页岩气吸附解吸研究调研

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页岩气储层吸附气含量的影响因素研究

页岩气储层吸附气含量的影响因素研究

页岩气储层吸附气含量的影响因素研究页岩气储层中含气量的多寡直接影响页岩气田的产能,其中,页岩气储层中的吸附气含量对页岩气气田后期稳产产生决定性作用。

在文献调研的基础上,结合相关分析测试数据集生产数据总结出了影响吸附气含量的6大因素,并针对6大因素对吸附气含量的影响机理进行了分析。

标签:页岩气吸附气含量影响目前,美国已率先对页岩气进行了大规模商业性开发,说明了在现今经济技术条件下页岩气可以被开采利用。

我国具有巨大的页岩气资源前景,但页岩气基础研究薄弱,与实际生产存在一定差距。

吸附气含量是决定页岩气田能否稳产的关键因素,研究吸附气含量的影响因素对页岩气勘探具有重要现实意义。

1页岩气系统涵义目前,对于页岩气系统的定义,没有统一的看法。

成因上,页岩气包括生物气、热解气及生物气和热解气组成的混合气;储集介质上,以泥页岩为主,同时还包括泥页岩中夹层状的泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、甚至砂岩地层;赋存方式上,主要以游离态赋存于裂缝和粒间孔中或以吸附态赋存于有机质和粘土颗粒表面,少量页岩气及以溶解态存在于有机质和沥青中。

