李靖-International Journal of Coal Geology: 页岩与干酪根在60MPa高压条件下的甲烷吸附特征

　　吸附气是页岩气的重要赋存形式，其在页岩气中所占的比例可达80%。页岩的气体吸附性能直接决定了页岩层段中吸附气的含量，是页岩气资源潜力评价的重要参数，也是近年来的研究热点。四川盆地是我国页岩气资源最为丰富的区域，目前已在其古生界地层中发现涪陵、长宁—威远等多个页岩气田，页岩气产量也稳步攀升。四川盆地古生界页岩具有埋深大、流体压力系数高的特点，页岩层段中气体压力可达60MPa。然而目前已发表的针对四川盆地页岩气体吸附性能的研究成果，其实验压力上限均在30MPa以下；60MPa压力条件下页岩气体吸附性能仍是研究空白。此外，研究者普遍认为有机质是页岩中气体吸附性能最强的组分，然而就有机质对页岩气体吸附能力的贡献开展的定量评价工作同样较少。 

　　基于上述研究现状，在国家自然科学基金（41402128）、中国科学院战略性先导科技专项（XDB10010103）的联合资助下，兰州油气中心李靖博士等利用磁悬浮天平高压气体吸附仪对四川盆地古生界海相页岩及其干酪根在60-140℃，0-60MPa条件下的甲烷吸附性能进行了分析，对四川盆地焦石坝页岩层段温、压条件下的页岩甲烷储集能力及干酪根对页岩甲烷吸附能力的贡献进行了定量评价，得到了以下主要结论：①页岩过剩吸附量随压力上升呈先升高后下降的变化趋势，但在48-60MPa段过剩吸附量出现了轻微的上升，该现象在前人研究中未曾报道，其原因可能与吸附相密度升高有关；②利用0-30MPa吸附数据拟合获得的页岩甲烷吸附性能与利用0-60MPa数据获得值有明显差异，平均差值为11.5%；③在四川盆地焦石坝页岩层段实际温、压条件下，干酪根对页岩气体储集能力的贡献略低于50%；④在四川盆地焦石坝页岩层段实际温、压条件下，古生界页岩甲烷储集能力为5.36—6.64m³/t。 

　　图1. 四川盆地古生界页岩甲烷过剩吸附曲线 

　　  本项研究成果近期发表于国际SCI期刊International Journal of Coal Geology, 2018, 189: 83-93. 

　　  相关链接：https://doi.org/10.1016/j.coal.2018.02.020