CO2在页岩储层中的绝对吸附量及其影响因素分析

作者：张成林; 刘嘎; 万超凡; 李鹏飞

来源：西安石油大学学报(自然科学版), 2023, 38(05): 68-75.

• 页岩
• CO2吸附
• 绝对吸附量
• 吉布斯吸附量
• 影响因素

准确测定页岩对CO2的吸附能力是研究页岩能否长期稳定封存CO2以及评价注CO2提高页岩油气采收率的关键。基于质量守恒原理，在考虑CO2吸附相体积对吸附系统自由空间体积影响的基础上，推导了绝对吸附量与吉布斯吸附量之间的转换关系式。并通过开展重量法等温吸附实验，研究了黏土矿物含量、CO2注入压力、相态类型、温度和页岩颗粒粒径对CO2吸附量的影响。实验结果表明，液态CO2比气态和超临界态具有更高的吸附量，且CO2吸附量随注入压力的增加先快速增大后趋于稳定，随温度的升高而降低，但受颗粒粒径影响较小。CO2绝对吸附量大于吉布斯吸附量，两者差值随页岩黏土矿物含量和页岩颗粒粒径的增加而增大，随储层温度的升高而降低，随CO2注入压力的增加先增大后减小。当CO2为液态时两者差值最大，其次为超临界和气态。目标区页岩CO2吸附能力与已成功实施封存的法国上托阿尔阶页岩吸附能力相近且吸附量较高，是一个极具潜力的CO2储存场地。