【摘 要】
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水对页岩表面结构及其强度具有重要影响,并参与了气体在致密、低渗页岩中的赋存和运移过程。本研究旨在探讨孔隙水对页岩性质以及甲烷在页岩中吸附和运移的影响。实验样品来源于柴达木盆地石灰沟地区柴页2钻井中不同深度的岩芯柱。利用炭硫分析、X射线衍射和显微镜等技术分析了页岩样品的成分组成;使用压汞法,低温N_2吸附和CO_2吸附技术分析了其孔体积和比表面随着孔径的分布。为研究水
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水对页岩表面结构及其强度具有重要影响,并参与了气体在致密、低渗页岩中的赋存和运移过程。本研究旨在探讨孔隙水对页岩性质以及甲烷在页岩中吸附和运移的影响。实验样品来源于柴达木盆地石灰沟地区柴页2钻井中不同深度的岩芯柱。利用炭硫分析、X射线衍射和显微镜等技术分析了页岩样品的成分组成;使用压汞法,低温N_2吸附和CO_2吸附技术分析了其孔体积和比表面随着孔径的分布。为研究水在页岩中的赋存情况,测定了无水/饱水情况下页岩孔隙的变化。为探究此部分水对甲烷吸附产生的影响,本研究利用静态压力法测定了干页岩到逐渐增加至96%相对湿度的页岩上甲烷的吸附能力,并提出了考虑吸附相密度分布的吸附量优化模型。该模型可以精确估计吸附量,获得一系列优化参数。实验以及模型表明,水的赋存形式依赖于孔径。小孔隙内的水含量最少,以体积填充形式存在,分子间作用力强,介孔和宏孔中的水含量多,吸附程度较为松散,对孔隙的破坏较严重。甲烷在含水页岩孔隙中的赋存依赖于动态的气-液-固平衡。对先到达平衡状态的液-固相互作用来说,水(以吸附态向自由态过渡)会与大部分孔隙发生相互作用,进而改变其表面结构,但这种相互作用是不稳定的:吸附水只会在微孔中形成比较稳定的液-固相互作用(
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