高温高压下页岩气等温吸附线拟合模型优选

刘尚平^1,2，李希建^1,2，尹鑫^1,2，张培^1,2，李维维^1,2

1. 贵州大学矿业学院2. 贵州大学瓦斯灾害防治与煤层气开发研究所

摘 要：为研究贵州牛蹄塘组页岩气在高温高压下的吸附规律,利用高压气体等温吸附仪测定了50℃、60℃、80℃下CH₄、CO₂在页岩中的等温吸附线,采用符合吸附规律的吸附模型对等温吸附线进行拟合,并用平均相对误差评价拟合效果。研究表明:低压阶段,CH₄、CO₂等温吸附线呈阶段性递增,具有I型吸附曲线特征;通过分析具有物理意义模型拟合参数,揭示了页岩的吸附规律,饱和吸附量VL和微孔吸附量V0与温度呈负相关关系,与TOC含量呈正相关关系,吸附强度b值随温度升高而减小,其他拟合参数所反映的吸附规律存在一定的差异;对比评价了各模型的拟合效果,三参数模型拟合效果优于二参数模型,对CH₄拟合效果最优的是L-F模型,对CO₂拟合效果最优的是E-L模型。高压阶段,一元线性方程对CH₄、CO₂的拟合效果较好,CH₄、CO₂在页岩表面的吸附量与压力之间呈负相关关系。同时探讨了研究成果对页岩气开采及储量评估的重要影响,为页岩气开发提供理论依据。

关键词：页岩气;高温高压;等温吸附线;吸附模型;模型优选;