页岩气资源/储量计算中吸附参数确定的新方法 ——以四川盆地五峰组—龙马溪组页岩为例

摘要：

页岩气资源/储量计算过程中,等温吸附参数的确定主要采用实验温度条件下的干燥样品数据,并存在总有机碳含量(TOC)和等温吸附参数回归效果差的问题.为此,以四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩为例,从Langmuir吸附模型和Henry吸附模型中关键参数的物理意义出发,分析了页岩气资源/储量计算过程中等温吸附参数确定中存在的问题,并基于大量等温吸附实测数据,分析影响页岩气吸附参数的TOC、温度和含水饱和度等因素,建立了TOC、温度和含水饱和度对页岩等温吸附参数的影响模型,提出了从实验条件到储层原始条件下页岩气吸附参数计算的新方法.研究结果表明:①页岩气资源/储量计算过程中存在等温吸附参数与TOC关系拟合规律差且互有矛盾、范特霍夫方程难以有效转换、含水饱和度(Sw)在资源/储量计算中不易直接应用等问题.②将Langmuir吸附模型和Henry吸附模型结合,建立页岩对甲烷的吸附能力新参数Henry常数a,有效地解决了Langmuir压力(pL)与TOC直接拟合效果不佳的问题.③当Sw<40％时,Langmuir体积(VL)与Sw呈线性负相关;当Sw<20％时a值相对恒定;通过建立压力超过30 MPa时归一化绝对吸附量与Sw(小于50％)关系,可有效地解决Sw对等温吸附量计算结果的影响.④五峰组—龙马溪组页岩储层地应力大小影响页岩的吸附能力,相同TOC页岩的储层地应力越大,VL越小,a值越低;在高压条件下(大于30 MPa),Sw对页岩甲烷吸附能力的影响具有相似趋势,水分子对页岩孔隙表面吸附位的影响恒定.结论认为,提出的不同TOC、不同温度和不同含水饱和度条件下页岩等温吸附参数确定的新方法,可以为页岩气资源/储量的精准计算提供技术支撑,将有助于页岩气产业的科学发展.

关键词：页岩气、Langmuir模型、Henry模型、等温吸附、含水饱和度、资源/储量计算

所属期刊栏目：43

分类号：TE122.2;P631.84;TG174.42

资助基金：中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目;海相页岩气勘探开发技术研究

在线出版日期：2023-03-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：47-54