因此,页岩气是指主要以游离态和吸附态赋存于泥页岩地层及其夹层中的天然气。

2吸附气含量影响因素泥页岩储层中吸附气含量主要受有机质丰度、有机质类型与热演化程度、矿物成分、储层温度与压力、含水饱和度等因素的影响。

有机质丰度是主控因素,有机质类型与成熟度、基质矿物成分、含水饱和度等是重要的影响因素。

以下从上述6个方面来阐明对吸附气含量的影响。

2.1有机质含量从成因上讲,有机质含量直接控制了泥页岩生气量,从而影响吸附气含量。

其它条件相同的情况下,有机质含量越高,泥页岩生气量越大,吸附气含量就越高。

Chambers G R L的研究表明有机质含量与吸附气含量具有一定的正相关性[1]。

同时,有机质具有多微孔的特征,并随着有机碳含量的增加,微孔隙类型增多、微孔隙度增大,为天然气体吸附提供巨大空间。

烃类气体在干酪根中的溶解作用也增加了有机质对气体的吸附能力。

页岩气物理吸附解吸虚拟仿真实验报告

页岩气物理吸附解吸虚拟仿真实验报告

探究页岩气物理吸附解吸现象的虚拟仿真实
验报告
本次虚拟实验旨在探究页岩气中物理吸附解吸现象,通过虚拟仿真技术模拟实验过程,全面了解其原理和影响因素。

实验步骤:
1. 构建模型:将吸附材料、气体、温度、压力等基本参数输入模拟软件中,构建实验模型。

2. 初始化参数:根据实验需要调整吸附剂的初始温度和压力,控制变量和参数。

3. 模拟吸附过程:通过模拟软件模拟吸附过程,观察吸附过程中气体与吸附剂之间的相互作用以及吸附效率的影响因素。

4. 模拟解吸过程:模拟吸附剂脱附过程,观察解吸过程中吸附剂与气体之间的相互作用,探究温度、压力等参数变化对解吸效率的影响。

5. 输出数据:根据实验数据生成图表,进行数据分析和解读。

实验结果:
通过虚拟实验,我们得到了如下结论:
1. 气体分子与吸附剂之间相互作用越强,吸附能力越强。

2. 温度升高,分子运动加快,气体的吸附能力会下降。

3. 压力的变化对吸附能力有直接的影响,增加压力可以提高吸附速率和吸附量。

虚拟实验让我们更好地理解了页岩气物理吸附解吸现象,对于正确理解煤层气、页岩气和致密气的成藏和产量规律具有重要意义。

页岩吸附与解吸气量实验研究

页岩吸附与解吸气量实验研究
第 2 6卷
第 1期
录 并 工 程
・ 9 ・

研 究与探 讨 ・
页岩吸附与解吸 气量 实验研究
石文睿① 郭美瑜② 张建 平 ③ 冯 爱 国③ 赵 红 燕③ 叶 应 贵③ 石元会③
( ① 长 江 大 学 地球 物理 与 石 油资 源 学院 ; ② 香 港 中文 大 学 ; ③ 中石 化 江 汉石 油工 程 有 限 公 司测 录 井 公 司 )
0 引 言
页 岩气 是 一 种非 常 高效 的新 型清 洁 能 源 , 主 要 以游 离气 和 吸附气 形 式 存 在 于 富含 有 机 质 页岩 中 ,
l 页 岩 气 吸 附 与 解 吸 气 量
黏 土矿 物 颗 粒 、 有 机质 颗 粒及 孔 隙 表 面 分子 与 其 内部分 子受 力有 差异 , 存在 剩余 表 面力场 , 从 而形 成表 面势 能 , 使 得气 体 分 子 在 细 小颗 粒 表 面 上 的浓 度增 大 , 形 成 页 岩气 吸 附现 象 l _ 4 ] 。页 岩 气 解 吸是 吸 附 的逆过 程 , 与煤 层 气 的 解 吸机 理 基 本 相 同 。在 页 岩层 中 , 部 分 页岩气 通 常以 吸附状 态存在 , 页岩表 面 分子 与 甲烷 分 子间 的作用 力表 现为 范德 华力 。当处 于运ห้องสมุดไป่ตู้动状 态 的气体分 子 因温度 及压 力等 条件 的变 化
有重 要意 义 。所 谓 页岩含 气量 , 是指 每 吨 、 克或 单位 体 积 岩石 中所含 天然 气折算 到标 准温 度 ( 2 5 ℃) 和标
导致 动能增 加 , 以 至克 服 引 力 而脱 离 页岩 吸 附 成 为
游 离气 , 即形 成 页 岩气 解 吸现 象 。页 岩 解 吸 气量 也

关于页岩气的调研

关于页岩气的调研

关于页岩气的调研页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气,它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态(大约50%)存在于裂缝、孔隙及其它储集空间,以吸附状态(大约50%)存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面,极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后,在源岩层内的就近聚集表现为典型页岩气的开采的原地成藏模式,与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。

与常规储层气藏不同,页岩既是天然气生成的源岩,也是聚集和保存天然气的储层和盖层。

因此,有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。

页岩气发育具有广泛的地质意义,存在于几乎所有的盆地中,只是由于埋藏深度、含气饱和度等差别较大分别具有不同的工业价值。

中国传统意义上的泥页岩裂隙气、泥页岩油气藏、泥岩裂缝油气藏、裂缝性油气藏等大致与此相当,但其中没有考虑吸附作用机理也不考虑其中天然气的原生属性,并在主体上理解为聚集于泥页岩裂缝中的游离相油气。

