Multiscale Imaging of Gas Adsorption in Shales

SPE-185054-MS

Multiscale Imaging of Gas Adsorption in Shales

Hamza Aljamaan, Cynthia M. Ross, and Anthony R. Kovscek, Stanford University

某外企专家五星推荐。

用4块不同区块的岩心(直径1英寸)分析储气能力,分析尺度包括厘米至纳米级别。使用的是CO2和Kr进行吸附实验,用CT扫描和SEM成像,采用Energy dispersive spectroscopy (EDS) 分析岩石组成。

CT扫描可以达到190μm的分辨率,SEM分辨率为1.5μm。microCT的立体像素达到27μm?

据作者称,这是首次利用多个尺度的图像(岩心-纳米级别的CT/SEM/EDS图像)表征样品的气体吸附能力与空间展布特征。

由于采用了多种测量手段,CT与SEM、EDS的分辨率不一样,测量结果不同,需要对齐图像,可以采用观察特殊现象(岩心形状、特殊构造如钙质充填的缝、特殊矿物等)来对齐,或者直接上色来区分。microCT可以按一定的厚度间隔切片并重建三维图像,根据不同测量周期来展示随着压力和时间等条件的变化下,岩心的吸附能力的变化,导流通道的变化等。EDS能测量10多种元素并用不同的颜色区分不同的岩石组分。这样的效果令人惊叹!~

实验结果证实,注CO2比Kr获得的吸附能力要高,可能是页岩的成分更容易吸附CO2,或者说,页岩的组成,对CO2的吸附实验有明显的影响,文中举例说吸附时间增加24h会让CO2饱和度(吸附能力)增加1.38%,因此似乎应该更推荐使用Kr开展吸附实验?

吸附能力与TOC、Clay正相关,但是,富集粘土的骨架反而吸附能力最低,作者解释说该样品可能是TOC含量较低,样品数量较少,难以说明问题。

存在开放性的裂缝会导致吸附区域扩大,相反,存在二次矿化会减少。

常规用粉末测量的吸附能力,是页岩的最大吸附能力,往往会高于实际情况。因此更推荐直接采用岩心,用多尺度的成像来测量,获得更真实的数据。

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注