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Water Vapor Adsorption Behavior in Shale Under Different Temperatures and Pore Structures
Natural Resources Research ( IF 5.4 ) Pub Date : 2021-03-09 , DOI: 10.1007/s11053-021-09846-0
Jianhua Li , Bobo Li , Zheng Gao

In this paper, fractal dimension analysis was used to describe pore structure. We proposed a shale water vapor multi-layer adsorption model that considers the control of pore structures. In this respect, the change curve of the water vapor adsorption capacity was found to be consistent with a type II curve. In addition, water vapor adsorption in shale occurs at primary and secondary adsorption sites. When the relative pressure was low, water vapor adsorption in shale occurs at primary adsorption sites. Thus, primary adsorption capacity is greater than secondary adsorption capacity, and changes in the primary adsorption capacity conformed to the characteristics of a type I curve. However, with increasing relative pressure, secondary adsorption sites began to be occupied. The adsorption capacity curves of the two types of adsorption sites intersected. In addition, temperature changes altered the pore structures, and the pore structure had a controlling effect on the adsorption capacity of shale. Temperature was also found to be one of the important factors affecting shale adsorption. Then, we introduced a shale water vapor multi-layer adsorption model that considers both pore structure and temperature. With increasing relative pressure, the water vapor adsorption capacity of shale still maintained the characteristics of a type II curve. However, temperature had an inhibitory effect on the adsorption characteristics in shale. Based on analysis of the changes in shale adsorption at different temperatures, the sorption-induced deformation mechanism caused by water vapor adsorption in shale was further analyzed.



中文翻译:

不同温度和孔隙结构下页岩中水蒸气的吸附行为

本文采用分形维数分析来描述孔隙结构。我们提出了考虑孔隙结构控制的页岩水蒸气多层吸附模型。在这方面,发现水蒸气吸附能力的变化曲线与II型曲线一致。另外,页岩中水蒸气的吸附发生在一级和二级吸附位点。当相对压力较低时,页岩中的水蒸气吸附发生在主要吸附位置。因此,一次吸附容量大于二次吸附容量,并且一次吸附容量的变化符合I型曲线的特性。但是,随着相对压力的增加,次级吸附位开始被占据。两种吸附位的吸附容量曲线相交。另外,温度变化改变了孔隙结构,孔隙结构对页岩的吸附能力具有控制作用。还发现温度是影响页岩吸附的重要因素之一。然后,我们引入了同时考虑孔隙结构和温度的页岩水蒸气多层吸附模型。随着相对压力的增加,页岩的水蒸气吸附能力仍保持II型曲线的特征。但是,温度对页岩的吸附特性有抑制作用。在分析不同温度下页岩吸附变化的基础上,进一步分析了页岩中水蒸气吸附引起的吸附变形机制。另外,温度变化改变了孔隙结构,孔隙结构对页岩的吸附能力具有控制作用。还发现温度是影响页岩吸附的重要因素之一。然后,我们引入了同时考虑孔隙结构和温度的页岩水蒸气多层吸附模型。随着相对压力的增加,页岩的水蒸气吸附能力仍保持II型曲线的特征。但是,温度对页岩的吸附特性有抑制作用。在分析不同温度下页岩吸附变化的基础上,进一步分析了页岩中水蒸气吸附引起的吸附变形机制。另外,温度变化改变了孔隙结构,孔隙结构对页岩的吸附能力具有控制作用。还发现温度是影响页岩吸附的重要因素之一。然后,我们引入了同时考虑孔隙结构和温度的页岩水蒸气多层吸附模型。随着相对压力的增加,页岩的水蒸气吸附能力仍保持II型曲线的特征。但是,温度对页岩的吸附特性有抑制作用。在分析不同温度下页岩吸附变化的基础上,进一步分析了页岩中水蒸气吸附引起的吸附变形机制。孔隙结构对页岩的吸附能力具有控制作用。还发现温度是影响页岩吸附的重要因素之一。然后,我们引入了同时考虑孔隙结构和温度的页岩水蒸气多层吸附模型。随着相对压力的增加,页岩的水蒸气吸附能力仍保持II型曲线的特征。但是,温度对页岩的吸附特性有抑制作用。在分析不同温度下页岩吸附变化的基础上,进一步分析了页岩中水蒸气吸附引起的吸附变形机制。孔隙结构对页岩的吸附能力具有控制作用。还发现温度是影响页岩吸附的重要因素之一。然后,我们引入了同时考虑孔隙结构和温度的页岩水蒸气多层吸附模型。随着相对压力的增加,页岩的水蒸气吸附能力仍保持II型曲线的特征。但是,温度对页岩的吸附特性有抑制作用。在分析不同温度下页岩吸附变化的基础上,进一步分析了页岩中水蒸气吸附引起的吸附变形机制。我们介绍了同时考虑孔隙结构和温度的页岩水蒸气多层吸附模型。随着相对压力的增加,页岩的水蒸气吸附能力仍保持II型曲线的特征。但是,温度对页岩的吸附特性有抑制作用。在分析不同温度下页岩吸附变化的基础上,进一步分析了页岩中水蒸气吸附引起的吸附变形机制。我们介绍了同时考虑孔隙结构和温度的页岩水蒸气多层吸附模型。随着相对压力的增加,页岩的水蒸气吸附能力仍保持II型曲线的特征。但是,温度对页岩的吸附特性有抑制作用。在分析不同温度下页岩吸附变化的基础上,进一步分析了页岩中水蒸气吸附引起的吸附变形机制。温度对页岩的吸附特性有抑制作用。在分析不同温度下页岩吸附变化的基础上,进一步分析了页岩中水蒸气吸附引起的吸附变形机制。温度对页岩的吸附特性有抑制作用。在分析不同温度下页岩吸附变化的基础上,进一步分析了页岩中水蒸气吸附引起的吸附变形机制。

更新日期:2021-03-10
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