因此属于不完整意义上的页岩气。

因此,中国的泥页岩裂缝性油气藏概念与美国现今的页岩气内涵并不完全相同,分别在烃类的物质内容、储存相态、来源特点及成分组成等方面存在较大差异。

中国页岩气的含量与美国相当中国主要盆地和地区页岩气资源量约为15万亿-30万亿立方米,与美国28.3万亿立方米大致相当,经济价值巨大。

另一方面,生产周期长也是页岩气的显著特点。

页岩气田开采寿命一般可达30~50年,甚至更长。

美国联邦地质调查局最新数据显示,美国沃思堡盆地Barnett页岩气田开采寿命可达80~100年。

开采寿命长,就意味着可开发利用的价值大,这也决定了它的发展潜力。

中国南方海相页岩地层可能是页岩气的主要富集地区。

除此之外,松辽、鄂尔多斯、吐哈、准噶尔等陆相沉积盆地的页岩地层也有页岩气富集的基础和条件。

页岩气吸附实验调研

页岩气吸附实验调研

页岩气吸附特征实验1 实验区块国内:上扬子区志留系四川盆地(王社教,2009);鄂尔多斯盆地上古生界太原组(郭少斌);四川盆地下志留统龙马溪组(蒲泊伶,2010;方俊华,2010);湘中地区泥盆-石炭系(罗小平,2012);国外:Devonian页岩(Lu,1993);Geysers地热矿区(Satik,1995);加拿大英属哥伦比亚省东北的Jurassic和Devonian地层(Ross,2007);英属哥伦比亚省东北部Gordondale Member页岩和上覆的Porker Chip页岩(Ross,2007);加拿大英属哥伦比亚省东北部白垩纪早期及同期地层的页岩(Chalmers,2008);加拿大北英属哥伦比亚省Devonian–Mississippian (D–M)和Jurassic页岩(Ross,2008)2 实验仪器吸附解吸:计算机自动控制高温吸附分析仪(Satik,1995);体积法Boyle’s Law气体吸附仪器(Ross,2007);高压体积法吸附仪(Chalmers,2008);美国TerraTek公司的等温吸附解析仪IS-100型(方俊华,2010)罐解气测试((熊伟,2012)孔渗:Micromeritics Autopore IV 9500 Series来确定泥岩总的开启孔隙体积(Bustin,2007);岩样在110℃下,抽真空干燥1小时,除去所有的自由水合吸附水,之后使用压汞法确定孔隙大小(从0.004-206MPa,45个压力台阶)(Bustin,2007)。

Poroperm-200型孔渗仪(熊伟,2012);TOC:确定TOC含量的两种方法:1、使用CM5014CO2库仑计测定无机碳含量,Carlo Erba NA1500 CNS分析仪确定总碳含量,TOC含量(wt%)等于总碳含量减去无机碳含量;2、用Vinci Technologies Rock-Eval 6配合TOC模数直接求取(Chalmers,2008)。

页岩气吸附作用研究进展

页岩气吸附作用研究进展

具 当前 开发潜 力. 虽 然 页岩 气 在 我 国前 景 大 , 预
测2 0 1 5年产量 5 0 ×l O ~7 O ×1 0 。m , l ] 但 由于
吸 附态 甲烷赋 存 于纳微 级孔 隙 中 , 造 成解 吸 难 , 微 观理论 和 认 知 不 足. 目前 国 内对 页岩 气 报 道 相 对较 少 , 已有 报 道评 述 中在 成 藏 理 论 、 储层评 价、
页岩气吸附作 用研究进 展
高拉 凡 , 王倩倩 , 尹 帅 , 郑 莲慧 , 汪业勇 , 李 辉
( 成都理 工 大学 “ 油 气藏地 质及 开发 工程 ” 国家重 点 实验 室 , 四川 成都 6 1 0 0 5 9 )
摘 要: 综 述 了美 国 页 岩 气 产 量 、 地 区 页 岩 气 丰 度 和 储 层 孔 径 范
1 页岩 气 吸 附本 质
1 . 1 超 临界 态
由于页岩 气 巾主要 成分 为 甲烷所 以本 文所 指
的页岩气 也 主要针 对 甲烷. 甲烷 的 临 界 温度 一8 2 .
1 0 I T I 。 , 其 中 四川 威远 地 区 实测 页 岩 气 资 源 丰 度
3 ×1 0 ~3 . 2 ×1 0 1 T I 。 / k n i , 与美 国相 当 ( 2 ×l 0 ~
早, 最具成功代表 性 , 2 O l 0年 页 岩 气 产 量 4 1 2× 1 0 。 I T I 。 , 约为 1 9 9 8年 的 4 O倍 ( 9 . 7 ×1 0 m。 ) , 页岩 纳米 级孔 径 范 围 5 ~1 0 0 n m; 中 同 页 岩 气 地 质 资
源量 约 1 0 0 ×1 0 他 m。 , 可采 资源 量 1 5 ×1 0 ~2 5 ×

