含气页岩中水分赋存与分布的研究进展

论文摘要

页岩气（主要组分为甲烷,CH4）作为一种新兴的非常规天然气,对于优化我国现行能源消费结构、缓解能源消耗过程中的环境污染问题具有重要意义。研究表明,含气页岩储层中页岩气主要以吸附态形式存在。影响含气页岩吸附性能的因素包括页岩自身理化性质和外部储层条件。其中,页岩中的水分是影响页岩气吸附/解吸的重要因素。因此,本文结合国内外相关研究工作,分析了含气页岩中水分的赋存与分布特征,归纳了页岩储层中水分的分析方法,指出了水分赋存与分布的后续研究方向。分析表明:①页岩中水分主要赋存于孔隙结构中,且无机孔隙中的水分赋存量比有机孔隙多;②水分子主要通过氢键吸附于有机孔隙的亲水性位点,以及经由氢键和表面作用力结合于黏土颗粒或孔隙表面;③水分含量与页岩黏土矿物含量及总有机碳（TOC）含量有关;④探明页岩中水分赋存与分布的实验表征手段包括水蒸气等温吸附、低温差示扫描量热、低场核磁共振、红外热成像和等离子体低温灰化等。虽然页岩中水分的研究已经引起国内外学者的关注,但是相比煤中水分的研究仍显不足。因此,本文指出后续需开展以下工作:探明水分在页岩中的无机矿物质空间和有机质空间的含量分布和空间分布特征;明确水分对页岩吸附/解吸CH4流体的作用规律;联用实验科学和理论模拟方法,探明水分对页岩吸附/解吸CH4流体的作用机理。

论文目录

1 含气页岩中水分赋存与分布特征

1.1 赋存空间

1.2 赋存形式

1.2.1 含氧官能团

1.2.2 表面作用力

1.2.3 水分子间氢键作用

1.3 影响含水量的因素

1.3.1 黏土矿物

1.3.2 总有机碳（TOC）含量

2 页岩储层中水分的研究方法

2.1 水蒸气等温吸附线

2.2 低场核磁共振

2.3 差示扫描量热分析

2.4 红外热成像检测技术

2.5 等离子体低温灰化技术

3 结论与展望

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 罗翠娟,张登峰,赵春鹏,伦增珉,王海涛,李艳红,杨劲

关键词: 含气页岩,赋存,页岩气,吸附作用,解吸

来源: 化工进展 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 昆明理工大学化学工程学院,中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室,中国石化页岩油气勘探开发重点实验室

基金: 中国石化页岩油气勘探开发重点实验室2018年度开放基金(G5800-18-ZS-KFZY007),国家自然科学基金(41762013,21766013),“十三五”国家科技重大专项子课题(2016ZX05060002)

分类号: TE37

DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-2051

页码: 2726-2737

总页数: 12

文件大小: 1898K

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