页岩孔隙中气—水赋存特征研究——以川东南地区下志留统龙马溪组为例

摘要

以川东南地区下志留统龙马溪组页岩为研究对象,借助重量法水蒸气吸附仪、重量法甲烷等温吸附仪以及页岩组成和孔隙结构等分析手段,开展束缚水、吸附气赋存定量研究,并探讨了微纳米孔隙中气—水赋存特征及主要影响因素.研究表明,不同类型页岩束缚水赋存能力差异较明显,可以利用水蒸气吸附—脱附和GAB模型比较准确地定量描述束缚水特征.页岩最大单层水分子吸附量与黏土矿物含量呈显著的正相关,表明黏土矿物为水分子提供了主要的活性吸附位.页岩对水分子的吸附能力要整体高于甲烷分子,而甲烷分子则主要以单层吸附形式在孔隙中赋存.不同页岩中束缚水、吸附气和游离气赋存的孔隙空间存在差异.2 nm以下孔隙均被吸附气和孔隙水所占据;有机碳(TOC)含量小于2.5％的页岩中游离气主体赋存空间约为5 nm以上孔隙,而TOC含量大于2.5％的页岩中游离气赋存空间主体约为3 nm以上孔隙;有机碳含量越高,游离气赋存的空间占比越高.