基于吸附勢(shì)理論的頁(yè)巖吸附甲烷模型及其應(yīng)用

熊 健, 劉向君, 梁利喜

(油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(西南石油大學(xué))，成都 610500)

基于吸附勢(shì)理論的頁(yè)巖吸附甲烷模型及其應(yīng)用

熊 健, 劉向君, 梁利喜

(油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(西南石油大學(xué))，成都 610500)

根據(jù)實(shí)測(cè)的頁(yè)巖等溫吸附數(shù)據(jù)，以吸附勢(shì)理論為基礎(chǔ)，對(duì)等溫吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析得到ε-ω吸附特性曲線(xiàn)及其數(shù)學(xué)表達(dá)式，推導(dǎo)出頁(yè)巖吸附甲烷模型，在此基礎(chǔ)上建立了地質(zhì)條件下溫度和壓力共同影響的頁(yè)巖吸附氣量計(jì)算模型，并利用實(shí)測(cè)等溫吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行了模型驗(yàn)證及應(yīng)用分析。研究結(jié)果表明：頁(yè)巖吸附氣的ε-ω吸附特性曲線(xiàn)是唯一的且與溫度無(wú)關(guān)，特性曲線(xiàn)的形態(tài)呈對(duì)數(shù)形態(tài)；文中推導(dǎo)吸附模型的預(yù)測(cè)結(jié)果精度較高，可預(yù)測(cè)不同溫度和不同壓力下頁(yè)巖吸附氣量，得到頁(yè)巖吸附等溫線(xiàn)；建立的地質(zhì)條件下溫度和壓力共同影響頁(yè)巖吸附氣量計(jì)算模型，可預(yù)測(cè)頁(yè)巖吸附氣量隨深度變化的趨勢(shì)圖；溫度和壓力對(duì)頁(yè)巖吸附氣量影響作用相反，在地質(zhì)條件下的溫度與壓力對(duì)頁(yè)巖吸附氣量影響存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，其中當(dāng)頁(yè)巖埋深小于頁(yè)巖最大吸附容量對(duì)應(yīng)埋深時(shí)，壓力起到主要影響作用，反之溫度起到主要影響作用。

頁(yè)巖；溫度；壓力；等溫吸附實(shí)驗(yàn)；吸附勢(shì)理論；吸附模型；頁(yè)巖最大吸附容量

研究頁(yè)巖氣藏的甲烷吸附性能是頁(yè)巖氣藏開(kāi)發(fā)的前提和基礎(chǔ)，同時(shí)頁(yè)巖吸附數(shù)據(jù)是對(duì)頁(yè)巖氣資源進(jìn)行預(yù)測(cè)和產(chǎn)能評(píng)價(jià)等所必需的參數(shù)。在頁(yè)巖吸附性能研究中，頁(yè)巖的等溫吸附實(shí)驗(yàn)是最常用的實(shí)驗(yàn)手段，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此已經(jīng)做了較多研究，Montgomery等人對(duì)不同類(lèi)型的頁(yè)巖進(jìn)行了等溫吸附實(shí)驗(yàn)，研究了有機(jī)質(zhì)含量、有機(jī)質(zhì)類(lèi)型、有機(jī)質(zhì)成熟度、頁(yè)巖的黏土礦物、溫度、壓力等對(duì)吸附性能的影響[1-10]。目前，在頁(yè)巖氣儲(chǔ)量評(píng)價(jià)中關(guān)于預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣量隨深度變化研究受到關(guān)注[11]。在頁(yè)巖氣儲(chǔ)量預(yù)測(cè)的過(guò)程中，要想了解不同溫度下頁(yè)巖吸附甲烷氣量與壓力的關(guān)系，需進(jìn)行不同溫度條件下的頁(yè)巖等溫吸附測(cè)試。而該測(cè)試實(shí)驗(yàn)只能獲得某固定溫度下頁(yè)巖吸附甲烷氣量與壓力的關(guān)系，因此，研究溫度和壓力作用對(duì)頁(yè)巖吸附甲烷氣量綜合影響有重要意義。頁(yè)巖吸附甲烷屬于固-氣物理吸附范圍，物理吸附的作用力主要是色散力，而色散力與溫度無(wú)關(guān)；同時(shí)，吸附勢(shì)理論認(rèn)為吸附勢(shì)與吸附空間體積關(guān)系是唯一的，且不隨溫度變化。吸附勢(shì)理論已經(jīng)在非極性炭材料如活性炭和活性炭石墨與煤對(duì)氣體的吸附特性研究方面展開(kāi)應(yīng)用[12-16]。本文以吸附勢(shì)理論為基礎(chǔ)研究頁(yè)巖吸附甲烷的特性，利用吸附勢(shì)理論建立頁(yè)巖吸附特性曲線(xiàn)可研究溫度、壓力與甲烷吸附量三者之間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出在溫度和壓力共同作用下頁(yè)巖吸附甲烷氣量的計(jì)算模型，并給出計(jì)算模型中的特征常數(shù)求取方法。同時(shí)利用該模型建立地質(zhì)條件下頁(yè)巖吸附甲烷氣量的計(jì)算模型，并進(jìn)行頁(yè)巖氣量隨深度變化預(yù)測(cè)方面的研究。

