[發(fā)明專利]一種確定煤甲烷吸附孔隙和游離孔隙直徑界限值的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711215497.9 | 申請日： | 2017-11-28 |
| 公開（公告）號： | CN108007838B | 公開（公告）日： | 2020-07-31 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 單長安 | 申請（專利權(quán)）人： | 西安石油大學(xué) |
| 主分類號： | G01N15/08 | 分類號： | G01N15/08 |
| 代理公司： | 西安中科匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61254 | 代理人： | 韓冰 |
| 地址： | 710065 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 確定 甲烷 吸附 孔隙 游離 直徑 界限 方法 | ||
1.一種確定煤甲烷吸附孔隙和游離孔隙直徑界限值的方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟一、采集研究區(qū)的煤樣品，將每一塊煤樣品分成兩份；
步驟二、將一份煤樣品進(jìn)行低溫氮氣吸附實驗，將另一份煤樣品進(jìn)行甲烷等溫吸附實驗；
步驟三、利用低溫氮氣吸附實驗得到的數(shù)據(jù)，采用BJH法，計算微觀孔隙的總孔比表面積SBJH、總孔體積VBJH和孔半徑r，其中，
孔半徑r根據(jù)以下公式計算得到：
式中：p/p0為相對壓力，α為氣液界面常數(shù)，γN為表面張力，Vm為單分子層的飽和吸附體積，R為氣體常數(shù)，T為等溫線對應(yīng)的溫度，t為吸附層的厚度；
吸附層的厚度t利用Harkinse Jura模型計算得到，見下式：
假設(shè)孔道為圓柱形，圓柱形孔道的長度為L，則總孔體積VBJH和總孔比表面積SBJH分別根據(jù)以下公式計算得到：
VBJH＝πr2L (3)
SBJH＝2πrL (4)
步驟四、利用甲烷等溫吸附實驗得到的數(shù)據(jù)計算蘭氏體積VL，見下式：
V＝VL*P/(P+PL) (5)
式中，V為吸附體積，P為平衡氣體壓力，PL為蘭氏壓力，V和VL的單位均為cm3/g，P和PL的單位均為MPa；
步驟五、依據(jù)步驟三得到的總孔比表面積SBJH和總孔體積VBJH以及步驟四得到的蘭氏體積VL，以總孔比表面積SBJH和總孔體積VBJH為自變量、以蘭氏體積VL為因變量進(jìn)行相關(guān)性分析，探明煤微觀孔隙的總孔比表面積SBJH、總孔體積VBJH與蘭氏體積VL的內(nèi)在關(guān)系，通過實測資料擬合分析，得出如下方程：
VL＝3.5431SBJH+33.358 (6)
VL＝2.1029VBJH+32.451 (7)
步驟六、依據(jù)步驟三得到的孔半徑r，將微觀孔隙分為四類：
微孔：dBJH4nm、小孔：4nm≤dBJH10nm、中孔：10nm≤dBJH100nm、大孔：dBJH≥100nm，其中，dBJH＝2r；
步驟七、依據(jù)步驟三和步驟六統(tǒng)計出四類孔隙的總孔比表面積SBJH和總孔體積VBJH，計算出四類孔對總孔比表面積SBJH和總孔體積VBJH的貢獻(xiàn)率，從而確定對總孔比表面積SBJH和總孔體積VBJH貢獻(xiàn)率較大的孔的直徑大小，得到煤甲烷吸附孔隙和游離孔隙直徑界限值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟二中，進(jìn)行低溫氮氣吸附實驗的煤樣品不少于100g，進(jìn)行甲烷等溫吸附實驗的煤樣品不少于200g。
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