基于分子模拟的深层海相页岩气吸附特征研究

梁洪彬，张烈辉，赵玉龙，杨 莉，胡浩然，陈学忠

1)油气藏地质及开发工程国家重点实验室，西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都 610500；2)四川长宁天然气开发有限责任公司，四川成都 610501；3)中国石油西南油气田公司页岩气研究院，四川成都 610501

中国页岩气储量丰富，位居世界前列，特别是深层页岩气更是未来中国页岩气开发的重要接替领域[1-2]．大力开发页岩气资源对于保障我国能源安全，助力“碳达峰、碳中和”目标的实现具有重要意义．尽管针对3 500 m以浅的中浅层页岩气藏开发技术已成熟，但深度超过3 500 m深层页岩气藏开发尚处于起步阶段，目前仍未能实现规模性商业化开发[3-4]．受限于现有的实验测试条件，许多深地条件下的作用机理尚未清楚，页岩气吸附作用便是其中之一．

吸附气作为页岩气重要的赋存方式之一，同时也是维持页岩气井长期生产的重要保障，通常不可忽略[5]．目前，页岩气吸附能力的评价手段已十分成熟，主要有矿场测试法、室内评价法和分子模拟法．其中，矿场测试法包括现场解吸法和测井解释法；室内评价法包括容积法、重量法和核磁共振法[6-8]．然而，由于深层地层压力系数多介于1.8～2.2[1]，矿场测试法和室内评价法的测试压力通常不高于40 MPa，使得这两类方法难以有效实施．分子模拟法是近年来被成功应用于页岩气领域研究的新方法，常用的模拟方法有巨正则系综蒙特卡洛(grand canonical Monte Carlo, GCMC)方法和分子动力学(molecular dynamics, MD)方法．例如，卢双舫等[9]基于GCMC方……