页岩中超临界甲烷等温吸附模型研究

【摘要】：针对甲烷在页岩储层中呈超临界状态吸附的特点,开展了页岩中超临界甲烷等温吸附模型的研究。引入过剩吸附量,对常规吸附模型(Langmuir,Freundlich,Expand-Langmuir,Langmuir-Freundlich,Toth,D-R和DA等吸附模型)进行了修正,将常规吸附模型扩展为超临界吸附模型,利用相对误差评价各吸附模型修正前后对页岩中超临界甲烷等温吸附的拟合效果。通过分析模型拟合参数的物理意义,探讨了页岩的吸附特征及吸附机理。各吸附模型的拟合参数所反映的吸附机理存在一定的差异,其中多分子层BET模型(B-BET和T-BET)和Expand-Langmuir模型对部分页岩的拟合参数失去其物理意义,不适合用于页岩中超临界甲烷吸附特征研究,而Langmuir模型和D-A模型拟合的参数能反映页岩的吸附特征。对比页岩中超临界甲烷等温吸附拟合效果,各吸附模型修正后的拟合效果好于修正前,且Freundlich修正模型的拟合效果最差,Toth修正模型和D-R修正模型的拟合效果好于Langmuir修正模型,但总体上拟合效果不好,Langmuir-Freundlich修正模型和D-A修正模型的拟合效果较好。研究结果表明,D-A修正模型的拟合参数能更好地反映页岩中超临界甲烷的吸附特征,是描述页岩中超临界甲烷吸附特征比较理想的模型。 【作者单位】： 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学);
【关键词】： 页岩 超临界甲烷 吸附模型 过剩吸附量 相对误差
【基金】：国家自然科学基金联合基金重点项目“页岩气低成本高效钻完井技术基础研究”(编号:U1262209);国家自然科学基金面上项目“硬脆性泥页岩地层井周裂缝形态调控岩石力学基础研究”(编号:51274172)资助
【分类号】：TE311
【正文快照】： 页岩气的赋存形式不同于常规油气藏,其赋存状态包括游离态、吸附态和溶解态等[1-2]。J.B.Curtis[3]研究了美国5个盆地(Fort Worth Basin、Illinois Basin、Appalachian Basin、San Juan Basin、Michigan Basin)页岩气藏的储层特征,认为吸附气所占比例为20%~85%,说明吸附气在页

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