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页岩气吸附与解吸附机理研究进展

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１ 页岩气 的赋存及影响 因素
１ ． １ 页 岩气 的赋存 形态
页岩 气具 有生 储 同层 的地 质 特 点 ， 研 究 整个 页 岩气 的吸附 与解 吸 附过 程 ， 应 首 先分 析 页 岩气 的赋 存形 式与 含气 量 ， 它们 决 定 了解 吸气 原 始 含量 和 相
态间转化 量的多少 。美 国页岩气研究 领域著名学
裂缝 网络 里 的 解 吸 、 扩散 和渗流ｌ ５ 耦合传质 （ 目前
无专 门术 语描 述解 吸 、 扩 散 和 渗 流 三 种机 理 耦 合 过
改造
等 与工 艺 密 切 相 关 的领 域 ， 对 页岩 气
传 质 的起 点 或 基 础—— 吸 附和 解 附机 理 关 注 还 是 相 对较 少 ， 特 别 是 一 些 最 基 础 的研 究 依 然 不 足 ， 如 各 种矿 物 和 有 机 质 的吸 附 特 性 数 据 还 不 多 。现 对
页岩气 吸 附 与解 吸 附 机 理 国 内外 研 究 现 状 进 就 行 分析 ， 并 提 出值得 关注 的一 系列 问题 。
程， 此暂以传质特指 ， 国内已有学者这样使用 ） 过
程为研 究 难 点 。这 些 问 题 研 究 得 不 充 分 或 相 对 滞
后， 势 必影 响 和制 约我 国今 后 对 页 岩气 的科 学 有 效
中裂缝 扩 展 机 理 也 处 于探 索 研 究 阶段 ’ ” 。 唯 页
岩 对气 体 的 吸 附 与解 吸 附 的研 究 仅 通 过 宏 观 实 验
就 可进 行 。另 就 目前 国 内对 页 岩 气 开 发 的研 究 来 看， 大家 主要 针对 的是钻 井 ｎ 、 储 层评 价 和
者Ｊ ｏ ｈ ｎ Ｂ ． Ｃ ｕ ｒ ｔ ｉ ｓ 在２ ０ ０ ２年提 出 ， 页岩 气在 本 质上 就
油 气 田开 发 工 程 专 业 博 士 研 究 生 。 研 究 方 向 ： 非 常规天 然气 开发 。
Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ：ｒ ｕ ｉ ｗａ ｎ ｇ ０１ ＠ｈ ｏ ｔ ｍａ ｉ ｌ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
⑥
２ ０ １ ３ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
石 油 技 术
页岩 气 吸 附 与解 吸 附 机 理 研 究 进 展
王 瑞 张 宁 生 刘 晓 娟 吴新 民 闫 健
（ 中国石油大学（ 北京 ） 石油工程教育部重点实验室 ， 北京 １ ０ ２ ２ ４ ９；
西安石油大学石油工程 学院 ， 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５ ）
摘
要 页岩 气渗流机理研 究 中， 纳米孔 隙中的渗流和 多尺度储渗 空间中气体传 质 的研 究条 件还都不成 熟， 唯吸附与解吸 附
的研究仅通过宏观 实验就 可进行 。 目前国 内页岩气的研究 热点也 主要在 与工艺 密切 相关 的领 域 ， 对 页岩 气渗流 的起 点或基 础—— 吸附和解 吸附关注 相对 较少 。对 页岩气对吸附与解 吸附机理 国 内外研 究现状 就行分析 ， 并提 出一 系列值得深 入研 究 的问题或方 向。 页岩 气的主体赋存状 态存有 争议 ， 对 固溶态 的甲烷 的研 究还很少 ； 页岩 气含气量测试 中解吸法和 等温吸附实
开发 。
上述 三个 难 点 中后 两 项 的 研 究 条 件 目前 还 相 对不 成熟 。在 纳米 级 孔 隙 中气 体 的渗 流 方 面 ， 因气 体 流量 太 小 ， 仪器测试精 度达不到要求 ， 宏 观 实 验
２ ０ １ ３年 ３月 ２ ９日收到 中国石 油科技创新基金项 目 （ 项 目编号 ２ Ｏ １ ２ Ｄ —５ ｏ ｏ ６ —０ ２ Ｏ ３ ） 资助 第一作者简介 ： 王 瑞（ １ ９ ８ １ 一） ， 工学 硕士。 中国石 油大学 （ 北京 ）
验及其数 学解释模 型可靠程度有待提 高； 甲烷在超 临界状 态下 的吸附规律 研 究较少 ， 相关 吸附模型对 此鲜有 涉及 ； 单 一矿物
和有机质 的吸附特 性关注 较少 ， 多组分 气体 中各 气体 间竟吸机岩 气 中图法分类号
吸附
解 吸附 文献标志码 Ａ
Ｔ Ｅ ３ １ ２ ；
目前 国 内对 页 岩气 的勘 探 工 作 已经 初 步 回答 了有无 的 问 题 ， 但 是资 源前 景、 单 井产 量 、 气 藏 规 模、 投 资效 益 等 问题 仍 需 探 索 ¨ ， ２ １ 。具 体 的 储 量 计 算 和产能 预 测 方 法 的研 究 都 要 以页 岩 气 渗 流 机 理 为基 础 ， 其 中 又 以① 气 体 的 吸 附 与 解 吸 附 ； ② 纳 米级孔 隙中气 体 的渗 流 ＿ ４ ； ③ 在 体 积 压裂 后 气 体 在
多尺度 储 渗 空 间— —从 基 质 到 自然 裂 缝 再 到人 工
难 以实 现 ， 以数字 岩 芯 为基 础 的 微 观渗 流 模 拟 又还 未 见有成 熟 的研究 成果 报 道 ’ 。在裂缝 网络 中气 体 的渗 流 方 面 ， 天 然 裂 缝 很 难 表 征 ’ 加 Ｊ ， 体 积 压 裂
第１ ３卷
第１ ９期
２ ０ １ ３年 ７月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ １ ． １ ３ Ｎｏ ． １ ９ Ｊ ｕ １ ．２ ０ １ ３
１ ６ ７ １ — １ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ３ ） １ ９ — ５ ５ ６ １ － ０ ７
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎｄ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
． ＿
是 连续生 成 的生物 化 学 成 因气 、 热成 因气 或两 者 的
５ ５ ６ ２
科
学
技
术
与
工
程
１ ３卷
混 合气 ， 它具 隐蔽 的 聚集 机 理 、 多 种 类 型 的 岩性 封
闭、 相 对较 短 的运 移距 离 以及有 普 遍 的地 层 饱 和 含
外部 因素 主要 包 括 深度 、 温度 、 压 力 。实 际 上 ， 温 度 和压力 条 件 控 制 着 三 种 赋存 状 态 气 体 的量 和相 互

