含水頁巖甲烷吸附研究進展

耿琳柯，段 碩

（河北工程大學 礦業(yè)與測繪工程學院，河北 邯鄲056038）

0 引 言

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

我國的非常規(guī)油氣資源，相比于其他油氣資源，頁巖氣資源分布較廣。此外，據美國能源信息署（EIA） 和我國國家能源局發(fā)布的評價數據，我國頁巖氣可開采資源量為31.57×1 012 m3，頁巖氣有利區(qū)的技術可開采資源量達21.8×1 012 m3。但由于受復雜地質環(huán)境影響，中國的頁巖氣開采技術仍需要進一步的優(yōu)化調整。

我國對頁巖氣進行了大量的研究，但大多數的頁巖等溫吸附實驗對象是干燥的頁巖，這與頁巖所處的真實情況不同。在實際的頁巖儲層中，當氣體發(fā)生吸附與解吸時，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。絕大部分的頁巖儲層中天然含水，這些水的存在會影響頁巖的吸附和解吸特性，致使頁巖氣資源量被高估。且頁巖礦物中的粘土礦物的表面積和水之間的相互作用，都會對頁巖的吸附量產生較大的影響。

首先，水分會直接占據頁巖中的甲烷吸附位點，導致頁巖甲烷吸附量減少。……