1 等溫吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

本文研究的頁(yè)巖樣品來(lái)自3個(gè)美國(guó)的盆地和1個(gè)中國(guó)的四川盆地。其中美國(guó)的盆地有4組富含有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖樣品，包括Utah盆地Green River頁(yè)巖(Ro=0.56%)、Oklahoma盆地上泥盆統(tǒng)Woodford頁(yè)巖(Ro=0.58%)和Fort Worth盆地Barnet頁(yè)巖[Tarrant#A-3(Ro=0.81%)和Blakely#1(Ro=2.1%)]；四川盆地有2組富含有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖樣品，為志留系龍馬溪組頁(yè)巖[Nin203-1井(深度 2 099 m)和Nin203-2井(深度 2 241 m)]。對(duì)頁(yè)巖樣品進(jìn)行3種溫度(35.4℃,50.4℃,60.4℃)的等溫吸附實(shí)驗(yàn)，等溫吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考文獻(xiàn)[5,10]。6組頁(yè)巖樣品的吸附等溫線(xiàn)如圖1，它們是本文研究的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2 吸附特性曲線(xiàn)

吸附勢(shì)與吸附空間體積(吸附相體積)之間的關(guān)系是唯一的，稱(chēng)為特性曲線(xiàn)。那么同一種頁(yè)巖吸附甲烷的特性曲線(xiàn)也應(yīng)該是唯一的。要獲得該特性曲線(xiàn)需要計(jì)算該體系吸附勢(shì)和吸附相體積。根據(jù)Polanyi提出的吸附勢(shì)理論[17]，則吸附勢(shì)與壓力的關(guān)系為

(1)

式中：ε為吸附勢(shì)(J/mol)；pi為甲烷在溫度為T(mén)時(shí)的平衡壓力(MPa)；R為氣體常數(shù)，取8.314 4 J/(mol·K)；T為熱力學(xué)溫度(K)；p為壓力(MPa)；p0為甲烷在溫度為T(mén)時(shí)的飽和蒸汽壓(MPa)；飽和蒸汽壓對(duì)于超臨界氣體沒(méi)有定義，采用Dubinin and Astakhov[18]提出的改進(jìn)Dubinin and Radushkevich公式[19]計(jì)算甲烷飽和蒸汽壓

圖1 頁(yè)巖吸附甲烷的吸附等溫線(xiàn)Fig.1 CH4 adsorption isotherms of shale at different temperatures

(2)

式中：pc為甲烷臨界壓力(MPa)；Tc為甲烷臨界溫度(K)；k為與吸附體系有關(guān)的系數(shù)。

吸附相體積是指一定溫度和壓力下頁(yè)巖可供甲烷吸附場(chǎng)所，其計(jì)算公式為

(3)

式中：ω為吸附相體積或吸附空間容積(cm3/g)；Vad為頁(yè)巖吸附甲烷的絕對(duì)吸附量(mol/g)；M為甲烷分子量(g/mol)；ρa(bǔ)d為吸附相密度(g/cm3)，其表達(dá)式[20]為

ρa(bǔ)d=(8Mpc)/(RTc)

(4)

