页岩气超临界吸附机理及模型

• 作者: 周尚文 李晓波 王红岩 薛华庆 郭伟
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 页岩气 超临界 吸附机理 吸附模型 微孔充填 单分子层吸附
• 年，卷（期）: 2017,（35）
• 所属期刊栏目: 能源科学
• 页码范围: 4189-4200
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/N972017-00151

摘要

页岩气吸附机理和模型的研究对于页岩气地质储量计算和开发方案编制等具有重要意义.结合低温氮气吸附实验和高压甲烷等温吸附实验,对龙马溪组页岩的微观孔隙结构和超临界吸附特征进行了分析,结果表明,孔隙体积和比表面积主要受中孔(2～200 nm)控制;在压力较大时(＞10 MPa),页岩过剩吸附量随着压力增大而降低.4种常用吸附模型的对比分析表明:对于微孔充填方式,D-A模型的拟合效果要优于D-R模型;对于单层吸附方式,L-F模型的拟合效果要优于Langmuir模型.结合孔隙体积分析结果,通过两种假设,证明了甲烷不是以单一的微孔充填或者单分子层吸附方式在页岩中进行吸附的,推测其吸附机理为微孔充填和单分子层吸附并存.并基于该吸附机理,建立了页岩气超临界吸附新模型——DA-LF模型.新模型比4种常用模型具有更好的拟合效果,并可以分别计算出微孔和中孔的吸附量.计算表明微孔充填吸附量比单层吸附量大,占总吸附量的76％左右.这表明页岩气超临界吸附机理可以进一步深化为:微孔充填为主、单分子层吸附并存.