含水頁(yè)巖甲烷吸附研究進(jìn)展

耿琳柯，段 碩

（河北工程大學(xué) 礦業(yè)與測(cè)繪工程學(xué)院，河北 邯鄲056038）

0 引 言

近幾年，由于國(guó)家對(duì)新能源的需求，頁(yè)巖氣逐步進(jìn)入到人們的視野。頁(yè)巖氣資源遍布世界各地，美國(guó)作為率先進(jìn)行頁(yè)巖氣商業(yè)化的國(guó)家，頁(yè)巖氣消耗量已占到了其石油天然氣能源消耗量的50%左右。其他國(guó)家對(duì)于頁(yè)巖氣的商業(yè)化開(kāi)采仍然處于起步階段，隨著開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步和常規(guī)油氣資源量的下降；非常規(guī)能源頁(yè)巖氣已經(jīng)成為全球能源工業(yè)中的最重要的能源之一。預(yù)計(jì)在今年，全世界的頁(yè)巖氣產(chǎn)量將達(dá)到4 000×108 m3。

我國(guó)的非常規(guī)油氣資源，相比于其他油氣資源，頁(yè)巖氣資源分布較廣。此外，據(jù)美國(guó)能源信息署（EIA） 和我國(guó)國(guó)家能源局發(fā)布的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，我國(guó)頁(yè)巖氣可開(kāi)采資源量為31.57×1 012 m3，頁(yè)巖氣有利區(qū)的技術(shù)可開(kāi)采資源量達(dá)21.8×1 012 m3。但由于受復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境影響，中國(guó)的頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)仍需要進(jìn)一步的優(yōu)化調(diào)整。

我國(guó)對(duì)頁(yè)巖氣進(jìn)行了大量的研究，但大多數(shù)的頁(yè)巖等溫吸附實(shí)驗(yàn)對(duì)象是干燥的頁(yè)巖，這與頁(yè)巖所處的真實(shí)情況不同。在實(shí)際的頁(yè)巖儲(chǔ)層中，當(dāng)氣體發(fā)生吸附與解吸時(shí)，并不是只有一種氣體，而是多種氣體組成的混合物，且地層中含有不同礦化度的水存在。絕大部分的頁(yè)巖儲(chǔ)層中天然含水，這些水的存在會(huì)影響頁(yè)巖的吸附和解吸特性，致使頁(yè)巖氣資源量被高估。且頁(yè)巖礦物中的粘土礦物的表面積和水之間的相互作用，都會(huì)對(duì)頁(yè)巖的吸附量產(chǎn)生較大的影響。

首先，水分會(huì)直接占據(jù)頁(yè)巖中的甲烷吸附位點(diǎn)，導(dǎo)致頁(yè)巖甲烷吸附量減少。……