页岩黏土孔隙含水饱和度分布及其对甲烷吸附的影响

摘要：

考虑储层原始含水特征，甲烷在页岩的吸附特征属于气液固三相复杂作用结果，水分在很大程度上影响页岩吸附能力，将成为制约页岩气资源量评估可靠性的主要原因之一。鉴于页岩水分主要分布于黏土等无机矿物孔隙内部，分析了甲烷-水膜-页岩黏土三相作用特征，结果表明：甲烷在干燥黏土表面吸附满足气固界面Langmuir吸附特征，在黏土水膜表面吸附满足气液界面Gibbs吸附特征，在气液固三相作用下满足“气固”与“气液”界面混合吸附特征；同时研究还发现：不同尺度孔隙内含水饱和度分布特征存在差异，部分小孔隙可以被水分充满，而大孔隙仅吸附一定厚度水膜。因此，水分对甲烷吸附能力的影响主要表现为两个方面：小孔隙被水分阻塞而失去吸附能力；大孔隙表面水膜改变甲烷吸附特征(气固界面吸附转变为气液界面吸附)，以黏土样品为例，两者综合效应可以致使甲烷吸附能力降低约90%。从微观角度揭示了水分对页岩吸附能力的影响机理，将为建立合理评价页岩吸附气含量的方法奠定理论基础。

关键词：页岩黏土、气液固三相、甲烷吸附、水膜、含水饱和度分布

所属期刊栏目：48

分类号：TE37(油气田开发与开采)

资助基金：国家重大自然基金51490654;国家科技重大专项2016ZX05039,2016ZX05042

在线出版日期：2016-10-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1217-1228