页岩气吸附规律研究

页岩气吸附规律研究

页岩气吸附规律研究孔德涛;宁正福;杨峰;徐大喜【摘要】页岩的吸附解吸行为是页岩气藏含气量评价和高效开发的基础.利用自主研发的页岩气高温高压吸附实验装置,对四份鄂尔多斯盆地南部延长组页岩样品进行了高温高压吸附实验,得到了四份样品65℃下、最高压力达25 MPa的吸附等温线.采用修正的朗格缪尔(Langmair)模型对吸附等温线进行拟合,并对拟合结果进行分析.研究表明:页岩样品具有较高的吸附气能力,饱和吸附量为0.04~0.14 mmoL/g.采用修正的朗格缪尔模型可以较好地拟合页岩高压吸附等温线,拟合系数达0.99以上.页岩有机碳含量与吸附气量具有正相关性,有机碳含量越高,吸附气量越大.未发现黏土含量与吸附气量的关系.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)006【总页数】5页(P108-111,117)【关键词】页岩气;高压吸附;吸附等温线;朗格缪尔模型【作者】孔德涛;宁正福;杨峰;徐大喜【作者单位】石油工程教育部重点实验室(中国石油大学),北京102249;石油工程教育部重点实验室(中国石油大学),北京102249;石油工程教育部重点实验室(中国石油大学),北京102249;中国石油长庆油田第四采气厂,乌审旗017300【正文语种】中文【中图分类】TE122页岩气是一种资源潜力巨大的非常规油气资源。

