网站如下： https://energy.usgs.gov/PhotoAtlas/default.aspx?aid=1 界面截图： Valentine, B. J., Morrissey, E. A., Park, A. J., Reidy, M. E., Hackley, P. C. (2013). Development of web-based organic petrology photomicrograph atlases and internet resources for professionals and students. International Journal of Coal Geology , 111 , 106-111. Development of web-based organic petrology photomicrograph atlases and internet .pdf Winans, R. E., CRELLING, J. C. (1984). Chemistry and characterization of coal macerals: overview. DOI:10.1021/bk-1984-0252.ch001. Chemistry and Characterization of Coal Macerals Overview.pdf
转载一个有意思的数值模拟结果： 液态水能堵塞CH4运移通道；CO2能穿透液态水置 换孔隙中 的 CH4 。 图A： 0.8纳米圆孔， 青红代表CO2，绿色代表CH4 ， CO2并不能置换出该孔隙的呈链状分布的甲烷。 图B：1.08纳米圆孔，CO2可以置换出 CH4 ； CO2的置换作用与孔的大小有关系。 图C：0.8纳米狭缝孔，CO2可以置换出CH4；CO2的置换作用与孔的形状有关系。 图D和E： 1.08纳米圆孔， 白红代表水滴（D）和水膜（E） ；液态水可以能堵塞CH4运移。 图F： 1.08纳米圆孔， CO2可以穿透水滴，置换出CH4。 图G： 1.08纳米圆孔， CO2可以穿透水膜，置换出CH4。 对于图F和G，将CO2换作N2，没有发现CH4被置换出来。 原因：CO2在水中溶解度高，可以通过溶解和扩散作用穿透液态水，继而进入孔隙置换出CH4。 附上该文章，感兴趣的可以参考： Ho, T. A., Wang, Y., Xiong, Y., Criscenti, L. J. (2018). Differential retention and release of CO2 and CH4 in kerogen nanopores: Implications for gas extraction and carbon sequestration.Fuel,220, 1-7. Differential retention and release of CO2 and CH4 in kerogen nanopores.pdf
河东煤田海陆过渡相太原组页岩特征研究 Advances in Geo-Energy Research , 2018, 2(1): 72-85 原文网址： http://www.astp-agr.com/index.php/Index/Index/detail?id=51 河东煤田位于鄂尔多斯盆地东缘，南北长400公里，东西宽60公里，面积超过17000平方公里，是山西省的六大煤田之一，是目前中国实现商业化开发的重要煤层气基地。河东煤田不仅具有丰富的煤层气资源，也具有较好的页岩气和致密砂岩气资源潜力。 图1. 样本电镜扫描图像 煤系页岩在该区域内发育稳定，展布范围广，根据2012年中国国土资源部油气战略研究中心全国页岩气资源调查与评价结果显示河东煤田页岩气资源量为1.43万亿方，其中，大宁-吉县-乡宁区块被划定为页岩气资源勘查开发有利区。石炭二叠系太原组是河东煤田的主要含煤地层，含有多层与煤、砂岩和灰岩交互沉积的煤系页岩。目前，对河东煤田煤系页岩缺乏全面的研究，为了从多个角度系统认识河东煤田太原组页岩物性特征，本文通过一系列实验，对太原组页岩的有机质含量、类型、成熟度、含气量、矿物组成、孔径分布等特征进行了综合分析，旨在提高对煤系页岩的总体认识水平并对后期的页岩气，煤层气和砂岩气综合开发的提供借鉴。 Characterization of marine-terrigenous transitional Taiyuan formation shale reservoirs in Hedong coal field, China Kunjie Li, Gang Chen, Wei Li, Xinlong Wu, Jinchong Tan, Jiangwen Qu (Published: 2018-02-25) Corresponding Author and Email: Kunjie Li, marden2008@163.com Citation: Li, K., Chen, G., Li, W., Wu, X., Tan, J., Qu, J. Characterization of marine-terrigenous