考虑多重吸附机制的页岩吸附甲烷能力评估方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑多重吸附机制的页岩吸附甲烷能力评估方法，基于不同尺寸纳米孔道中吸附机制的差异，以及不同吸附机制下吸附相甲烷密度的不同，对微孔充填形式吸附和多分子层形式吸附进行联合表征，所建立的DA‑TBET等温吸附模型具有清晰的物理背景，克服了当前吸附模型的不足，评估所得页岩吸附甲烷能力结果更加合理准确。此外，本发明专利技术除了用于评估页岩吸附甲烷能力，还可用于评估煤层样品吸附甲烷能力，在非常规天然气勘探开发中具有重要应用价值。

【技术实现步骤摘要】
考虑多重吸附机制的页岩吸附甲烷能力评估方法
本专利技术涉及非常规天然气勘探开发
，尤其涉及一种考虑多重吸附机制的页岩吸附甲烷能力评估方法。
技术介绍
页岩吸附甲烷能力的合理准确评估是页岩气藏实现经济高效开发的重要基础，在气藏开发中具有举足轻重的地位。通过合理准确评估页岩吸附甲烷能力，可以计算出气藏地质储量，对于页岩气藏开发方案制定和调整具有重要指导意义，相关研究受到广泛关注。室内等温吸附实验是研究页岩吸附甲烷能力的重要方法，研究者们基于该实验开展了大量实验改进创新和理论推导工作，其中关于页岩吸附甲烷能力的等温吸附模型表征研究尤为火热。根据吸附机制假设的不同，等温吸附模型主要包括单分子层模型、多分子层模型、微孔充填模型。目前，虽然关于甲烷在页岩中的等温吸附模型较多，但是尚未有模型考虑不同尺寸孔道中吸附相甲烷密度的差异，不同等温吸附模型中的吸附相甲烷密度被视为相同的。根据分子动力学模拟研究结论，在微孔中甲烷分子受孔道壁面吸附势叠加影响导致其吸附相分子排列更为紧密，其密度也更大，而现有关于等温吸附模型的研究中没有对此加以区分。此外，虽然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑多重吸附机制的页岩吸附甲烷能力评估方法，其特征在于，所述计算方法包括以下步骤：/nS1：钻取页岩岩心，并在实验室内将岩心碾碎至粉末，利用筛网筛选出60-80目大小的页岩细小颗粒；/nS2：将上述步骤制备的页岩样品放入80℃的恒温箱中烘干，每隔12小时利用微量电子天平进行一次质量称量记录，直到相邻两次称量得到的样品质量变化小于或等于2％为止；/nS3：将上述样品装入体积法或重量法等温吸附仪器的样品缸，进行24小时连续抽真空，进一步去除样品中的杂质吸附气体和水蒸气；/nS4：在至少3个不同温度下，利用体积法或重量法等温吸附仪器开展上述页岩样品的等温吸附实验，记录过剩吸附量随压力的变化数...

【技术特征摘要】
1.一种考虑多重吸附机制的页岩吸附甲烷能力评估方法，其特征在于，所述计算方法包括以下步骤：
S1：钻取页岩岩心，并在实验室内将岩心碾碎至粉末，利用筛网筛选出60-80目大小的页岩细小颗粒；
S2：将上述步骤制备的页岩样品放入80℃的恒温箱中烘干，每隔12小时利用微量电子天平进行一次质量称量记录，直到相邻两次称量得到的样品质量变化小于或等于2％为止；
S3：将上述样品装入体积法或重量法等温吸附仪器的样品缸，进行24小时连续抽真空，进一步去除样品中的杂质吸附气体和水蒸气；
S4：在至少3个不同温度下，利用体积法或重量法等温吸附仪器开展上述页岩样品的等温吸附实验，记录过剩吸附量随压力的变化数据；
S5：采用考虑多重吸附机制的DA-TBET等温吸附模型对上述实验数据进行拟合，获得不同温度下的等温吸附模型参数；
S6：利用上述步骤获得的不同温度下的等温吸附模型参数，计算出不同温度和压力下页岩对甲烷的吸附能力曲线。


2.如权利要求1中所述的一种考虑多重吸附机制的页岩吸附甲烷能力评估方法，其特征在于，所述步骤S1中将页岩样品粉碎的方法可以参照GB/T19560-2008标准。


3.如权利要求1中所述的一种考虑多重吸附机制的页岩吸附甲烷能力评估方法，其特征在于，所述步骤S5中建立的考虑多重吸附机制的DA-TBET等温吸附模型表达式如下：



式中，Vex为实测过剩吸附量，cm3/g；ρad1为微孔充填形式吸附相甲烷密度，cm3/g；ρad2为中大孔多分子层形式吸附相甲烷密度，cm3/g；ρg为自由相甲烷密度，cm3/g；Vw为样品中微孔充填形式吸附空间体积，cm3/g；R为通用气体常数，在这里取值8.314J/(mol·K)；T为吸附实验测试温度，K；E为吸附特征能，J/mol；p为实验测试压力，MPa；p0为甲烷虚拟饱和蒸气压，MPa；q为表征页岩吸附孔非均匀性的参数；Vm为中大孔中第一分子层的最大吸附量，cm3/g；C为与吸附热相关的常数；n表示吸附层数；自由相甲烷密度ρg可以直接由美国国家标准与技术研究院化学数据库中查询获得。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉龙，刘香禺，张烈辉，张芮菡，唐慧莹，郭晶晶，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51