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Enregistrement W2318326892 · doi:10.2118/176965-ms

Water Distribution Characteristic and Effect on Methane Adsorption Capacity in Shale Clays

2015· article· en· W2318326892 sur OpenAlexaff
Jing Li, Keliu Wu, Juntai Shi, Xiangfang Li, Yingying Li, Dong Feng, Tao Zhang, Min Xu, Yangai Bai

Notice bibliographique

RevueSPE Asia Pacific Unconventional Resources Conference and Exhibition · 2015
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueHydrocarbon exploration and reservoir analysis
Établissements canadiensUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesNational Science and Technology Major ProjectNational Natural Science Foundation of China
Mots-clésAdsorptionMethaneLangmuirChemistryOil shaleClay mineralsLangmuir adsorption modelChemical engineeringMineralogyGeologyOrganic chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Methane adsorption in shale is result of gas-liquid-solid interaction rather than gas-solid interaction by considering the initial water saturation in actual condition. As an important constituent of inorganic matter, clay minerals can provide additional adsorption capacity due to high internal surface area. Under dry conditions, both inorganic and organic materials dominate methane adsorption content. However, under reservoir conditions, water always adsorb on clay particle surface, which will significantly reduce the adsorption capacity of methane. Thus, the experimental evaluation of adsorbed gas reserves with dry samples or other improper conditions will misestimate the total gas in place (OGIP). What's more, the commonly used Langmuir equation is not available in describing the complex gas-water competitive adsorption under different moisture conditions. Thus, the mechanism and mathematical model to describe gas-water-clay three phase interactions is badly needed. In this paper, we analyze the interaction characteristics between methane, water film and clay base on adsorption theory, and results reveal that: methane adsorption on clay (dry) is a typical gas-soild interaction; however, methane adsorption on clay bound water film should belong to gas-liquid interaction. Based on our analysis, a united model is established to describe gas-water-clay interactions, in which, (i) gas-solid interface Langmuir equation is employed to describe methane adsorption on clay (dry); (ii) gas-liquid interface Gibbs equation, instead of Langmuir equation, is employed to describe methane adsorption on water film; (iii) water coverage coefficient was defined to describe the transition between gas-solid adsorption and gas-liquid adsorption; (iv) Langmuir equation and Gibbs equation integrated by water coverage coefficient is established to describe gas-liquid-solid interaction. Meanwhile, mathematical model is presented to quantify water films thickness bound on clay based on DLVO theory (by considering disjoining pressure in nanoscale water film). The preliminary result shows that, the water saturation in shale clay pore mainly depends on relative humidity and pore size. Under a certain shale humidity system, water saturation is significant effected by pore size. And the pore size is smaller, the water saturation is higher. Otherwise, a capillary condensation phenomenon is also found in our work. Thus, the water saturaion distribute in different pores mainly as: (i) capillary water in the small pores; (ii) water film in the lager pores. Furthermore, considering the water distribution characteristic, the effect of moisture on methane adsorption capacity in shale clay is mainly for two aspects: (i) small pores blocked by water are invalid for methane adsorption, (ii) large pores bounded by water film change interaction characteristics for methane adsorption (from gas-solid interaction to the gas-liquid interaction). And the overall effect could reduce the adsorption capacity by 90% in our study. The comparison presents the same trend between calculation results by our united model describing gas-water-clay interactions, and experimental result of methane adsorption on clay-rich shale under different mositure conditions by Chalmers (2012). Thus, our model is reasonable and available to describe water and methane competitive adsorption in shale inorganic mineral or clay-rich shale. Furthermore, our model can be applied to predict methane absorption capacity under different water saturation condition in shale system with a real pore size distribution. Our present work reveals mechanism of moisture effect on the methane absorption capacity and lays foundations of evaluating the GIP in shale system more accurately.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,560
Score d'incertitude au seuil0,556

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,031
Tête enseignante GPT0,224
Écart entre enseignants0,193 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2015
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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