近年来,由于能源供应的紧张形势和能源价格的快速增长,页岩气日益受到世界各国的高度重视[1—4]。

美国和加拿大已经实现了页岩气的商业性开发,而我国页岩气的研究仍处于起步阶段。

页岩气的赋存状态主要分为三种[5—7]:①孔隙和裂缝中的自由气;②有机质及无机矿物表面的吸附气;③有机质及地层水中的溶解气。

吸附气是页岩气藏非常重要的成藏机理,统计研究表明,页岩气藏中吸附气的含量在20% ~80%[8—13]。

页岩气吸附机理的研究对原地气量的评估及其有效开发都具有十分重要的意义。

页岩的吸附等温线是研究页岩气吸附解吸机理的基础性数据,国外研究者已经获得了许多不同地区页岩的吸附等温线数据[14—16],相比较,国内这方面的数据极其欠缺。

页岩气物理吸附解吸实验报告

页岩气物理吸附解吸实验报告

页岩气物理吸附解吸实验报告页岩气是一种重要的非常规天然气资源,其具有丰富的储量和广泛的分布。

为了更好地开发利用页岩气资源,需要对其物理性质进行深入研究。

本文将介绍页岩气物理吸附解吸实验的相关内容。

1. 实验目的通过实验研究页岩气在不同压力下的吸附和解吸行为,探究页岩气的储层特征和物理性质。

2. 实验原理页岩气的吸附和解吸是指在固体表面上分子与固体表面之间的相互作用,即物理吸附和解吸。

物理吸附是指在吸附剂的表面上,分子通过短程静电力、范德华力等相互作用力被吸附到吸附剂表面上。

而解吸则是指分子从吸附剂表面上脱离而进入气相的过程。

实验中,可以通过吸附曲线和解吸曲线来分别研究页岩气在不同压力下的吸附和解吸行为。

吸附曲线是指在一定温度下,气体在吸附剂表面上吸附的等压线,通常以等温线的形式表现。

而解吸曲线则是指在一定温度下,气体从吸附剂表面上脱离的等温线。

3. 实验步骤(1)实验前准备:将实验所需的吸附剂、页岩气等试剂准备好,清洗干净实验器材,校准仪器。

(2)实验操作:设置不同的压力和温度条件,记录吸附曲线和解吸曲线,分析实验结果。

(3)实验后处理:对实验结果进行数据处理和分析,得出相关结论。

4. 实验结果通过实验研究,可以得出以下结论:(1)在不同的压力下,页岩气的吸附量和解吸量均随着压力的增加而增加。

(2)在一定压力范围内,页岩气的吸附量和解吸量呈现出非线性关系。

(3)在一定温度范围内,随着温度的升高,页岩气的吸附量和解吸量均减少。

5. 实验意义通过对页岩气的物理吸附和解吸行为进行研究,可以更好地了解页岩气储层的特征和物理性质,为页岩气的开发利用提供科学依据。

此外,本实验还可以为其他天然气资源的研究提供参考。

页岩气物理吸附解吸实验是一项重要的研究内容,可以为页岩气的开发利用提供科学依据。

在实验中,需要注意实验条件的控制和数据的准确性,以得出可靠的实验结果。

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国内部分2009--上扬子区志留系页岩气成藏条件王社教等,对四川盆地长芯1井120m处所取岩心开展了70℃的等温吸附实验,该样品为志留系龙马溪组黑色页岩,有机碳含量为5.9,成熟度为3.26%。

在70℃等温条件下,随着压力增高,页岩吸附甲烷的能力逐渐增大,在压力达到8.5 MPa时,页岩的甲烷吸附能力达到l m3/t。

推测成熟度过高是导致吸附能力较低的主要原因。

2010--四川盆地下志留统龙马溪组页岩气成藏条件及有利地区分析蒲泊伶等,在温度为40 ℃、湿度为1.68% ~ 2 .25%、甲烷浓度为99.999% 的实验条件下进行的等温吸附实验表明,龙马溪组页岩具有较强的吸附气体的能力。

龙马溪组页岩的压力系数可达1.4~ 1.89,埋深大致为0~3000m,选定8. 28MPa 作为地层平均压力,在8.28 MPa下页岩的吸附气含量为1.12~ 1.74m3/ t,平均为1.28 m3/ t。

将实测数据拟合后发现,页岩中吸附气含量与压力和有机碳含量呈正相关关系。

2010--页岩等温吸附异常初探方俊华等,对9个下志留统龙马溪组的页岩样进行了等温吸附实验,采用美国Terra-Tek公司的等温吸附解析仪IS-100型,实验前页岩样经平衡水分处理,温度为30℃。

将页岩样品破碎到小于6 0-8 0目(0.25 mm ),再进行筛分分析,以确定样品的粒径分布。

页岩样的水分含量达到平衡,就分别将80~150g的样品密封在两个不同实验缸内。

在压力点早期,以0.01s的间隔收集数据,而在压力点晚期,则以0. 1min的间隔收集,连续进行,至30min内压力变化小于要求值为止。

逐渐加压至最终压力。

结果表明,压力在130896~1034kPa时,页岩吸附量达到最大值,随后,随着压力的增加,吸附量逐渐减少,等压力达到一定程度时,吸附量减少到负值,出现所谓的“倒吸附”现象。

倒吸附的原因:1、煤与页岩在粘土矿物含量等方面不同;2、煤与龙马澳黑色页岩中有机组分存在方式不同;3、CH4的超临界赋存。

建议:1、选用新鲜样品粉末进行等温吸附实验;2、确立页岩实验测试的最佳粒度;3、选取新参数作为评价依据。

2012--湘中拗陷泥盆-石炭系海相泥页岩地球化学特征及等温吸附性能罗小平(2012),借用煤岩Langmuir等温吸附实验方法,在30℃下测定了湘中地区泥盆-石炭系3个实验样品的平衡水与空气干燥条件下的等温吸附曲线。

实验结果说明石炭系泥页岩已经趋近于达到最大埋深对应的压力。

泥盆系2个样品还未达到最大埋深对应的压力,因而没有达到饱和吸附。

2012--页岩的储层特征以及等温吸附特征熊伟(2012),利用Poroperm-200型孔渗仪对该页岩气藏的岩心进行孔隙度与渗透率测量,实验中渗透率的测试方法为脉冲测试法,发现该页岩的孔隙度主要分布在0.01%~5%,渗透率主要分布在0.00001~10mD,页岩的孔隙度与渗透率没有明显的相关关系。

