基于吸附勢理論的頁巖氣藏吸附平衡預測

王 慶，寧正福，張 睿，楊 峰，趙華偉，呂朝輝（中國石油大學a.油氣資源與探測國家重點實驗室；b.石油工程教育部重點實驗室，北京102249）

基于吸附勢理論的頁巖氣藏吸附平衡預測

王 慶，寧正福，張 睿，楊 峰，趙華偉，呂朝輝
（中國石油大學a.油氣資源與探測國家重點實驗室；b.石油工程教育部重點實驗室，北京102249）

選取四川盆地下寒武統牛蹄塘組黑色頁巖在35℃，50℃和65℃下進行了高溫高壓等溫吸附實驗，基于吸附勢理論，對吸附平衡數據進行處理，計算甲烷氣體在頁巖上的吸附勢和吸附空間體積，繪制頁巖對甲烷的吸附特性曲線，建立頁巖高溫高壓吸附等溫線預測模型。研究表明，盡管溫度對頁巖氣吸附影響較大，但由于頁巖吸附甲烷為物理吸附，作用力主要為與溫度無關的色散力，因此頁巖對甲烷的吸附特性曲線具有溫度不變性，不同溫度下的特性曲線互相重合。基于吸附勢理論的預測模型只需要一個溫度下的吸附平衡數據即可對其他溫度、壓力下的氣體吸附量進行預測，預測結果與實驗數據非常吻合，平均相對誤差小于3%.

四川盆地；頁巖；甲烷吸附；吸附勢；吸附等溫線；吸附特性曲線；吸附模型

富有機質頁巖中發育著納米級孔隙，它們具有巨大的比表面積和較強的吸附勢能，可吸附大量的甲烷氣體[1-3]。頁巖吸附氣含量的計算是頁巖氣藏儲量評價的基礎，對頁巖氣藏的有效開發具有重要意義[4]。

國外關于頁巖氣吸附的研究大都集中在埋深不超過2 000 m的范圍內，通過實驗測定甲烷吸附等溫線，并采用Langmuir等模型進行頁巖吸附氣含量預測[5-6]。……