[發(fā)明專利]一種基于重量法的等溫吸附曲線校正方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010053760.4 | 申請(qǐng)日： | 2020-01-17 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111175170A | 公開（公告）日： | 2020-05-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 李騰;高永利;高輝;王琛 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 西安石油大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G01N5/02 | 分類號(hào)： | G01N5/02;G01N7/04 |
| 代理公司： | 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215 | 代理人： | 弋才富 |
| 地址： | 710065 陜*** | 國(guó)省代碼： | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說(shuō)明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 重量 等溫 吸附 曲線 校正 方法 | ||
1.一種基于重量法的等溫吸附曲線校正方法，其特征在于，包括下述步驟：
步驟一、采用實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)制樣法，使用60目和80目的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)樣品篩制作粒徑為60-80目(0.18-0.25mm)大小的粒狀樣品；
步驟二、在等溫吸附測(cè)試前，開展基于重量法等溫吸附儀的空白測(cè)試，測(cè)試用吸附質(zhì)為99.999％高純度氦氣；設(shè)置與煤巖樣品甲烷等溫吸附相同的測(cè)試溫度，共設(shè)置壓力點(diǎn)13個(gè)，分別為0.5MPa、1MPa、1.5MPa、2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa和6.5MPa；
步驟三、在等溫吸附測(cè)試前，開展基于重量法等溫吸附儀的煤巖樣品預(yù)處理測(cè)試，將測(cè)試用樣品置于樣品桶中，利用重量法等溫吸附儀，設(shè)置預(yù)處理溫度為105℃、真空條件，開展煤巖樣品預(yù)處理測(cè)試直至樣品質(zhì)量變化幅度小于0.001g；
步驟四、在等溫吸附測(cè)試前，開展基于重量法等溫吸附儀的煤巖樣品浮力測(cè)試，測(cè)試用吸附質(zhì)為99.999％高純度氦氣；設(shè)置與煤巖樣品甲烷等溫吸附相同的測(cè)試溫度，共設(shè)置壓力點(diǎn)13個(gè)，分別為0.5MPa、1MPa、1.5MPa、2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa和6.5MPa；
步驟五、開展基于重量法等溫吸附儀的煤巖樣品甲烷吸附測(cè)試，測(cè)試用吸附質(zhì)為99.999％高純度甲烷；設(shè)置樣品的測(cè)試溫度，共設(shè)置壓力點(diǎn)10個(gè)，分別為0.5MPa、1MPa、2MPa、3.5MPa、5MPa、7MPa、9MPa、12MPa、15MPa和20MPa；
步驟六、測(cè)試過(guò)程中樣品體積的精細(xì)定量化表征，構(gòu)建任意測(cè)試壓力下，樣品體積動(dòng)態(tài)變化的數(shù)學(xué)模型；
步驟七、基于樣品桶體積動(dòng)態(tài)變化數(shù)學(xué)模型和樣品體積動(dòng)態(tài)變化數(shù)學(xué)模型，計(jì)算任意測(cè)試壓力下吸附相甲烷的質(zhì)量，基于此獲得校正后的基于重量法的等溫吸附曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于重量法的等溫吸附曲線矯正方法，其特征在于，
所述步驟六具體為：在空白測(cè)試過(guò)程中，不同的測(cè)試壓力下，樣品桶的體積并不是固定不變的，任意測(cè)試壓力下，樣品桶體積的動(dòng)態(tài)變化表示為：
m(c)i＝m1i+ρ(He)iV(c)i (8)
式中，m(c)i，不同測(cè)試壓力下樣品桶的質(zhì)量，g；ρ(He)i，不同測(cè)試壓力下氦氣密度，g/cm3；V(c)i，不同測(cè)試壓力下樣品桶體積，cm3；m1i指空白測(cè)試階段不同測(cè)試壓力下天平顯示質(zhì)量，g；i，不同的測(cè)試壓力點(diǎn)，1，2，…，13；
基于式(8)獲得任意壓力下樣品桶體積動(dòng)態(tài)變化曲線，得到任意測(cè)試壓力下樣品桶體積動(dòng)態(tài)變化的數(shù)學(xué)模型為：
V(c)i＝0.70945Pi0.02158 (9)
式中，Pi為壓力點(diǎn)i時(shí)的測(cè)試壓力；
同樣，獲得任意測(cè)試壓力下，樣品+樣品桶的體積的動(dòng)態(tài)變化為：
m(c+s)i＝m2i+ρ(He)iV(c+s)i (10)
式中，m(c+s)i，不同測(cè)試壓力下樣品+樣品桶的質(zhì)量，g；ρ(He)i，不同測(cè)試壓力下氦氣密度，g/cm3；V(c+s)i，不同測(cè)試壓力下樣品+樣品桶體積，cm3；m2i指浮力測(cè)試階段不同測(cè)試壓力下天平顯示的測(cè)試質(zhì)量，g；i，不同的測(cè)試壓力點(diǎn)，1，2，…，13；
則任意測(cè)試壓力下，樣品的體積可表示為：
V(s)i＝V(c+s)i-V(c)i (11)
式中，V(s)i，不同測(cè)試壓力下樣品體積，cm3；基于式(11)可以得到任意測(cè)試壓力下樣品體積與測(cè)試壓力動(dòng)態(tài)變化的數(shù)學(xué)模型為：
V(s)i＝0.01216ln(Pi)+0.90306 (12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于重量法的等溫吸附曲線矯正方法，其特征在于，
所述的步驟七具體為：
基于樣品桶體積動(dòng)態(tài)變化數(shù)學(xué)模型和樣品體積動(dòng)態(tài)變化數(shù)學(xué)模型，得任意測(cè)試壓力下吸附相甲烷的質(zhì)量變化為：
Δmi＝m3i+ρ(CH4)i(V(s)i+V(c)i)-m(c+s)i
＝m3i+ρ(CH4)i((0.01216ln(Pi)+0.90306)+0.70945Pi0.02158)-m(c+s)i (13)
則獲得任意壓力點(diǎn)下樣品的甲烷吸附量為：
V＝(VCH4·Δm/MCH4)/ms
＝(VCH4·(m3i+ρ(CH4)i((0.01216ln(Pi)+0.90306)+0.70945Pi0.02158)-m(c+s)i)/MCH4)/m(14)
則利用該校正模型獲取的基于重量法的不同測(cè)試壓力下甲烷吸附量的通用模型為：
V＝(VCH4·(m3i+ρ(CH4)i((aln(Pi)+b)+0.70945Pic)-m(c+s)i)/MCH4)/m (15)
式中，a、b、c為與樣品有關(guān)的常數(shù)；
基于該校正模型，可以獲得校正后的基于重量法的等溫吸附曲線。
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