ניסויי חקר הקשר בין גודל החלקיקים מתאן וספיחה מתוקף פצלי

פצלי הוא סלע חימר עם סדין דק שמיכות, מבנה, אשר משמש גם סלע מקור פצלי גז וגם מאגר. פצלי יש חיזקו חזק המורכב של מיקרון-בקנה מידה ננו נקבוביות, graptolite מאובנים בדרך כלל מזוהה^1,2,3.

פצלי גז הוא מנוצל באופן מסחרי בצלוחית יאנגצה, בדרום סין. כמו מערכת הדלק לא שגרתית המגישה סלע המקור והן מאגר עבור גז מתאן, פצלי גז נגזרת של החומר האורגני בתוך פצלות באמצעות תהליכים אימונופרוביוטיים ו/או תרמוגנית^4,5. חנויות מאגרי הגז הטבעי נמצא באחת בשלוש צורות: חינם בתוך הנקבוביות ושברים, הספוחה הגז על פני השטח של חומר אורגני או מינרלים אורגניים, והגז התפרקה גז ב^6,של ביטומן ומים –⁷. מחקרים קודמים מצביעים כי גז הספוחה חשבונות עבור 20-85% של הגז הכולל פצלי תצורות⁶. לפיכך, מחקר על יכולת ספיחה של פצלי, גורמי השליטה משמעותי חקר ופיתוח של משאב פצלי גז.

יכולת ספיחה מתאן של פצלי נרחב הוכר משתנה באופן משמעותי עם טמפרטורה, לחץ, לחות, בגרות, בהרכב המינרלים, חומר אורגני, סגולי^{1,4,5 6, ,7}; מחקרים קודמים אישרו מתאם גדולה וברורה בין גורמים חיצוניים כמו טמפרטורה, לחץ, חום ולחות מתאן ספיחה.

עם זאת, מחקרים על הקשר בין גורמים פנימי כמו גודל החלקיקים, מתאן ספיחה שנויים במחלוקת. קאנג ג’י להציע כי קיבולת ספיחה מתאן של פצלי אותם דוגמאות גדל עם ירידה של חלקיקים בגודל^8,14, בעוד Rupple, ג’אנג מאמינים הרלוונטיות בין גודל החלקיקים ספיחה הינה מוגבלת מבוסס על^10,119,עקומות ספיחה איזותרמי. בנוסף, ללא תקנים עבור פרוטוקול הערכה פצלי גז ספיחה, מעבדות בסין החל בדרך כלל הפרוטוקולים הערכה ספיחה פחם להערכת פצלי גז ספיחה. כדי להבהיר את הקשר בין גודל החלקיקים ספיחה, כמו גם לחקור את אזור חיפושי פוטנציאליים, אנו להשיג דגימות פצלי ההפקדות פצלי ימיים עבים יצאתם Wuling בצלחת יאנגצה העליון. מנתח וספיחה gravimetric הוחל לנהל את איזותרמי. אני לא יודע ספיחה להשיג את הקשר בין גודל החלקיקים ספיחה.

השיטות נפחי ו- gravimetric הן השיטות העיקריות שנועדה לבדוק את ספיחה איזותרמי של פצלי. אחסון הוא הפרמטר מפתח השיטה נפחי, אשר מושפע בקלות טמפרטורה ולחץ^12,13,14. בגלל חוסר הוודאות בניתוח שגיאה, התפשטות המצטבר במדידות ישירה באמצעות השיטה הנפחי לחישוב כמויות ספיחה מוביל טעות גדולה בתוצאות המדידה, הגורמת איזותרמה ספיחה חריגה של^{14 ,15}. לעומת השיטה נפחי, שיטת gravimetric דורש פחות פרמטרים ותוצאות שגיאות קטנות יותר: כי המסה כולו, משקל ומסה של השיטה gravimetric אינם מושפעים הטמפרטורה ולחץ¹². היא נחשבת שיטה מדעית יותר מדויק למדידת כמות theadsorption של ספיחה כיום.