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页岩气物理吸附解吸虚拟仿真实验报告

页岩气物理吸附解吸虚拟仿真实验报告

探究页岩气物理吸附解吸现象的虚拟仿真实
验报告
本次虚拟实验旨在探究页岩气中物理吸附解吸现象，通过虚拟仿真技术模拟实验过程，全面了解其原理和影响因素。

实验步骤：
1. 构建模型：将吸附材料、气体、温度、压力等基本参数输入模拟软件中，构建实验模型。

2. 初始化参数：根据实验需要调整吸附剂的初始温度和压力，控制变量和参数。

3. 模拟吸附过程：通过模拟软件模拟吸附过程，观察吸附过程中气体与吸附剂之间的相互作用以及吸附效率的影响因素。

4. 模拟解吸过程：模拟吸附剂脱附过程，观察解吸过程中吸附剂与气体之间的相互作用，探究温度、压力等参数变化对解吸效率的影响。

5. 输出数据：根据实验数据生成图表，进行数据分析和解读。

实验结果：
通过虚拟实验，我们得到了如下结论：
1. 气体分子与吸附剂之间相互作用越强，吸附能力越强。

2. 温度升高，分子运动加快，气体的吸附能力会下降。

3. 压力的变化对吸附能力有直接的影响，增加压力可以提高吸附速率和吸附量。

虚拟实验让我们更好地理解了页岩气物理吸附解吸现象，对于正确理解煤层气、页岩气和致密气的成藏和产量规律具有重要意义。

页岩吸附与解吸气量实验研究

页岩吸附与解吸气量实验研究

第 ２ ６卷
第 １期
录 并 工 程
・ ９ ・
・
研 究与探 讨 ・
页岩吸附与解吸 气量 实验研究
石文睿① 郭美瑜② 张建 平 ③ 冯 爱 国③ 赵 红 燕③ 叶 应 贵③ 石元会③
（ ① 长 江 大 学 地球 物理 与 石 油资 源 学院 ； ② 香 港 中文 大 学 ； ③ 中石 化 江 汉石 油工 程 有 限 公 司测 录 井 公 司 ）
０ 引 言
页 岩气 是 一 种非 常 高效 的新 型清 洁 能 源 ， 主 要 以游 离气 和 吸附气 形 式 存 在 于 富含 有 机 质 页岩 中 ，
ｌ 页 岩 气 吸 附 与 解 吸 气 量
黏 土矿 物 颗 粒 、 有 机质 颗 粒及 孔 隙 表 面 分子 与 其 内部分 子受 力有 差异 ， 存在 剩余 表 面力场 ， 从 而形 成表 面势 能 ， 使 得气 体 分 子 在 细 小颗 粒 表 面 上 的浓 度增 大 ， 形 成 页 岩气 吸 附现 象 ｌ ＿ ４ ］ 。页 岩 气 解 吸是 吸 附 的逆过 程 ， 与煤 层 气 的 解 吸机 理 基 本 相 同 。在 页 岩层 中 ， 部 分 页岩气 通 常以 吸附状 态存在 ， 页岩表 面 分子 与 甲烷 分 子间 的作用 力表 现为 范德 华力 。当处 于运ห้องสมุดไป่ตู้动状 态 的气体分 子 因温度 及压 力等 条件 的变 化
有重 要意 义 。所 谓 页岩含 气量 ， 是指 每 吨 、 克或 单位 体 积 岩石 中所含 天然 气折算 到标 准温 度 （ ２ ５ ℃） 和标
导致 动能增 加 ， 以 至克 服 引 力 而脱 离 页岩 吸 附 成 为
游 离气 ， 即形 成 页 岩气 解 吸现 象 。页 岩 解 吸 气量 也
吸附理论与吸附分离技术的进展

