川东南地区五峰-龙马溪组海相页岩有机质与粘土矿物吸附能力表征研究

储亦睿 张婷婷 刘玉霞 范小俊 程 伟

(中国石油化工股份有限公司华东油气分公司实验研究中心,江苏 225007)

1 页岩等温吸附实验

影响页岩等温吸附的因素很多，温度和压力是两个较为明显的外界因素，国内外学者已做过大量的研究，也取得了较为一致的认识，即在相同压力下，随温度的升高吸附量降低，在相同的温度下，吸附量随压力的升高而升高。页岩的储集空间类型及其引起的气体赋存状态的差异也是重要的影响因素，但对吸附能力的影响主要体现在有机质和粘土矿物的含量上。

本文选取川东南龙马溪组四口井(图1)的页岩样品进行X衍射全岩和总有机碳实验。4口页岩样品的全岩结果表明，岩石的矿物组合类型基本一致，主要为粘土矿物和石英，还含有长石、碳酸盐矿物和黄铁矿等，其中粘土矿物平均含量均大于30%，有机碳含量均大于2%(图2)，均属于优质的黑色页岩，是理想的等温吸附实验样品。等温吸附仪器型号为HPVA200高压等温吸附仪，吸附气为甲烷，吸附气浓度为99.99%，实验条件所有样品实验温度均为30℃(图3)，样品信息见表1。

图1 区域地质背景图

图2 川东南龙马溪组4口页岩气井样品全岩、TOC及等温吸附柱状图

表1 等温吸附实验样品基本信息

图3 川东南龙马溪组4口页岩气井样品等温吸附散点图

2 吸附能力定量表征

(1)吸附模型

为对页岩主要组分的吸附能力进行评价，尤其是对有机质和粘土矿物的吸附能力进行定量表征，本文将页岩主要组分简化成有机质、粘土矿物和其它矿物“三组分模型”(表2)。……