ICS 75.020
CCS E 11
中华人民共和国国家标准
GB/T 35210.1—2023
代替GB/T 35210.1—2017
页岩甲烷等温吸附/解吸量的测定
第1部分：静态容积法
Determination of isothermal adsorption/desorption of methane in shale—
Part 1: Static volumetric method
2023-05-23发布
2023-09-01实施
国家市场监督管理总局
发布国家标准化管理委员会
GB/T 35210.1—2023
目次
前言 ………………………………………………………………………………………………………………I
引言 ………………………………………………………………………………………………………………………Ⅱ
1范围 …………………………………………………………………………………………………………………1
2规范性引用文件 …………………………………………………………………………………………………1
3 术语和定义 ………………………………………………………………………………………………………1
4 方法提要 ………………………………………………………………………………………………………2
5仪器设备与材料 ………………………………………………………………………………………………2
6 样品制备 …………………………………………………………………………………………………………3
7 试验步骤 …………………………………………………………………………………………………………3
8 数据处理 ……………………………………………………………………………………………………5
9数值修约和精密度要求 ………………………………………………………………………………………7
10 实验报告………………………………………………………………………………………………………8
附录A(资料性)静态容积法页岩等温吸附/解吸量实验报告……………………………………………9
参考文献 ……………………………………………………………………………………………………………10
GB/T 35210.1—2023
页岩甲烷等温吸附/解吸量的测定
第1部分：静态容积法
重要提示：本文件不涉及与其应用有关的所有安全问题。在使用本文件前，使用者有责任制定相应的安全和保护措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。
1 范围
本文件描述了静态容积法测定页岩甲烷等温吸附/解吸量的方法。
本文件适用于干燥基页岩样品的甲烷等温吸附量、平衡水基页岩样品的甲烷等温吸附量、页岩样品在地层条件下的甲烷等温吸附量的测定，以及在页岩气生产过程中，页岩中吸附气因为地层压力降低而转化为游离气的甲烷等温吸附量的测定。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
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3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
自由空间体积 volume of free spaceV:
样品缸装入页岩样品并密封后，样品缸内的空间、连接管线和阀门之间的体积与样品颗粒及填充的钢球所占据的体积之差。
3.2
参考缸体积 volume of reference spaceV.参考缸内的空间、连接管线和阀门之间的体积总和。
3.3
兰氏体积 Langmuir volumeV.
压力无限大时的绝对吸附量。[来源：GB/T 35210.2—2020,3.3]。
3.4
兰氏压力 Langmuir pressurePL绝对吸附量为1/2兰氏体积时所对应的压力。
GB/T 35210.1—2023
[来源：GB/T 35210.2—2020,3.4]。
3.5
过剩吸附量 excess adsorption
Vaex
由实验直接得到的吸附的量。[来源：GB/T 35210.2—2020,3.1]。
3.6
绝对吸附量 absolute adsorption
Vas
考虑吸附相密度(或体积)校正后吸附的量，即真实吸附的量。[来源：GB/T 35210.2—2020,3.2]。
4 方法提要
页岩甲烷等温吸附/解吸量的测定方法提要为：
a) 将具有一定粒度的干燥状态或平衡水状态的页岩样品置于样品缸中，并在设定的实验温度下检测样品缸和参考缸的气密性，保证其气密性完好；
b) 向参考缸中注入一定量氦气，待参考缸中氦气压力平稳后，连接参考缸与样品缸，使氦气进入样品缸，待样品缸和参考缸中的氦气压力平稳后，依据质量守恒定律和气体状态方程，计算样品缸中未被页岩占据的自由空间体积；
c) 排出样品缸和参考缸中的氦气，按照设定的压力点，将一定压力的甲烷气体泵入参考缸，待参考缸中甲烷气体压力平稳后，连接参考缸与样品缸，使甲烷在页岩表面达到吸附平衡，并记录平衡时刻样品缸内甲烷气体的压力；
d) 根据质量守恒定律和气体状态方程，以已知等温吸附实验系统内甲烷气体的总量减去平衡后样品缸和参考缸中处于游离相的甲烷量，即为过剩吸附量(V。“),然后根据Langmuir理论模型¹,计算表征页岩对甲烷气体吸附特征的参数，并绘制等温吸附曲线。
5 仪器设备与材料
5.1 仪器设备
5.1.1 样品制备所需仪器设备为：
——粉碎机：出料粒度不大于20目；
——标准筛：可筛分粒度包含180μm～380μm(40目～80目);
—天平：分度值0.0001 g;——恒温烘箱：精度±1℃;——干燥器。
5.1.2 实验装置如图1所示，并应按以下要求配置：
—样品缸；
——参考缸；
——恒温控制系统：精度±1℃;
1) Langmuir理论模型是由物理化学家朗格缪尔(Langmuir Ityig)于1916年根据分子运动理论和一些假定提出的，Langmuir方程是常用的吸附等温线方程之一，现广泛应用于吸附学方面。