页岩气超临界状态吸附模型及其地质意义

侯晓伟^1,2，王猛^1,2，刘宇^1,2，刘娇男^1,2，宋昱^1,2

1. 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室2. 中国矿业大学资源与地球科学学院

摘 要：为了表征各类型页岩孔隙吸附机理,合理解释页岩气超临界吸附特征,建立了DubininAstakhov和Langmuir-Freundlich（简称D-A和L-F）超临界吸附模型.采用等温吸附实验、低温液氮吸附实验和压汞实验进行模型验证和页岩孔隙分布特征研究,进而依据D-A和L-F模型阐明页岩气超临界吸附特征及意义.结果表明:D-A和L-F模型能够同时表征超临界下微孔充填式吸附和中、大孔单层吸附机理,合理解释页岩气高压负吸附现象;基于吸附速率压力敏感性可将页岩吸附分为4个阶段,各阶段具有不同的地质意义;过剩吸附量与绝对吸附量差异随埋深增大愈为显著,绝对吸附量评价吸附气含量更符合实际;微孔吸附能力约为中、大孔的2倍;灰分和水分对吸附起负作用,且对各类型孔隙的影响程度相当.

关键词：页岩气;超临界吸附;吸附阶段;吸附能力;吸附贡献;