第六届非常规油气地质评价暨新能源学术研讨会
6th Symposium on Unconventional Oil and Gas Geological Evaluation and New Energy

280 / 2021-06-23 09:03:52

含水页岩甲烷吸附能力降低机理及其影响因素——以川南地区下志留统龙马溪组页岩为例

龙马溪组页岩；含水量；有机质粘土复合物；甲烷吸附能力降低机制

页岩油气理论与技术

由于页岩储层存在天然含水现象，因此厘清含水量对页岩甲烷吸附能力的影响具有重要意义。然而有机质与粘土矿物的空间赋存关系在甲烷吸附能力降低过程中的作用尚不清楚。本研究页岩实验样品源于四川盆地下志留统龙马溪组，利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、氮气吸附和高压压汞孔隙分析(HPMIP)对样品的孔隙结构进行了表征，并分析页岩样品的总有机碳(TOC)含量和矿物组成，在5个不同相对湿度（0%RH, 16%RH, 41%RH, 76%RH, 99%RH）条件下开展含水页岩甲烷吸附实验，阐明基于粘土矿物与有机质空间赋存关系差异的含水页岩甲烷吸附能力降低机理。结果表明有机质中的粘土矿物与有机质外的粘土矿物在不同相对湿度条件下对含水页岩甲烷吸附能力降低影响不同。总体而言，在相同相对湿度条件下，含水页岩甲烷吸附能力降低程度与粘土矿物含量呈负相关，说明粘土矿物对含水页岩甲烷吸附能力的保护作用。硅质页岩和粘土质页岩的甲烷吸附能力降低过程一般分为三个阶段。而对于钙质页岩样品，在第(1)阶段，有机质的甲烷吸附能力开始下降，主要原因是水通过碳酸盐岩矿物提供的疏水通道进入有机质孔隙比通过亲水性粘土矿物孔隙进入有机质孔隙更为顺利，最终本研究将有助于改进页岩气储量评价方法。