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

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单位1中国石油勘探开发研究院;2国家能源页岩气研发(实验)中心;3中国石油油气与新能源公司
来源天然气工业
出版年2023
期号第1期
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。

@ 2023 版权所有 中国地质图书馆 (中国地质调查局地学文献中心)

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