页岩黏土孔隙气-液-固三相作用下甲烷吸附模型

李靖¹，李相方¹，李莹莹²，石军太¹，白艳改¹，徐敏¹，赵天逸¹

1. 中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室2. 中海油研究总院

摘 要：实际储层条件下含水页岩的甲烷吸附量低于实验室测定的干燥页岩吸附量,致使页岩气资源量被高估。在考虑页岩黏土孔隙含水的基础上,基于气-固界面Langmuir吸附理论、气-液界面Gibbs吸附理论及土壤吸附学,针对狭缝孔及圆管孔两类黏土孔隙,建立了气-液-固三相作用下甲烷吸附理论模型。该模型可以计算孔隙含水饱和度0¹00%的吸附曲线,验证表明:计算结果与分子模拟结果吻合。并进一步揭示了甲烷在黏土水膜表面的气-液界面吸附特征:在低压下,吸附量与压力呈线性变化;在高压下,吸附量趋于饱和。

关键词：页岩气;黏土矿物;气-液-固三相;甲烷;吸附模型;水分含量;