高—过成熟页岩CH4/N2/CO2混合气体竞争吸附特征与地质意义

摘要：

为研究高—过成熟页岩对N2、CH4及CO2混合气体的竞争吸附特征及其地质意义,通过混合气体吸附—解吸装置,结合穿透曲线法,对四川盆地周缘NY?1井龙马溪组1420.90 m、1422.75 m、1423.75 m和牛蹄塘组2261.53 m、2265.80 m、2268.37 m 6个深度的岩样,开展了20℃、注气压力0.25 MPa条件下N2、CH4和CO2等比例混合气体的竞争吸附实验,得到了各岩样对混合气体的竞争吸附规律;并通过低温N2和CO2吸附法,分析了6个岩样的孔隙结构,探究了其对竞争吸附的影响.结果表明:龙马溪组页岩中N2出口端浓度有超过初始浓度的现象,而牛蹄塘组页岩中N2、CH4和CO2出口端浓度均未超过初始浓度;实验结果与Yoon?Nelson模型拟合结果较好,R2值可达0.9以上,各岩样吸附速率常数均有N2>CH4>CO2的规律,故N2相较CH4和CO2可先被样品吸附,随后吸附速率慢的CH4和CO2被吸附,岩样对2种气体吸附选择性更强,所以将N2置换出,导致龙马溪组岩样N2出口端浓度超过初始浓度;龙马溪组岩样中微孔发育程度较高,孔径小、比表面积大、吸附能力强,能更好地吸附CH4和CO2这2种吸附选择性强的气体,使得已吸附的N2被置换出,从而造成游离气中N2浓度增加.实验结论为我国页岩气勘探开发提供了理论依据,同时对部分地区页岩气组分中N2的成因具有一定指导意义.

关键词：高—过成熟页岩、竞争吸附、穿透曲线、Yoon-Nelson模型、孔隙特征、富氮页岩气

所属期刊栏目：34

分类号：TE132.2(石油、天然气地质与勘探)

资助基金：陕西省教育厅科研计划项目;甘肃省油气资源研究重点实验室开放基金

在线出版日期：2023-02-20（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：169-180