黏土矿物吸附水蒸气特征及对孔隙分布的影响

• 作者: 冯东 孙政 张涛 李沛桓 李相方 李靖 杨立峰 王永辉
• 来源期刊: 中国石油大学学报(自然科学版)
• 关键词: 黏土矿物 水蒸气吸附 含水饱和度 孔隙分布 比表面积
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 石油钻采工程
• 页码范围: 110-118
• 页数: 9页
• 分类号: TE319
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-5005.2018.02.013

摘要

页岩原始储层普遍具有一定的含水饱和度,水分的赋存方式很大程度上影响页岩孔径分布特征、吸附能力和产气机制.选用页岩常见黏土矿物蒙脱石、高岭石和伊利石,开展不同湿度环境下的水蒸气吸附试验和低温氮气吸附-脱附试验,研究水分在黏土矿物上的吸附行为,揭示纳米孔隙中水的赋存方式和分布特征,分析含水饱和度对孔隙分布的影响.结果表明:GAB模型能够很好地描述黏土矿物水蒸气吸附曲线,随着湿度的增加,水蒸气的吸附机制存在单层-多层-凝聚的转变;黏土矿物中水分的赋存特征随孔隙尺度而变化,并进一步对孔隙分布产生影响,以蒙脱石为例,当含水饱和度接近50%时,水分以吸附水(束缚水膜)形式存在于大孔隙中,以凝聚水的形式存在于小于5 nm的孔隙中并导致该尺度孔隙从孔径分布曲线上消失,同时造成微小孔隙(孔径小于10 nm)贡献的比表面积下降幅度超过80%,而干燥情况下明显夸大了微小孔隙对页岩气的吸附及流动的作用.