采用罐解气测试方法,测量了页岩总解吸气量。

研究了孔隙度与TOC对总解吸气量的影响。

实验结果表明,该页岩气藏的孔隙度与总解析气量并没有明显关系,TOC与总解吸气量存在明显的正相关关系,随着页岩的有机质含量的增加,页岩的总解析气量是增加的。

对6块岩心进行了等温吸附实验,发现页岩的吸附遵循Langmuir等温吸附关系。

对比研究了TOC和R0对页岩吸附能力的影响,实验结果表明,随着TOC 的增加以及R0的增加,页岩的吸附能力增加;TOC相近的两块岩心,R0值越高吸附能力越强;R0相近的两块岩心,TOC越高吸附能力越强。

用等温吸附方法正确评价泥页岩吸附气含量郭少斌选择了鄂尔多斯盆地上古生界太原组同一取样点富有机质泥岩样品进行等温吸附实验,实验的最高压力为10.16兆帕,实验分别在46℃、60℃、75℃、80℃、90℃温度下进行。

实验表明,随等温吸附实验温度的升高,吸附气量呈下降趋势。

在46℃~90℃范围内,随温度升高吸附气量的变化趋势明显,总体下降,说明温度对饱和吸附量的影响很大;在等温条件下,泥页岩吸附甲烷气量开始随着压力增大而增加,等吸附甲烷气量达到饱和后又随着压力增大而趋于平稳。

因此吸附实验只有在储层温度和压力下进行,才能真实反映泥页岩的吸附特性。

利用拟合曲线,计算储层条件下的吸附量。

国外部分1993--Adsorption Studies of Natural Gas Storage in Devonian Shales Lu等(1993),使用自行研制的容积法吸附测量装置,测量了多个温度下的Devonian页岩吸附等温线,并对比了在曲线拟合中对比了Langmuir与Bi-Langmuir模型的适应性。

实验选用了三个样品,两个页岩样品,一个伊利石样品。

CSW2页岩样品来自Virginia东部的井,Antrim-7页岩样品来自Michigan 的井。

两个页岩样品粘土矿物含量相当,但Antrim-7样品的TOC值远大于CSW2样品。

将样品粉碎为18-25目,在50-60℃下抽真空24小时备用。

分别测出了,三个样品在25、37.78、50和60℃下的甲烷吸附等温线。

计算了比容热,得出有机干酪根与粘土矿物相比具有更大的吸附热。

Langmuir模型适用于单温度下,而Bi-Langmuir是温度和压力的函数,更适合多个温度下的吸附情况。

1995--A Study of Adsorption of Gases in Tight Reservoir RocksSatik等,运用实验和数值模拟的方法,研究了致密储层吸附滞后环以及温度对吸附的影响。

研究表明,温度变化对吸附影响不显著,而强烈地影响着解吸,随着温度的增加,吸附滞后现象更为显著。

实验仪器为:计算机自动控制高温吸附分析仪实验仪器简图实验岩样取自Geysers地热矿区吸附实验中,讨论了温度与粒度对吸附过程的影响。

实验温度分别为80、100、120℃,实验样品粉碎为四种不同的粒度:0.104-0.355mm、0.355-0.833mm、0.833-2.0mm、>2.0mm。

提出≥0.355mm粒度的岩样适宜用于实验,反映吸附行为全过程。

不同粒度下的吸附曲线(a—>2.0mm、b—0.833~2.0m、c—0.104~0.355mm、d—0.355~0.833mm)2007--Impact of mass balance calculations on adsorption capacities in microporous shale gas reservoirsRoss等,分别进行了粘土页岩和人造沸石吸附N2和甲烷的实验,讨论了氮气吸附质量平衡计算孔隙体积,进而评价吸附能力的不足。

