二元气体等温吸附实验及其对煤层甲烷开发的意义

分别进行了CH₄-CO₂和CH₄-N₂二元混合气体的等温吸附实验, 并且分析了二元气体在吸附过程中各组分浓度的变化规律.结果表明, 在CH₄-N₂二元气体的吸附过程中, 吸附相中CH₄组分的相对浓度逐渐增加, N₂组分的相对浓度逐渐减少.在CO₂-CH₄二元气体的吸附过程中, 吸附相中CO₂组分的相对浓度逐渐增加, CH₄组分的相对浓度逐渐减少.实验结果证实了CO₂在与CH₄的竞争吸附中占据优势, 而N₂在与CH₄的竞争吸附中处于劣势.注入CO₂比注入N₂可以更有效地置换或驱替煤层甲烷, 提高煤层甲烷的采收率.      

加标/顶空平衡法测定实验水中甲烷亨利常数

水中溶存甲烷含量是水环境与资源调查的重要指标之一.目前实验室测量该项指标时,通常是利用甲烷在水中的理论亨利常数.而甲烷在不同类型水中的亨利常数并不相同,若追求更高精度的测量,需要先行测定甲烷的亨利常数.本文以实验原液水中溶解甲烷为主要研究对象,提出测定原液水中甲烷亨利常数的加标/顶空平衡法.研制了气液平衡配液装置,研究了5 L封闭体系的气液平衡时间.系统推导了气液等体积和非等体积情况下,根据气相甲烷浓度和不同平衡体系的MaddV求解甲烷亨利常数的关系式.并利用该方法实测出1个大气压25℃时实验原液水的甲烷亨利常数为64226792 Pa·L/mol,最后通过MCH4addV与MaddV比较法对实验结果进行了验证.     

海洋环境中甲烷厌氧氧化机理及环境效应

作为全球碳循环的重要环节之一,甲烷厌氧氧化作用（Anaerobic Oxidation of Methane,AOM）不仅是微生物生态学领域最具科学魅力、充满学术争议的问题之一,也是调节地质历史时期地球环境和气候变化的重要因素之一。近年来,针对包括海洋在内的各种环境中的AOM展开了大量的研究,然而迄今为止,对该反应的运作机制仍缺乏足够了解,其中包括该作用对海洋环境和气候系统在过去、现在和未来的影响机理和程度问题,这说明对于甲烷最重要汇的了解还存在着盲区。以现代海洋地质环境中的AOM为研究对象,综述了其产生机理、反应底物、电子受体、以及涉及到其中的微生物等方面的最新研究成果,探讨了该作用对于地球环境、气候的影响意义及地质学启示,并尝试展望了需要进一步研究的几点方向,希望藉此能引起广大研究者的兴趣与重视。     

北冰洋CH_4研究进展

甲烷(CH4)是一种重要的温室气体,工业革命以来,大气中CH4浓度已增长了2~3倍。北冰洋沿岸冻土地带和冰川地质区域下埋藏了巨量的CH4储量,在全球气候变化背景下,北冰洋快速增长的CH4释放通量和可能产生的后果引起了人们的广泛关注。综述了北冰洋CH4的研究现状,着重介绍了北冰洋CH4的分布特征、通量及其生物地球化学行为,最后探讨了该研究领域中存在的问题。     

南海北部白云凹陷08CF7岩心沉积物的磁化率特征及其意义

海洋沉积物的磁性异常与甲烷渗漏活动及其产物密切相关。为揭示南海北部天然气水合物区沉积物磁化率的变化特征及其意义,对白云凹陷08CF7岩心331个沉积物样品的磁化率进行测定和分析。08CF7岩心沉积物磁化率变化范围为554×10-6~2656×10-6SI,平均值为1141×10-6SI。磁化率随深度变化可分为0~188 cm、188~240 cm及240 cm以下等3段,分别与硫酸盐富集带、硫酸盐-甲烷转换界面(SMT)的上部过渡带及SMT相对应。研究表明,海底天然气渗漏是08CF7岩心沉积物磁化率异常变化的可能原因,其机理是：在强烈的还原环境中,甲烷厌氧氧化反应的产物HS-与沉积物中的Fe3+发生反应,形成顺磁性的黄铁矿。沉积物磁化率变化能快速了解SMT状况及其深度,提供了一种识别南海北部天然气水合物的间接方法。     

塔里木盆地库车坳陷煤成气甲烷碳同位素动力学研究及其成藏意义

天然气碳同位素动力学研究是在生烃动力学基础上发展起来的一种动力学研究方法。以库车坳陷侏罗系煤在限定体系下热解实验为基础，分析了煤成气甲烷碳同位素演化的基本特征。整体上，煤成气甲烷碳同位素值比较重。随着热解温度的增加，甲烷碳同位素演化形式表现为，在低温段存在着一个明显变轻的趋势，然后逐渐变重。这主要是由煤的非均质性造成的，煤沉积时不但有高等植物来源，还有水生生物来源，他们具有不同的活化能和不同的同位素组成。用自行开发的同位素模拟软件，结合库车坳陷的热史，对库车坳陷煤成甲烷碳同位素进行了模拟计算。其核心是把甲烷看作重碳甲烷和正常甲烷两个部分，各自求取动力学参数。模拟结果表明，坳陷中心几个干气藏中甲烷的碳同位素值(-27‰～ 32‰，PDB)落在了由干酪根开始裂解生气到2．0Ma之间。这说明库车坳陷中心区域的天然气主要来源于侏罗系煤系地层的长时期裂解、累积。累积阶段为开始生烃到库车期。     

Emission Flux and Carbon Isotopic Composition of Methane from Rice Paddies in Guizhou Province

Methane emission flux from rice paddies in Guizhou province shows obvious three stage diurnal variations;It is relatively low from the morning to the noon,then successively increases in the afternoon and at night,and finally follows a gradual decrease.The δ13C values of trace methane emitted from rice paddies in Guizhou Province range from-64.5‰to -54.1‰ with an average of -60.7‰,very close to the reported values from America or Kenya.     

二元混合气体等温吸附实验结果与扩展Langmuir方程预测值的比较

通过实验获得了CH4和N2及其二元混合气体的等温吸附方程，并利用扩展Langmuir方程对二元混合气体的吸附行为进行了预测。结果表明，利用纯CH4气体的等温吸附方程和扩展Langmuir方程对二元混合气体吸附行为的预测结果，均与二元混合气体的等温吸附实验数据存在较大误差。所以，当煤层气中合有一定数量的非甲烷气体时，只有通过混合气体的等温吸附实验，才能获得准确的吸附特性参数。