多因素页岩气吸附模型研究：以川东南页岩为例

"本文研究了川东南五峰组—龙马溪组页岩的甲烷吸附特性，建立了考虑温度、压力、总有机碳含量（TOC）和含水率等多因素影响的页岩气吸附模型。通过实验数据分析，Langmuir模型能有效拟合不同条件下页岩的吸附数据，且吸附量与TOC含量正相关，与温度和含水率负相关。" 在页岩气开采中，理解气体在页岩中的吸附行为是至关重要的。这篇论文探讨了甲烷在页岩中的吸附过程，这是一个复杂的过程，受到页岩本身的物理性质（如TOC含量）以及外部环境条件（如温度和含水率）的共同作用。川东南地区的五峰组—龙马溪组页岩被选为研究对象，进行了不同TOC含量页岩在多个温度和含水率下的甲烷吸附实验。 研究中，Langmuir吸附模型被用来处理实验数据，结果显示该模型能很好地拟合五峰组—龙马溪组页岩在各种条件下的吸附曲线，决定系数R2在0.9728至0.9982之间，表明模型具有较高的拟合精度。进一步分析表明，页岩的饱和吸附量与TOC含量成正比，而与温度和含水率成反比。Langmuir压力则与TOC含量负相关，与温度和含水率正相关。 具体实例中，TOC含量为4.17%的页岩在30℃下的吸附量比TOC含量为2.95%的页岩高出约39%，而当温度升高到80℃时，4.17% TOC含量页岩的饱和吸附量下降约30.6%。对于TOC含量为3.66%的含水页岩，随着含水率增加，页岩气的饱和吸附量在30℃和60℃下分别下降了23.1%和11.4%。 基于Langmuir模型，研究人员构建了一个考虑多种因素的吸附模型，能够精确计算不同TOC、温度和含水率条件下的页岩气吸附量。通过与实际测量数据对比，模型的平均误差分别为3.67%和2.48%，证明了模型的准确性。此外，模型在其他具有不同物理性质页岩的吸附数据上也表现出良好的适用性。 这篇论文提供的多因素页岩气吸附模型对于优化页岩气的开采策略、预测储层性能和提高开采效率具有重要意义，为页岩气资源的开发提供了理论支持。