量比为：
当围压为2MPa时，CO2和CH4两种气体解吸后峰高分别为245729.906和143047.969，峰面积分别为1840390.250和1135529.125，含量分别为29.916和18.4583。两种气体的真实含量比为：
当围压为3MPa时，CO2和CH4两种气体解吸后峰高分别为262229.031和112116.328，峰面积分别为1950039.000和879865.688，含量分别为34.3891和15.5165。两种气体的真实含量比为：
当围压为4MPa时，CO2和CH4两种气体解吸后峰高分别为216756.875和71559.781，峰面积分别为1565688.125和570861.250，含量分别为36.3878和13.2673。两种气体的真实含量比为：
当围压为5MPa时，CO2和CH4两种气体解吸后峰高分别为231207.063和38004.000，峰面积分别为1718923.500和308154.313，含量分别为24.9255和4.4684。两种气体的真实含量比为：
为了能够更加清楚地研究CO2和CH4混合气体的吸附解吸规律，根据上面的相关数据，得出围压与气体出峰的峰高、峰面积、含量以及真实含量比的关系图，如图5-20～图5-23所示。
图5-20 围压与峰高的关系
图5-21 围压与峰面积的关系
图5-22 围压与两种气体含量的关系
图5-23 围压与真实含量比的关系
由以上几个图可以看出，随着围压的增加，甲烷的峰高、峰面积和含量都呈现下降的态势，而二氧化碳则呈现出先增加、后下降的态势，所以在现场施工的时候应注意注入CO2的时间，要注意井下的压力问题。从围压和真实含量比的关系图可以看出，随着围压的增加，对甲烷的影响非常大，但是对二氧化碳的影响却比较小。
二氧化碳是酸性气体，随着围压的增大，在煤层中气体逐步进入煤孔隙深部，从化学角度分析很可能是二氧化碳与煤中矿物组分发生化学反应或者化学作用。然而，当压力超过某个数值时，多余的气体由于围压增大割理合拢变又从煤岩中出来了，所以当围压达到4MPa后，二氧化碳的含量就减少了。
根据前面几章的研究，本节提出，用CO2伴随清洁压裂液能够有效提高煤层气的采收率。
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2023-11-18
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2023-11-18
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