页岩微观孔隙结构与页岩气等温吸附研究——以柴东石炭系页岩为例

摘要

泥页岩孔隙结构是影响页岩气吸附的直接因素,本文从研究柴达木盆地东部石炭系泥页岩的孔隙结构入手,结合甲烷和二氧化碳在泥页岩中的高压等温吸附实验,研究了在超临界条件下,页岩气等温吸附特征,探讨了页岩气的吸附机理.研究表明:柴达木盆地东部石炭系泥页岩具有多尺度孔隙结构,微孔比较发育,微孔比表面积对BET比表面积有较大的贡献;甲烷Langmuir吸附量随微孔比表面积或微孔体积的增加而增加,两者呈正相关性,同时受到微孔大小分布的影响;在超临界条件下,简单的Langmuir方程可近似拟合甲烷吸附的实验数据,而修改的微孔充填(Dubinin Radushkevich,D-R+K)超临界吸附模型对甲烷和二氧化碳吸附数据的拟合效果最好.因此,吸附气可能以微孔充填的方式存在,而微孔为吸附气的主要储集空间.