دراسة تجريبية للعلاقة بين حجم الجسيمات، والقدرة على امتصاص غاز الميثان في الصخري

الزيتي هو صخرة طين مع ورقة رقيقة من الفراش، الهيكل، الذي يخدم كصخرة مصدر غاز الصخري وخزان. الصخري، تباين قوية تتكون من نانو وميكرون الحجم المسام واحافير جرابتوليتي المعترف بها عموما^1،،من²³.

الغاز الصخري يتم استغلالها تجارياً في لوحة اليانغتسى، جنوب الصين. كنظام غاز غير تقليدية الذي يخدم كمصدر صخرة وخزان لغاز الميثان، مستمدة من المادة العضوية داخل الصخري من خلال العمليات الأحيائية و/أو حرارة^4،5الغاز الصخري. يتم تخزين الغاز الطبيعي في الخزانات في واحد من ثلاثة أشكال: تمتز الغاز على سطح المادة العضوية أو المعادن غير العضوية والغاز مجاناً في المسام والكسور، وحل الغاز في المياه والبيتومين^6،7. تشير الدراسات السابقة إلى أن يمثل الغاز الممتزة 20-85 في المائة من إجمالي الغاز في تشكيلات الصخري⁶. ولذلك، البحوث المتعلقة بقدرة الامتزاز الصخري والعوامل المتحكمة في هامة لاستكشاف وتطوير موارد الغاز الصخري.

قدرة الامتزاز الميثان الصخري تم الاعتراف على نطاق واسع باعتباره متفاوتة إلى حد كبير مع درجة الحرارة والضغط والرطوبة، النضج، وتشكيل المعادن، والمواد العضوية ومساحة محددة^{1،4،5 ،،}من⁶⁷؛ وقد أكدت الدراسات السابقة وجود ترابط أكبر حجماً وأكثر وضوحاً بين العوامل الخارجية مثل درجة الحرارة والضغط والامتزاز والرطوبة وغاز الميثان.

ومع ذلك، دراسات عن الترابط بين العوامل الجوهرية مثل حجم الجسيمات وامتزاز غاز الميثان مثيرة للجدل. كانغ والجماعة الإسلامية تشير إلى أن قدرة الامتزاز الميثان من نفس الزيادات العينات الصخري مع انخفاض في حجم الجسيمات^8،14، بينما يرى صلة بين حجم الجسيمات والامتزاز روبل وتشانغ المحدودة استناداً إلى منحنيات الامتزاز متحاور^9،،من¹⁰¹¹. وباﻹضافة إلى ذلك، دون معايير لبروتوكول تقييم امتزاز غاز الصخري، المختبرات في الصين عادة تطبيق بروتوكولات التقييم امتزاز الفحم لتقييم امتزاز الغاز الصخري. لتوضيح العلاقة بين حجم الجسيمات والامتزاز، فضلا عن التحقيق في منطقة استكشاف المحتملين، حصلنا على عينات الصخري من رواسب سميكة من الزيت الصخري البحري تبلد ولينغ في لوحة اليانغتسى الأعلى. طبق هو محلل امتزاز الجاذبية لقواعد السلوك متحاور الحصول اكسبيريمينتاند الامتزاز على العلاقة بين حجم الجسيمات والامتزاز.

أساليب الحجمي والجاذبية هي الطرق الرئيسية المستخدمة لاختبار الامتزاز متحاور للزيت الصخري. وحدة التخزين هي المعلمة الرئيسية لأسلوب الحجمي، الذي يتأثر بسهولة بدرجة الحرارة والضغط^12،،من¹³¹⁴. بسبب عدم اليقين في تحليل الأخطاء، نشر التراكمية في القياسات المباشرة باستخدام الأسلوب الحجمي لحساب المبالغ الامتزاز يؤدي إلى خطأ كبير في نتائج القياس، مما يتسبب الشاذ امتزاز الايسوثرم^{14 ،15}. بالمقارنة مع الأسلوب الحجمي، أسلوب قياس الجاذبية يتطلب معلمات أقل وينتج عن أخطاء الأصغر: لأنه هو المحافظة الكتلة، بالوزن والكتلة لطريقة قياس الجاذبية لا تتأثر بدرجة الحرارة والضغط¹². ويعتبر أسلوب أكثر علمية ودقيقة لقياس مقدار ثيدسوربشن الامتزاز في الوقت الحاضر.

