頁巖氣吸附量校正及其吸附性影響因素

周軍平，范茂琳，鮮學福，楊 康，陸朝暉

（1.重慶大學煤礦災害動力學與控制國家重點實驗室，重慶 400044；2. 重慶大學資源與安全學院，重慶 400044；3.重慶大學頁巖氣勘探開發國家地方聯合工程研究中心，重慶 400044）

0 引 言

頁巖氣主要以吸附、游離、溶解狀態儲存于頁巖的孔隙、裂隙中，其中吸附氣含量可達20% ～85%［1-4］。 因此，探討頁巖氣吸附機理和頁巖吸附特性的控制因素是開展頁巖氣儲量評估的重要基礎，眾多學者開展了該方面的研究。 ZHANG 等［5］分析了頁巖TOC、礦物組分及微觀結構對其吸附能力的影響，發現TOC、黏土礦物含量、比表面積與CH4吸附量均呈正相關關系，且頁巖孔隙結構分形維數與TOC、黏土礦物和CH4吸附量呈正相關關系［6］。 KLEWIAH 等［7］研究壓力、溫度、熱成熟度、TOC、礦物組分對CH4在頁巖上吸附的影響，結果表明：壓力、TOC、熱成熟度和黏土礦物含量與CH4吸附量呈正相關關系。 CHALMERS 等［8］研究了頁巖中不同干酪根類型對CH4的吸附能力，結果表明：干酪根類型吸附CH4能力為：Ⅱ／Ⅲ混合型＞Ⅲ型＞Ⅱ型＞Ⅰ型。 JI 等［9］開展CH4氣體在不同黏土礦物上的等溫吸附實驗，發現黏土礦物吸附CH4能力為：蒙脫石＞伊蒙混層＞高嶺石＞綠泥石／伊利石，黏土礦物類型對頁巖氣吸附量具有極大影響。 因此，頁巖吸附特性影響因素眾多，包括總有機碳（TOC） 含量、熱成熟度、礦物組分（石英、黏土礦物等）、孔隙結構）比表面積、孔體積、孔徑、孔隙率等）、含水率、儲層溫度、壓力等［7］，由于頁巖的高度非均質性，需要進一步探討不同因素對頁巖吸附能力的影響。

目前對于頁巖氣吸附量計算主要采用吸附模型對等溫吸附實驗數據進行擬合，在此基礎上，對吸附氣含量進行間接評估，但通常等溫吸附實驗測得的吸附量為過剩吸附量，不是頁巖氣（CH4）的絕對吸附量（實際吸附量）。……