transitional Taiyuan formation shale reservoirs in Hedong coal field, China. Advances in Geo-Energy Research, 2018, 2(1): 72-85, doi: 10.26804/ager.2018.01.07. Article Type: Original article Abstract: To better understand the basic characteristics of Marine-terrigenous Transitional Taiyuan formation shale (TYS) reservoirs in Hedong coal field, a series of reservoir evaluation experiments were conducted on 33 core samples, which were collected from an exploration shale gas well (SL-1). The results show that organic matters in TYS are Type III gas prone kerogen and are in the high-maturity stage with an average Ro value of 1.87% (ranging from 1.71 to 2.10%). The total organic carbon (TOC) is ranging from 0.29% to 11.87% with an average value of 2.91% and gas content is from 0.41 to 2.96 ml/g, which indicates that TYS still has certain hydrocarbon generation potential despite a mass generation of hydrocarbons occurred during the geological history. XRD analysis shows that TYS is composed mainly of quartz minerals and clay minerals with an average brittleness index of 46.5%, which is relatively favorable for hydraulic fracture. Pore size of TYS ranges from a few nanometers to hundreds of nanometers. The permeability is irrelevant with porosity and its values are all lower than 0.1 md. The average value of BET surface area and BJH volumes are 8.57 m2/g and 1.84 cm3/100g, respectively. Similar to previous studies, TOC content is a decisive control on gas adsorption capacity in this study. Keywords: Marine-terrigenous transitional shale, Ordos basin, Hedong coal field, formation. 5a9673f42b17a.pdf
摘要： 建立合理的页岩气（甲烷）在页岩上的等温吸附模型对于页岩气原位储量计算，估计真实吸附气含量以及建立正确的页岩气流动模型有重要意义。但是，由于吸附态甲烷的气体状态方程（EOS）未知并且吸附态的体积和密度无法直接用实验测量，这直接导致不同学者采用不同的经验模型去拟合实测等温吸附曲线获得真实吸附量。对于这些经验模型的使用尚没有得到一致的认识。鉴于此，本文首先对现有的等温吸附经验模型（3大类，9种模型）进行详细回顾。然后，基于文献中的高压（27MPa）和低压（13MPa）甲烷在页岩上的实测等温吸附曲线（共计12组数据）和以下三个准则对该9种模型进行对比分析：（1）拟合优度（goodness of fit）即所用模型能否很好的模拟实测数据；（2）理论解释性，即所用模型能否解释试验中观察到的试验现象；（3）预测性，即所用模型能否预测试验范围外的等温吸附曲线。 对比结果表明， 尽管9种模型的拟合精度不相上下，但是只有Dual-site Langmuir模型可以合理解释试验观测现象及正确预测等温吸附曲线 。本文同时还对Dual-site Langmuir模型在页岩气开发中的工程应用展开讨论，并且纠正了一些在页岩气领域长期误用的概念，比如吸附气和游离气。本文据此，认为Dual-site Langmuir模型值得在工程中推广应用。