يستخدم هو محلل امتزاز الجاذبية في هذه التجربة، التي لديها حد أقصى اختبار الضغط 70 الآلام والكروب الذهنية (700 بار) ودرجة حرارة 150 درجة مئوية. درجات الحرارة والضغوط المتولدة عن الأجهزة القديمة منخفضة جداً محاكاة تواككوراتيلي درجة الحرارة والضغط لتشكيل عميقة تحت الأرض. المفتاح لاستخدام جهاز تحليل امتصاص هو التوصل إلى التوازن المغناطيسي تعليق لدقة وزنها بالمواد عينة، مع دقة من 10 ميكروغرام. ويعتمد الجهاز وضع تدفئة حمام نفط المتداولة ويمكن التحكم في درجات الحرارة لفترة طويلة إلى داخل 0.2 درجة مئوية. منخفض دقة جهاز قديم، وهكذا سيكون الخطأ أكبر من تلك التي تم الحصول عليها مع الصكوك الأحدث. وتجري العمليات التجريبية مع البرامج المقدمة من الجهاز. سيتم تحديث نظام التشغيل بشكل منتظم للتأكد من التحليل الذي يقع بالقرب من الظروف الفعلية تحت الأرض¹².

توازن تعليق مغناطيسي (MSB) يستخدم في أسلوب قياس الجاذبية لاختبار الامتزاز متحاور الميثان من الزيت الصخري دون الاتصال المباشر بين العينة والمعدات، وفي درجات الحرارة العادية والضغط. يتم وضع العينة في حمام السباحة قياس، الذي يمكن أن ينتقل وزن العينة إلى التوازن من خلال تعليق عدم الاتصال اقتران إليه^12،13. في ظل التوازن، هناك مغناطيس مع وقف التنفيذ، يسيطر عليها وحدة تحكم مصممة خصيصا تسمح الحرة تعليق المغناطيس الدائم أدناه. مغناطيس دائم يربط استشعار الموقف وحاوية العينة مع الإطار اقتران. هو وظيفة الإطار اقتران زوجين أو فصل حاوية العينة إلى مغناطيس دائم تعليق قضيب^14،،من¹⁵¹⁶.

لدينا عينات المقاسة تتعلق العضوية الغنية بالأسود المودعة في السحنة البحرية لتشكيل “ماكسي طويلة”، “سيلوريان السفلي” في دوجن، مقاطعة قويتشو. مجال البحث في تبلد ولينغ، لوحة اليانغتسى العلوي، التي تحدها من حوض سيتشوان إلى الشمال الغربي والمنطقة الجبلية شيويه التكتونية إلى جنوب غرب¹⁷. تبلد ولينغ هو نقل الهيكلية ومنطقة انتقالية بين حوض سيتشوان ومنطقة الجبال شيويه التكتونية، التي تلقي الودائع الجرف الضحلة-أعماق البحار، ووضعت الصخري الأسود البحرية على نطاق واسع خلال Silurian المبكر؛ ثم تم فرضه تبلد بشدة الأحداث التكتونية مثل الحركة الهندية-الصينية، وحركة يانشان، وحركة جبال الهيمالايا، التي تشكل طيات متعددة المراحل وأخطاء أونكونفورميتيس¹⁸. الصخري الأسود البحرية في تبلد ولينغ قد تأثر إلى حد كبير بالظروف الجيولوجية المعقدة، التي شكلت احتياطيات الغاز الصخري. كمنطقة نقل هيكلي، هو تبلد بقعة الحلو للتنقيب عن الغاز الصخري، الذي يتميز تشوه أضعف وتوليد الغاز الصخري أفضل والحفاظ على الشروط ومطابقة الكسر الطبيعية أفضل من الفخاخ¹⁹.

وتجري قياسات امتصاص الضغط العالي استناداً إلى إجراءات موحدة، بتوجيه البروتوكول جهاز الامتزاز متحاور، التي قد قد أعدت على نحو شامل في عدة منشورات^{10،11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16}-وأنجزت تجارب الامتزاز متحاور في مختبر مفتاح من الزيت الصخري والغاز التحقيق والتقييم للأكاديمية الصينية لعلوم الأرض. يتم قياس الجاذبية الاضطلاع برصيد تعليق مغناطيسي (MSB) في أربع خطوات: قياس فارغة وتجهيزها، وقياس الطفو وقياس الامتزاز والامتزاز (الشكل 1و الشكل 2).