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Methane Solubilities in Clay Slurries

Published online by Cambridge University Press:  02 April 2024

Ronald K. Stoessell  and
Patricia A. Byrne
Ronald K. Stoessell
Affiliation:
Coastal Studies Institute, Louisiana State University, Baton Rouge, Louisiana 70803
Patricia A. Byrne
Affiliation:
Coastal Studies Institute, Louisiana State University, Baton Rouge, Louisiana 70803
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Abstract

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Methane solubilities at 25°C were measured at 350, 550, and 750 psia in dilute (< 11 wt. %) clay slurries of Na-montmorillonites and argillaceous sediment. Methane solubilities were not significantly affected by the presence of clay. Water hydrated onto the external clay surfaces did not appear to exclude methane. In addition there was no detectable sorption of methane onto the clays. The measured solubilities are consistent with an open structure of the water hydrated onto the clay surface for which the partial molal volume is larger than that of normal water. The results imply that aqueous methane solubilities measured in the laboratory can be used to determine degrees of methane saturation in interstitial solutions in unconsolidated sediments.

Резюме

Резюме

Измерялись растворяемости метана при температуре 25°С и давлениях 350, 550, и 750 р81 (фунт силы/дюйм2) в разбавленных (<11 весовых %) Nа-монтмориллонитовых глинистых илах и в глинистых осадках. Присутствие глины не влияло значительно на растворяемости метана. Вода, гидратированная на внешних поверхностях глины, не исключала присутствия метана. Дополнительно не наблюдалось сорбции метана на глинах. Измеренные растворяемости соответствуют откурытой структуре воды, гидратированной на поверхности глины, парциальный молярный обьем которой больше, чем для нормальной воды. Результаты указывают на то, что растворяемости метана в воде, измеренные в лаборатории, могут быть использованы для определения степеней насыщения метаном промежуточных растворов в неконсолидированных осадках. [Е.С.]

Resümee

Resümee

Es wurden die Methan-Löslichkeiten bei 25°C und 350, 550, und 750 psi in verdünnten (<11 Gew.-%) Tonschlämmen von Na-Montmorillonit und tonigen Sedimenten gemessen. Die Methan-Löslichkeiten wurden kaum durch die Gegenwart von Ton beeinflußt. Das Wasser, das auf den äußeren Ton-oberflächen hydratisiert war, schien das Methan kaum auszuschließen. Außerdem wurde keine Adsorption von Methan an die Tone beobachtet. Die gemessenen Löslichkeiten sind in Übereinstimmung mit einer offenen Struktur des Wassers, das an den Tonoberflächen hydratisiert ist und dessen partielles Molvolumen größer ist als das des normalen Wassers. Die Resultate bedeuten, daß die Löslichkeiten von wasserhaltigem Methan im Labor benutzt werden können, um den Grad der Methan-Sättigung in Zwischenschichtlösungen von nichtverfestigten Sedimenten zu bestimmen. [U.W.]

Résumé

Résumé

On a mesuré les solubilités du méthane à 25°C, à 350, 550, et 750 psia dans des coulées argileuses diluées (< 11% poids) de montmorillonite-Na et de sédiment argileux. Les solubilités du méthane n’étaient pas affectées de manière significative par la présence d'argile. L'eau hydratée sur les surfaces externes de l'argile n'avait pas l'air d'exclure le méthane. De plus, il n'y avait pas de sorption détectible de méthane sur les argiles. Les solubilités mesurées sont compatibles avec une lattice ouverte de l'eau hydratée sur la surface de l'argile dont le volume molal partiel est plus grand que celui de l'eau normale. Les résultats impliquent que les solubilités aqueuses de méthane mesurées dans le laboratoire peuvent être utilisées pour déterminer les degrés de saturation du méthane dans les solutions interstitiales dans des sédiments non-consolidés. [D.J.]

Keywords

AdsorptionInterlayer waterInterstitial waterMethaneMontmorilloniteSolubilityWater
Type
Research Article
Information
Clays and Clay Minerals , Volume 30 , Issue 1 , February 1982 , pp. 67 - 72
Copyright
Copyright © 1982, The Clay Minerals Society

References

Blount, C. W., Price, L. C., Wenger, L. M. and Tarullo, M., 1979 Methane solubility in aqueous NaCl solutions at elevated temperatures and pressures Proc. 4th U.S. Gulf Coast Geopressured Geothermal Energy Conf.: Research and Development 3 1225–1262.Google Scholar
Claypool, G. E., Kaplan, I. R. and Kaplan, I. R., 1974 The origin and distribution of methane in marine sediments Natural Gases in Marine Sediments New York Plenum 99–139.CrossRefGoogle Scholar
Culberson, O. L. and McKetta, J. J., 1951 Phase equilibria in hydrocarbon-water systems III—The solubility of methane in water at pressures to 10,000 psia Trans. Amer. Inst. Mech. Engr. 192 223–226.Google Scholar
Din, F. (1961) Thermodynamic Functions of Gases: Vol. 3, Butterworths, London, 218 pp.Google Scholar
Eucker, A. and Hertzberg, G., 1950 Aussalzeffekt und Ionenhydration Z. Physik. Chem. 195 1–23.CrossRefGoogle Scholar
Grim, R. E., 1962 Applied Clay Mineralogy New York McGraw-Hill.CrossRefGoogle Scholar
Grim, R. E., 1968 Clay Mineralogy 2nd New York McGraw-Hill.Google Scholar
Hinch, H. H., 1968 The nature of shales and the dynamics of hydrocarbon expulsion in the Gulf Coast Tertiary section Amer. Assoc. Petrol. Geol. Cont. Ed. Course Note Series #8 E1–E31.Google Scholar
Lerman, A., 1979 Geochemical Processes Water and Sediment Environments New York Wiley.Google Scholar
Low, P. F. and Anderson, D. M., 1958 The partial specific volume of water in bentonite suspensions Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 22 22–24.CrossRefGoogle Scholar
Miller, S. L. and Kaplan, I. R., 1974 The nature and occurrence of clathrate hydrates Natural Gases in Marine Sediments New York Plenum 151–177.CrossRefGoogle Scholar
Norrish, K. and Quirk, J. P., 1954 Crystalline swelling of montmorillonite Nature 173 255–256.CrossRefGoogle Scholar
O’Sullivan, T. D. and Smith, N. O., 1970 The solubility and partial molar volume of nitrogen and methane in water and in aqueous sodium chloride from 50° to 125° and 100 to 600 atm J. Phys. Chem. 74 1460–1466.CrossRefGoogle Scholar
Tissot, B. P. and Weite, D. H., 1978 Petroleum Formation and Occurrence New York Springer-Verlag.CrossRefGoogle Scholar
Van Olphen, H. and Fripiat, J. J., 1979 Data Handbook for Clay Materials and other Non-Metallic Minerals New York Pergamon Press.Google Scholar
Weast, R. C., 1977 Handbook of Chemistry and Physics Cleveland CRC Press D252–D253.Google Scholar
Yamamoto, S., Alcauskas, J. B. and Crozier, T. E., 1976 Solubility of methane in distilled water and seawater J. Chem. Eng. Data 21 78–80.CrossRefGoogle Scholar