吸附實(shí)驗(yàn)測(cè)得吸附量為Gibbs過(guò)剩吸附量，而理論吸附量為絕對(duì)吸附量，兩者關(guān)系為

(5)

式中：V為平衡壓力下的甲烷吸附量(mol/g)；ρg為實(shí)驗(yàn)溫度T、壓力p下氣相密度(g/cm3)，其計(jì)算式為

ρg=(Mp)/(RT)

(6)

通過(guò)等溫吸附實(shí)驗(yàn)得到的等溫吸附曲線(xiàn)，根據(jù)式(1)和式(3)可得到ε和ω的關(guān)系曲線(xiàn)，即ε-ω吸附特性曲線(xiàn)。利用文中方法對(duì)6組頁(yè)巖樣品的等溫吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到ε-ω吸附特性曲線(xiàn)如圖2。

根據(jù)ε-ω吸附特性曲線(xiàn)建立方法，對(duì)6組頁(yè)巖3個(gè)溫度吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，每組頁(yè)巖擬合吸附特性曲線(xiàn)的相關(guān)系數(shù)較高時(shí)可得一個(gè)k值(簡(jiǎn)稱(chēng)最優(yōu)k值)。從圖2中可看出，不同頁(yè)巖計(jì)算吸附特性曲線(xiàn)的最優(yōu)k值是不相同的，最優(yōu)k值與頁(yè)巖特性有關(guān)。從圖2中還可看出，6組頁(yè)巖3個(gè)溫度下的ε和ω點(diǎn)都幾乎落在同一條曲線(xiàn)，說(shuō)明ε-ω吸附特性曲線(xiàn)和溫度無(wú)關(guān)，且吸附勢(shì)ε和吸附相體積ω呈明顯負(fù)相關(guān)，ε-ω吸附特性曲線(xiàn)形態(tài)呈對(duì)數(shù)形態(tài)特點(diǎn)，其表達(dá)式為

圖2 頁(yè)巖吸附甲烷的特性曲線(xiàn)Fig.2 Characteristic curves of shale CH4 adsorption

ε=-alnω+b

(7)

式中：a、b為吸附特性曲線(xiàn)擬合待定系數(shù)。

3 頁(yè)巖吸附甲烷模型推導(dǎo)

根據(jù)頁(yè)巖等溫吸附數(shù)據(jù)擬合的ε-ω吸附特性曲線(xiàn)可計(jì)算出不同溫度和壓力條件下所對(duì)應(yīng)的甲烷吸附量，因此，依據(jù)ε-ω吸附特性曲線(xiàn)表達(dá)式推導(dǎo)出綜合考慮溫度和壓力影響的頁(yè)巖吸附甲烷模型即吸附甲烷氣量計(jì)算模型。

綜合整理式(1)～式(7)，可得到綜合考慮溫度和壓力的頁(yè)巖吸附氣量計(jì)算模型

(8)

式中：A=179200pc/RTc;B=22400/RT;D、m為模型中的特征常數(shù)。

為求解模型中的特征常數(shù)，對(duì)式(8)變形取自然對(duì)數(shù)，整理后有

ln[V/(A-Bp)]= lnD-mRT[lnpc-lnp+

k(lnT-lnTc)]

(9)

令c=mRT，

d=lnD-mRT[lnpc+k(lnT-lnTc)]

(10)

對(duì)式(9)進(jìn)行變形有

ln[V/(A-Bp)]=clnp+d

(11)

式中：c、d為擬合待定系數(shù)。

結(jié)合式(9)和式(11)可知，已知待定系數(shù)c、d，即可求解特征常數(shù)D、m。特征常數(shù)D、m的求取步驟：①選擇頁(yè)巖樣品在某一溫度條件下的等溫吸附數(shù)據(jù)，擬合ε-ω吸附特性曲線(xiàn)得到最優(yōu)k值。②利用頁(yè)巖樣品該溫度下等溫吸附數(shù)據(jù)，計(jì)算平衡壓力的自然對(duì)數(shù)值和該平衡壓力下吸附氣量修正值的自然對(duì)數(shù)值，即lnp和ln[V/(A-Bp)]。③利用計(jì)算的lnp和ln[V/(A-Bp)]作圖，擬合出兩者間的關(guān)系式以及待定系數(shù)c、d。④利用式(10)可計(jì)算該溫度條件下頁(yè)巖吸附模型中的特征常數(shù)D、m。將求解的模型特征常數(shù)D、m代入式(8)，即可得頁(yè)巖吸附甲烷模型，可計(jì)算頁(yè)巖吸附甲烷的氣量，根據(jù)該模型建立地質(zhì)條件溫度和壓力協(xié)同變化下頁(yè)巖吸附氣量的計(jì)算模型。