页岩样品选自加拿大英属哥伦比亚省东北的Jurassic和Devonian地层。

样品质量约为200g,粉碎为粒度250μm,制成干燥和水平衡状态样品。

实验压力从0.25~5MPa。

使用测定体积的Boyle’s Law气体吸附仪器得到30.0℃下的甲烷吸附等温线。

使用高精度压力传感器(精度0.05%),吸附压力点采集到9Mpa。

在吸附实验前,使用N2进行气密性测试。

设备试压到9MPa,1~2小时内,每15分钟读取一次压力值。

在30℃下制备水平衡样品,因为30℃被认为是储层的温度。

水平衡样品在真空干燥容器内饱和硫酸钾72h;干样在温度110℃下,抽真空干燥24h。

2007--Shale gas potential of lower Jurassic Gordondale member ,northeastern British Columbia ,CanadaRoss和Bustin等,研究了泥页岩组分与气体吸附能力之间的关系。

评价页岩资源的重要参数包括:总有机碳含量(TOC)、成熟度、矿物质、孔隙度、渗透率和厚度。

页岩样品来自英属哥伦比亚省东北部Gordondale Member页岩和上覆的Porker Chip页岩。

评价了有机物无机物分数、湿度、热成熟度以及孔隙度对页岩吸附能力的影响。

将实验结果与Gordondale Member物性参数,如TOC、厚度以及热成熟度综合,来评价英属哥伦比亚省东北部Gordondale Member页岩储层的储集能力。

实验样品38块(其中四块来自Poker Chip页岩)。

使用Carlo Erba NA-1500分析仪确定38块泥页岩、含钙泥岩、泥灰岩和页岩样品的总碳硫含量。

分析精度碳为2%,硫为5%。

使用CM5014CO2库仑计来确定无机碳(碳酸盐)含量,总无机碳含量测试精度2%。

样品的元素丰度由X衍射荧光分析确定,主要的识别成分为:SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、CaO、MgO、TiO2、P2O5、Na2O),结果精度为±3%(Na为±7%)。

由X射线衍射确定整体的矿物类型。

使用粉碎岩样在Rock-Eval Ⅱ/TOC仪器上,按照标准的程序,通过热裂解的方法获得Tmax成熟度的数据。

使用体积法Boyles Law气体吸附仪器测定30℃下,高压甲烷吸附等温线。

样品的压力点搜集到9Mpa。

将150g水平衡样品在换装粉碎机中粉碎至250μm。

水平衡样制备方法按ASTM(2004)。

使用Micromeritics Autopore IV 9500 Series来确定泥岩总的开启孔隙体积。

岩样在110℃下,抽真空干燥1小时,除去所有的自由水合吸附水,之后使用压汞法确定孔隙大小(从0.004-206MPa,45个压力台阶)。

结论:1、TOC与吸附量之间呈弱-中等的正相关关系,说明TOC影响气体吸附能力,甲烷在有机成分上吸附。

2、水分的存在使TOC与气体吸附之间的关系变复杂。

同一样品水平衡条件下的吸附能力低于干燥条件下,是由于水具有占据潜在吸附位的能力。

但干样品的吸附能力在运用上有局限性,因为它不能体现储层的原地条件。

3、吸附气体的能力由热演化程度决定。

在有机物和水分含量像近的情况下,高热演化程度的泥岩样品吸附气体的能力更强。

4、对于Gordondale Member和Poker Chip页岩样品来说,无机成分(主要为石英、方解石和粘土)对气体的吸附能力有重大影响。

泥岩和页岩含有的硅酸盐(粘土)分数高,具有更高的平衡水含量,因此降低了其吸附气体的能力。

但其能提供更大的开启孔隙百分数,因此自由气体可以存在,提高总的气体储量。

2008--Lower cretaceous gas shales in northeastern British columbia,part2-evaluation of regional potential gas resourcesChalmers和Bustin,研究了英属哥伦比亚省东北部白垩纪早期及同期地层的页岩气潜在储量。

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