מנתח וספיחה gravimetric משמש בניסוי זה, אשר יש לכל היותר בדיקות הלחץ של 70 MPa (700 בר), בטמפרטורה של 150 מעלות צלזיוס. טמפרטורה, הלחץ הנוצר על ידי מכשירים ישנים יותר נמוכים מדי toaccurately לדמות של טמפרטורה ולחץ של היווצרות עמוק מתחת לאדמה. המפתח באמצעות מנגנון ניתוח וספיחה מגיע האיזון ההשעיה מגנטי עבור מדויק במשקל דגימת החומר, עם דיוק של 10 µg. המנגנון מאמצת את מצב חימום במחזור שמן אמבט, טווח הטמפרטורות שבו יכול להיות נשלט במשך זמן רב בתוך 0.2 ° C. הדיוק של מכשירים ישנים הוא נמוך, ובכך השגיאה יהיה גדול מזה שהושג עם מכשירים חדשים. הפעולות ניסיוני מבוצעים עם התוכנה שסופקו על-ידי המנגנון. מערכת ההפעלה יעודכנו באופן קבוע כדי להבטיח שהניתוח קרוב תנאי המחתרת בפועל¹².

איזון ההשעיה מגנטי (MSB) משמש בשיטה gravimetric כדי לבדוק את ספיחה איזותרמי מתאן של פצלי ללא מגע ישיר בין הדגימה את הציוד, בטמפרטורה רגילה ובלחץ. המדגם מונחת בבריכה מדידה, שבו ניתן להעביר את המשקל של המדגם האיזון דרך השעיה ללא מגע צימוד מנגנון^12,13. תחת האיזון, יש מגנט על תנאי, נשלט על ידי הקונטרולרים שתוכנן במיוחד המאפשר התליה חינם של המגנט הקבוע להלן. המגנט הקבוע מחבר את חיישן מיקום, הדגימה עם המסגרת צימוד. הפונקציה של המסגרת צימוד היא זוג או הזיווג שבין המכולה מדגם מגנט קבוע התליה מוט^14,15,16.

הדגימות נמדד שלנו הם שחור אורגני עשיר שיילס שהופקדו facies ימית של היווצרות מקסי ארוכות, Silurian נמוך ב- Daozhen, בפרובינצית. לתחום המחקר נמצא סאג Wuling, הלוח העליון יאנגצה, שגובל אגן סיצ’ואן צפון-מערב, אזור ההר Xuefeng טקטוניים מערב¹⁷. סאג Wuling אזור מעבר בין אגן סיצ’ואן אזור טקטוניים Xuefeng הרים, שזכה ים רדוד-עמוק מדף פיקדונות, והעברת מבניים, ימית פצלי שחור נרחב פיתחה את סילור מוקדם; סאג היה אז בחריפות נקודות המגע המוצגים על-ידי אירועים טקטוניים כמו הודו-סין תנועה, תנועה Yanshan והתנועה ההימליה, שבו נוצר קפלי multistage, תקלות, unconformities¹⁸. ימית פצלות שחור בסאג Wuling משמעותית הושפעה התנאים גיאולוגי מורכב, שבו נוצר עתודות פצלי הגז. כמו אזור העברה מבניים, סאג הוא הנקודה המתוקה לחקר פצלי גז, אשר מאופיין על ידי עיוות חלש יותר, טוב יותר פצלי גז דור שימור, וכל התנאים ההתאמה שבר טבעי יותר של מלכודות¹⁹.

וספיחה בלחץ גבוה המדידות נערכות בהתבסס על הליך סטנדרטית עם ההדרכה של פרוטוקול המנגנון ספיחה איזותרמי, אשר היה באופן מקיף הרחיב על פרסומים מספר^{10,11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16}. הניסויים ספיחה איזותרמי הושלמו ב מעבדה מפתח של פצלי שמן, גז החקירה, הערכה של האקדמיה הסינית של מדעי. מדידה gravimetric מתבצעת עם איזון ההשעיה מגנטי (MSB) מבוצעת בארבעה שלבים: מדידה ריק, preprocessing, מדידה ציפה, ומדידה של ספיחה, desorption (איור 1, איור 2).