柴达木盆地石炭系页岩气吸附研究：超临界条件下的等温吸附特性

"柴东石炭系页岩微观孔隙结构与页岩气等温吸附研究 (2015年)" 这篇研究论文详细探讨了柴达木盆地东部石炭系页岩的孔隙结构及其对页岩气吸附特性的影响。研究人员通过对该地区的泥页岩样本进行微观孔隙结构分析，发现这些页岩具有多尺度的孔隙结构，尤其是微孔部分较为发育。微孔比表面积在总面积中占有较大比例，对BET比表面积（一种测量表面积的方法）贡献显著。 研究进一步通过高压等温吸附实验，考察了甲烷和二氧化碳在泥页岩中的吸附行为。实验结果显示，甲烷的Langmuir吸附量（一种描述吸附过程的理论模型）随着微孔比表面积或微孔体积的增加而增加，并且这种相关性是正向的。同时，微孔大小的分布也会影响甲烷的吸附量。 在超临界条件下，即当气体的压力和温度超过其临界值时，研究发现简单的Langmuir方程可以近似地拟合甲烷的吸附实验数据。然而，对于更精确的描述，修改后的微孔充填模型（Dubinin-Radushkevich，D-R+K）超临界吸附模型表现出更好的拟合效果，这适用于甲烷和二氧化碳的吸附数据。 研究结论指出，吸附气体很可能主要以微孔填充的形式存在于页岩中，微孔成为了吸附气体的主要储藏空间。这一发现对于理解页岩气的存储和开采机制，以及优化页岩气的勘探开发策略具有重要意义。此外，通过深入研究这些吸附机制，可以为未来的能源开发提供科学依据，提高页岩气的经济性和环保性。 关键词：孔隙结构、超临界吸附、Langmuir方程、Dubinin-Radushkevich方程 中图分类号：TE135 文献标志码：A 引用格式：刘圣鑫, 钟建华, 马寅生, 等. 柴东石炭系页岩微观孔隙结构与页岩气等温吸附研究[J]. 中国石油大学学报:自然科学版, 2015, 39(1): 33-42. LIU Shengxin, ZHONG Jianhua, MA Yinsheng, et al. Study of microscopic pore structure and adsorption isothermal of carboniferous shale, Eastern Qaidam Basin[J]. Journal of China University of Petroleum: Natural Science Edition, 2015, 39(1): 33-42.