Effect of shale properties on CH4and CO2sorption capacity in Czech Silurian shales

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中文题名捷克志留系页岩储层性质对CH4和CO2吸附能力的影响
作者Daniela Řimnáčová
作者单位Institute of Rock Structure and Mechanics, Academy of Sciences of the Czech Republic, 182 09 Prague 8, Czech Republic
刊名Journal of Natural Gas Science and Engineering
2020
80
摘要
本文对采自Barrandian盆地(捷克共和国)三个地层的七个深色志留系页岩样品的CO2和CH4吸附能力进行实验测试。页岩样品以粘土矿物、石英、方解石和斜长石等无机质为主,有机质含量极低。大部分有机颗粒为动物碎屑,主要为笔石和沥青。反映页岩热成熟度的笔石反射率(Rr)介于0.56%(Kopanina组)到1.09%(Litohlavy组)之间,Motol组由于可能存在局部热异常,其反射率高于1.70%。总有机碳(TOC)范围为0.34-2.37wt%,孔隙度4.6%-18.8%。在所有页岩样品中,使用压力吸附装置在45℃下测量干燥样品的CO2和CH4的高压过吸附等温线,其中CO2和CH4的压力分别为8MPa和15MPa。用吉布斯方程计算最大过吸附量(nmax,CO2和nmax,CH4)。nmax,CO2值介于0.118mmol/g至0.244mmol/g间,而nmax,CH4值要低两倍多(0.050mmol/g-0.088 mmol/g)。xCO2/CH4值为1.47至2.98,中值为2.54(除Kopanina地层样品(4.36)外)。本文确定了页岩参数对CO2和CH4吸附量的影响。Rr的值与TOC归一化的CO2和CH4吸附能力间没有直接关系。CO2吸附量与TOC和粘土矿物含量负相关,与石英含量正相关,而CH4则相反。微孔体积与CO2过吸附能力呈较强的正相关关系,而CH4则呈负相关关系。CO2的吸附能力通常取决于微孔体积,CH4的吸附能力则主要由页岩的组分决定。

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