基于Ono-Kondo格子模型的超临界页岩气吸附试验研究

摘要：

页岩储层普遍埋藏较深,地层温度和压力较高,相当一部分页岩气在储层中处于超临界吸附状态.超临界吸附与传统亚临界吸附在机理上有着较大区别,将建立在亚临界条件的吸附模型运用到超临界页岩气吸附领域仍然面临一些挑战.因此,准确表征超临界页岩气吸附是精准评估页岩气储量和制定合理开发方案先决条件.针对页岩中超临界甲烷吸附问题,借助高精度磁悬浮天平重量法吸附仪,开展了高温高压甲烷吸附实验,分别测定了超临界甲烷在40,60,80和100℃的气体相密度和等温吸附曲线.实验结果表明:磁悬浮天平能同时测定气体相甲烷密度和过剩吸附量;超临界甲烷过剩吸附量随压力先增加后减小,过剩吸附量随温度升高而降低,最大过剩吸附量对应的压力随温度升高而升高.在不对吸附相密度和体积做任何假设的前提下,利用Ono-Kon-do格子模型分别分析了页岩气的单层和多层吸附.Ono-Kondo格子模型分析结果表明:超临界甲烷吸附只能形成单层吸附,其中吸附相密度和绝对吸附量均随压力单调递增,吸附相体积近似保持不变.随着压力的升高,吸附相密度与气体相密度的差值先增加后减小,而吸附相体积近似保持不变,因此会导致过剩吸附量出现极大值.若将吸附相密度假定为定值会低估高压力段的绝对吸附量.

关键词：页岩气;超临界吸附;Ono-Kondo格子模型;绝对吸附量

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分类号：P618.13;TE122(矿床学)

资助基金：重庆市自然科学基金资助项目;国家自然科学基金杰出青年基金资助项目;长江学者和创新团队发展计划资助项目

在线出版日期：2021-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2479-2487