吸附理论与吸附分离技术的进展


参考内容
页岩气作为一种清洁、高效的能源形式，日益受到全球。页岩气吸附与解吸 附机理的研究对提高页岩气开采效率、优化能源利用具有重要意义。本次演示将 综述页岩气吸附与解吸附机理的研究现状、基本原理及研究方法，并探讨未来研 究方向。
一、研究现状
页岩气吸附与解吸附机理的研究经历了多个阶段，研究者们提出了不同的模 型和理论。目前，广泛应用的主要有基于物理吸附的Langmuir模型和基于化学吸 附的BET模型等。然而，这些模型在解释页岩气吸附与解吸附现象时均存在一定 局限性。
大孔吸附树脂分离纯化技术的应 用
1、药物分离
大孔吸附树脂在药物分离领域具有广泛的应用，尤其在中药有效成分的提取 和分离方面独具优势。通过选择合适的树脂材料和工艺条件，实现对中药中多糖、 黄酮、生物碱等有效成分的高效分离，为中药现代化提供了有力支持。
2、食品净化
大孔吸附树脂在食品净化领域也有着广泛的应用，主要表现在果蔬汁的除杂、 豆制品中蛋白质的提取和纯化等方面。通过树脂的吸附作用，可以去除果蔬汁中 的杂质，提高产品的品质和口感；同时，树脂还可以用于蛋白质的提取和纯化， 为食品加工提供更多优质原料。
总之，页岩气吸附与解吸附机理的研究仍有待深入探索，未来的研究方向应 注重完善模型、引入新技术、综合考虑多因素以及探索应用前景等方面，以推动 页岩气产业的可持续发展。
大孔吸附树脂分离纯化技术及其 应用
大孔吸附树脂分离纯化技术是一种具有广泛应用价值的分离技术，其原理基 于物理吸附作用，通过选择合适的树脂材料和工艺条件，实现对混合物中各组分 的有效分离。该技术在药物分离、食品净化、环保等领域发挥着重要作用，为工 业生产和日常生活带来了诸多便利。
2、引入新技术：例如，利用先进的原位光谱技术、纳米技术等，更加深入 地研究页岩气吸附与解吸附机理，提供更加丰富和精准的数据支持。
南川地区浅层常压页岩气吸附解吸机理与开发实践

南川地区浅层常压页岩气吸附解吸机理与开发实践

南川地区浅层常压页岩气吸附解吸机理与开发实践姚红生【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2024(44)2【摘要】中国浅层常压页岩气勘探开发尚处于探索阶段,目前在四川盆地及周缘地区实施的多口浅层页岩气井钻遇含气层显示良好,初步揭示了浅层页岩气具有较大的勘探开发潜力。

但浅层常压页岩中天然气的赋存状态以吸附气为主,勘探开发面临吸附解吸规律不清、针对性排采工艺尚待建立等问题。

为此,以重庆市南川地区武隆区块常压页岩气田为对象,选取不同埋深条件下的岩心样品,开展了页岩储层评价与室内等温吸附实验,基于等温吸附曲线,建立了浅层页岩气吸附解吸模型并划分了吸附气3个解吸阶段,明确了浅层常压页岩气吸附解吸机理及其影响因素。

研究结果表明:(1)浅层常压页岩气等温吸附曲线呈“厂”字形特征,随着储层压力下降,解吸速率从缓慢解吸突变至快速解吸;(2)通过对解吸效率曲线的曲率进行求解,可得到解吸速率突变拐点对应的“敏感解吸压力”,盆外浅层常压页岩气敏感解吸压力一般介于1.8~2.5 MPa;(3) PD1HF井开展降流压解吸试验,通过人工举升将井底流压降至2.5 MPa以下时吸附气快速解吸释放,气井产能达到原来的5倍以上,实现了浅层常压页岩气井产能的重大突破。

结论认为,南川地区武隆区块浅层常压页岩气吸附解吸特征的明确及其开发实践的成功,对推动南川地区浅层常压页岩气效益开发及国内同类型浅层常压页岩气的开发具有重要指导意义。

【总页数】9页(P14-22)【作者】姚红生【作者单位】中国石化华东油气分公司【正文语种】中文【中图分类】P61【相关文献】1.页岩气吸附与解吸附机理研究进展2.渝东南地区背斜型浅层常压页岩气勘探发现3.南川复杂构造带常压页岩气地质工程一体化开发实践4.渝东南南川地区东胜构造带常压页岩气勘探开发实践5.渝东南南川地区常压页岩气示范井应用评价及推广效果因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。