基于等温吸附实验的页岩吸附气含量计算新方法.pdf

第 13卷 第 16期 2013年6月 科 学 技 术 与 工 程 Vol_13 No．16 Jun．2013 1671— 1815(2013)16—4659—04 ScienceTechnologyandEngineering ⑥ 2013 Sci．Tech．Engrg． 基于等温吸附实验的页岩吸附气 含量计算新方法 邢 翔 胡望水 吉 林 李 涛 张晨露 (长江大学地球科学学院 ，荆州434023；新疆油田公司采油二厂油田地质研究所 ，克拉玛依834000) 摘 要 为 了能更准确地表征页岩等温吸附曲线，研究压力对吸附量的变化范围。通过等温吸附模拟实验，获得页岩等温吸 附特征曲线、兰氏体积和兰氏压力，利用兰氏模型计算任意压力下的吸附量。并结合球状模型，拟合压力和吸附量的计算表 达式，建立计算吸附量的新方法。用新方法计算结果可知，在不考虑温度的影响下，页岩吸附气体达到饱和时的最大吸附气 量要比等温吸附实验条件下页岩饱和吸附量 (兰氏体积)大。压力存在一定的变程，不同的压力范围，页岩吸附气量的增加速 率不同，随着压力的增大，页岩吸附气量的增加速率由大变小，直至减小为零，吸附气量不再变化。此方法能准确地给出吸附 量与压力的变化范围，能给定压力和吸附量的界限值，可评价页岩吸附量饱和值。此研究是一种评价等温条件下页岩吸附量 的好方法，对页岩吸附气含量评价具有一定的指导意义。 关键词 页岩 吸附气含量 实验 球状模型 新方法 中图法分类号 TEl55； 文献标志码 A 页岩吸附气含量是计算页岩气资源量的关键 此，建立一个考虑压力变化范围的吸附气含量计算 性参数 ，页岩的吸附能力也是评价页岩是否具有开 模型十分重要 5J。通过页岩等温吸附实验，分析了 采价值的一个重要标准，对页岩含气性评价、地质 压力对页岩吸附含气量的影响，并测得等温吸附实 储量、可采储量预测具有重要的意义…。K．L．An— 验的Langmuir特征数据，利用Langmuir模型计算不 cell等人通过实验研究发现，页岩气中存在许多极 同压力条件下的吸附气含量，结合球状拟合模型， 小的矿物颗粒，从而能形成很小的流动通道，这些 拟合出考虑压力变化范围的的吸附气含量计算数 通道以其巨大的比表面积而能吸附气体 _4J。国内 学表达式，获得计算页岩吸附气含量的新方法_6J。 很多学者也做了页岩等温吸附实验，最高压力没有 1 页岩等温吸附特征曲线 超过 12MPa，而实际的地层压力远远超过这个值， 根据吸附气的评价方法，采用等温吸附模拟实 特别对于热成因的页岩气藏来说，往往具有异常高 验，建立吸附气含量与压力的关系模型。实验温度 压。在不考虑温度的影响下，随着压力的增大，吸 为30 ，实验最高压力为 1O．83MPa，实验所用气 附量增加 ，后趋于平稳，那么增加到什么值时，吸附 体为99．99％的CH气体。分别对 1号和2号岩心 气含量才不会增加，目前还没有人研究过。鉴于 做等温吸附实验，得到的2个岩心的等温吸附特征 2013年 1月28日收到，3月5日修改 曲线见图1和图2。 第一作者简介：邢 翔 (1985一)，男，长江大学地球科学学院博士研 由图l和图2可知，其吸附特征是在低压条件 究生 ，研究方向：石油地质构造分析、油藏描述等。E-mail：xingx- 下，吸附量随着压力的增大快速增加，达到一定压 iang2015@ 126．tom 。 力后，吸附量增加缓慢，最终达到饱和状态。同时 ’通信作者简介：胡望水