黏土矿物甲烷吸附性能与微孔隙体积关系

详细信息   

• 责任者：吉利明^c中国科学院(兰州)地质与地球物理研究所油气资源研究重点实验室^d1963^e博士^f研究员 ; 马向贤 ; 夏燕青 ; 邱军利
• 刊名：天然气地球科学
• 出版年：2014
• 卷期：25^b2总132
• 页码：141～152
• 索书号：P454.06/125-1
• 图表：^c表4参21插图
• 文摘期号：2014/07

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3～100 nm微孔隙为主，并出现3～6 nm和20～70 nm 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0.04 mL/g和11.47 m²/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8.12 mL/g、3.66 mL/g、2.70 mL/g、2.28 mL/g、1.72 mL/g、0.97 mL/g和0.70 mL/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100 nm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20 nm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。