文章最后还指出，使用X射线反射法（X-ray reflectivity）有望在今后直接测量吸附态的体积和密度，继而确定吸附态甲烷的气体状态方程，最终从根本上解决超临界气体吸附过程描述的历史性难题。 本文参考文献共计102篇，以下为本文主要图表： 图1：吉布斯吸附的概念 表1：文献中常见的9中等温吸附模型 图2：物理模型建立的方法 图4：用9中等温吸附模型对三组等温吸附曲 线（实测吸附量-压 力关系）进行拟合的结果对比 图5：9种方法中，实测值和拟合值的相对误差 图9：9种方法对高压等温吸附曲线的拟合结果（实测吸附量-气体密度关系） 图10：9种方法，预测等温吸附曲线的对比图（预测实测等温吸附量-气体密度）：虚线代表预测值，实线代表拟合值。从理论上来说，温度越高吸附量越低，不同温度条件下的等温吸附曲线（作为气体密度的函数）不可能出现交叉。如果等温吸附曲线（作为气体密度的函数）出现交叉，说明试验数据有问题或者模型有问题。 欢迎各位同行批评指正，拙作详见 ： Tang,X. Ripepi, N., Luxbacher, K. and Pitcher, E. (2017) Adsorption models for methane in shales: review, comparison and application. Energy Fuels. http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.energyfuels.7b01948 Adsorption models for methane in shales_Review, Comparison, and Application.pdf
摘要： 在美国田纳西州摩根县，近 500吨（short ton） 的二氧化碳被 成功注入 Central Appalachia盆地Chattanooga页岩储层 压裂过的页岩水平井 中。注入过程结束后，页岩气井关闭闷井，从而使页岩气井达到新的平衡状态。闷井完成后，页岩气井重新打开并正常产气。研究结果表明：（1）在闷井结束并且重新产气的前5个月中，产出的气体流量速率提高5倍（相比于注CO2之前）。（2）产气的质量有明显的提高，主要表现在凝析气（natural gas liquids）中的重烃组分如乙烷，丙烷，丁烷都有增加。（3）此次先导性试验结果也证实非常规页岩储层是可注的，而且注CO2增产页岩气是切实可行的。 文章主要图表介绍及相关结果： 图11：注CO2前页岩气井的生产数据 图10：注入井及其周边的观测井 图12：注CO2施工过程图 图14：注CO2过程中的实时监测数据 图15：注入CO2在页岩储层中的状态 表2：注CO2前页岩气的组分 图16：闷井过程中的井头压力 图17：页岩气井重新产气过程中的气体组分 图19：:页岩气井注入CO2前后的产量对比 图19：:页岩气井注入CO2前后的产量对比（放大版本） 文章具体内容详见： Louk, K., Ripepi, N., Luxbacher, K., Gilliland, E., Tang, X., Keles, C., Schlosser, C., Diminick, E., Keim, S., Amante, J., Karmis, M., Monitoring CO2 storage and enhanced gas recovery in unconventional shale reservoirs: Results from the Morgan County, Tennessee injection test, Journal of Natural Gas Science Engineering (2017), doi: 10.1016/j.jngse.2017.03.025.
高压气体（20MPa）在多孔介质的吸附现象在吸附领域已有大量报道。但是由于实验设备的限制，在准确测量高压气体吸附的等温吸附曲线，还存在很多问题。具体的表现形式之一就是： 高压条件下，气体的在不同温度条件下的等温吸附曲线是否会表现出交叉现象。本文特附上一些参考文献，供大家共同学习，交流，探讨。 （1）等温吸附曲线交叉（人工合成材料；最大压力50MPa）： 1 Thermodyanmic description of excesss isothemrs of Methane Argon and Nitrogen.pdf 2 High pressure adsorption equilibria daa.pdf 3 High pressure adsorption of hydrogen nitrogen and CO2 Methane.pdf （2）等温吸附曲线不交叉（页岩；最大压力35MPa） 1 Geological models of gas in place of the Longmaxi shale in southeast China.pdf 2 Methane in shale.pdf
