黏土矿物甲烷吸附性能与微孔隙体积关系

【摘要】：为了揭示黏土矿物在含气页岩储层中所扮演的角色,选择以不同黏土矿物为主的黏土岩进行了孔隙—表面积测量和甲烷等温吸附实验。测量显示,黏土矿物以3~100nm微孔隙为主,并出现3~6nm和20~70nm 2个主要分布区。其中,蒙脱石黏土以小孔占优势,伊/蒙混层黏土以小孔和中—大孔同时发育为特征,高岭石、绿泥石和伊利石黏土均以中—大孔为主。蒙脱石、伊/蒙混层和高岭石黏土为孔隙发育类型,总孔隙体积和表面积分别达到0.04mL/g和11.47m2/g以上。不同类型黏土岩的甲烷吸附能力有较大差异,利用朗格缪尔方程拟合计算的蒙脱石黏土、伊/蒙混层、高岭石黏土、绿泥石黏土、伊利石黏土、粉砂岩及石英岩小于270目试样的最大甲烷吸附容量分别为8.12mL/g、3.66mL/g、2.70mL/g、2.28mL/g、1.72mL/g、0.97mL/g和0.70mL/g。黏土岩的表面积不仅取决于总孔隙体积和孔隙率,而且与孔隙尺寸的分布关系更为密切。黏土岩中小于100nm微孔隙体积与甲烷最大吸附量显示良好的线性关系,因此,页岩微孔隙体积的大小反映其天然气的吸附能力,而气体吸附能力的大小受其内孔隙,特别是小于20nm微孔隙发育程度的控制。不同黏土矿物由于形态结构、孔隙大小和孔隙率的不同,导致其气体吸附性上的差异,而这种差异不仅与黏土的类型有关,而且受岩石成因和成岩作用的影响。 【作者单位】： 甘肃省油气资源研究重点实验室;中国科学院地质与地球物理研究所油气资源研究重点实验室;
【关键词】： 黏土矿物 微孔隙体积 甲烷吸附 等温曲线
【基金】：国家科技重大专项(编号:2011ZX05008-002-22) 国家重点基础研究“973”计划(编号:2012CB214704-02)联合资助
【分类号】：P618.13
【正文快照】： 0引言富有机质泥页岩不仅是常规石油和天然气的源岩,而且可能成为近年来被广泛关注的页岩气和深层气的储层。页岩气主要以游离气和吸附气的形式存在于泥页岩之中,前者主要保存在岩石微裂缝和粒间大孔中,后者则主要保存在组成页岩的黏土矿物颗粒和残余有机质结构内部的微孔隙之

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