不同含水条件下黏土孔隙分布特征及甲烷吸附能力

冯东¹，李相方¹，王香增²，李靖¹，石军太¹，张涛¹，李沛桓¹，陈宇¹

1. 中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室2. 延长石油集团有限责任公司

摘 要：选用常见的页岩黏土矿物伊利石和高岭石,开展了不同湿度平衡样品的N2吸附/脱附实验和高压CH4吸附实验,研究黏土矿物孔隙分布特征的变化,并从微观上量化评价含水饱和度,分析其对甲烷吸附的影响。研究结果表明:水分的存在主要影响黏土矿物微小孔隙的分布,高湿度条件下（RH=98%）的毛细凝聚作用导致微小孔隙（<5.15 nm）在孔径分布曲线上消失及比表面积的大幅下降。同时研究表明:黏土吸水能力与微小孔隙发育程度密切相关,当RH=98%时,微孔更为发育的高岭石含水饱和度（S_w=71.43%）高于伊利石（S_w=46.15%）,且在此条件下,由于小孔凝聚以及吸附特征的改变（气-固吸附转变为气-液界面吸附）,样品甲烷吸附能力下降近85%。因此,干燥条件下的实验结果不能代表实际页岩储集特征。

关键词：黏土矿物;孔隙分布;比表面积;含水饱和度;甲烷吸附;