煤和页岩都是具有复杂孔隙结构的沉积岩，含有丰富的纳米孔隙。由于煤和页岩是天然形成的物质，因此目前的研究，都通过不同的观测工具来认识它们的物理特性。在这些研究中，有一些有趣的现象，亟待解释。以下是一些常见的试验现象，尚没有达成统一的认识。 本文旨在提供相关研究论文，供大家参考。 欢迎大家能够提供更多的试验异常现象及现有解释，发布出来供同行参考，从而一一解决。 1. 煤中有 墨水瓶孔存在 吗？能通过氮气吸附滞后环判断煤的孔隙形状吗？ 参考论文： 1 Pore size determination in modified micro mesopore material Pitfalls and Limit.pdf Physisorption Hysteresis loops and characterization of nanopore material.pdf 2. 高压甲烷在页岩 过剩吸附 现象讨论及“负吸附”解释。 参考论文： 2 Impact of mass balance calculations on adsorption capacities in microporous sh.pdf Surface excess amounts in high pressure gas adsorption Issues and Benefits.pdf 3. 甲烷及二氧化碳 吸附相密度 及 煤体吸附变形 的纳米观测。 参考论文： 3.1 Adsorpiton of supercritical CO2 in aerogels as studied by SNSNTT.pdf 3.2 Dynamic micromapping of CO2 sorption in coal.pdf 4. 低压二氧化碳吸附测定微孔时的比表面积能用吗？ 4 CO2 surface area of coals The 25-year paradox.pdf 5. Langmuir 方程能用来解释气体吸附在煤的机理吗？ 5.1 对煤吸附甲烷的Langmuir方程的讨论.pdf 5.2 有关间接法预测煤层气含量的讨论.pdf 5.3 超临界氢在活性炭上的吸附等温线研究.pdf 6.二氧化碳在煤的吸附有化学作用产生吗？ 6.1 The interactions of Coal with CO2 and its effects on coal structures.pdf 6.2 Experimental study on CO2-coal interactions.pdf 问题3. Paper 3.2 7. 一篇简洁的综述文章推荐： gas_adsorption_by_nanoporous_materials_future_applications_and_experimental_challenges.pdf
Energy and Water：Gas Shales in Texas From Annual Report，2010 Bureau of Economic Geology，The University of Texas at Austin，TX 翻译：李庆辉 过去的十年里，一种被地质学界普遍认可存在，但苦于缺乏合适技术进行商业开采的资源使得天然气的产量有了飞速增加。经过将近一个多世纪常规油气资源的开采，1990年代水力压裂技术的突破使得生产者可以开采烃源岩中蕴含的宝贵资源。这项技术主要由水平钻井和所谓的滑溜水压裂组成，其中水平井技术极大地增加了井筒和地层的沟通面积，清水和各种添加剂通过高压注入低渗岩层，压裂岩石并建立起油气运移至井筒的裂缝网络。滑溜水压裂技术依靠快速（紊流）流动携带支撑剂（通常为细砂）到达压力降低后裂缝需要保持开启的地方。而在早先的压裂中，都是依靠压裂液的粘性来输送支撑剂。找到烃源岩的另一个影响是干井将不复存在；这种资源可以通过大面积的区域进行产气。这中产气能力与单井有限开采范围的直接结果就是比常规油气更大的钻井密度。 压裂作业过程通常需要大量清水，每次作业大约在3~6百万加仑，持续时间为数天或者更短。来自Bureau的J.P.Nicot率领团队在德州水发展基金的资助下开展对德州不同区块用水量的调查，结果表明至今约有3300万加仑的清水被用于北德州Barnett地区压裂作业中，这一速率将继续维持在660万-825万加仑每年的水平。过去两年新的区块也已展露头角包括东德州的Haynesville和南德州的Eagle Ford，这些区块2010年用水量在33万-132万加仑。Barnett地区用水量将保持在目前水平，其他区块不久的将来就会有急速增长出现。研究发现，这些用水量与煤矿和其他大型工业用水差不多，只占德州用水量的一小部分而已。天然气作业公司正在试图寻求节水的方法（如循环利用），只是目前返排水（部分携带天然气）不是被有效利用，而是通过深井注入来处置。 与此同时，受资助于GTI和RPSEA，Bureau也在调研和寻找Barnett地区代替水的资源，尤其是当作业者转向水资源稀缺的Fort Worth核心区。可供考虑的选择包括地下咸水（Brackish Aquifers），地方和工业水处理工厂的排放水。这项研究将在不久之后社会普遍极大关注页岩气开采相关问题后得到扩大。
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