根據(jù)地層壓力和地層溫度隨著深度變化且存在一定關(guān)系，可推導(dǎo)出頁(yè)巖吸附氣量隨深度變化計(jì)算模型。假設(shè)地層為正常壓力系統(tǒng)，即地層壓力與深度計(jì)算公式為

p=hgρw×10-3

(12)

式中：h為埋藏深度(m)；g為重力加速度；ρw為水體密度(g/cm3)。

由于地層溫度和深度呈正比關(guān)系，假設(shè)地溫梯度為30℃/km，則有

T=T0+(h/100)×3

(13)

式中：T0為地表的平均氣溫(K)。

將式(12)和式(13)代入式(8)中，可得頁(yè)巖吸附氣量隨深度變化的計(jì)算模型。在頁(yè)巖吸附氣量隨溫度和壓力變化的吸附模型基礎(chǔ)上，建立了地質(zhì)條件溫度和壓力共同影響的頁(yè)巖吸附氣量模型，根據(jù)該模型可預(yù)測(cè)頁(yè)巖吸附氣量隨深度變化的趨勢(shì)圖。

4 模型驗(yàn)證及應(yīng)用

在頁(yè)巖氣資源評(píng)價(jià)中，預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣量隨深度變化是重要的研究?jī)?nèi)容。在頁(yè)巖氣儲(chǔ)量預(yù)測(cè)研究中，需要通過(guò)室內(nèi)等溫吸附實(shí)驗(yàn)得到不同溫度下頁(yè)巖甲烷吸附量與壓力之間的關(guān)系，但室內(nèi)實(shí)驗(yàn)只能得到某個(gè)固定溫度下甲烷吸附量和壓力之間的關(guān)系，而利用推導(dǎo)的頁(yè)巖吸附氣量的計(jì)算模型可得到不同溫度和壓力條件下頁(yè)巖吸附氣量。利用6組頁(yè)巖等溫吸附數(shù)據(jù)對(duì)推導(dǎo)的吸附計(jì)算模型進(jìn)行驗(yàn)證，為了分析模型預(yù)測(cè)吸附量與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)吸附量之間的差異，選用相對(duì)誤差(指樣品在某溫度下、某平衡壓力點(diǎn)下模型預(yù)測(cè)吸附量與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)吸附量之差的絕對(duì)值與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)吸附量的比值)指標(biāo)進(jìn)行模型精度評(píng)價(jià)。選用6組頁(yè)巖樣品35.4℃等溫吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行頁(yè)巖吸附氣量計(jì)算：①根據(jù)上述模型特征常數(shù)求取方法，使用6組頁(yè)巖樣品在35.4℃條件下的等溫吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，擬合ε-ω吸附特性曲線(xiàn)得到最優(yōu)k值，求得各個(gè)樣品在該溫度下實(shí)測(cè)吸附量修正值與平衡點(diǎn)的壓力對(duì)數(shù)關(guān)系式中的待定系數(shù)c、d，并由此計(jì)算出各個(gè)樣品在該溫度下模型特征常數(shù)D、m(表1)。②將特征常數(shù)D、m代入式(8)，可分別計(jì)算各個(gè)頁(yè)巖樣品50.4℃和65.4℃條件時(shí)各個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡壓力下甲烷吸附量，預(yù)測(cè)等溫吸附線(xiàn)和實(shí)測(cè)等溫吸附線(xiàn)的結(jié)果見(jiàn)圖3所示。③以6組頁(yè)巖樣品的模型預(yù)測(cè)吸附量和實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)吸附量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)計(jì)算相對(duì)誤差，以該指標(biāo)評(píng)價(jià)吸附模型的預(yù)測(cè)精度，數(shù)據(jù)包括6組頁(yè)巖樣品、2組溫度(50.4℃和65.4℃)、12個(gè)溫度樣次、132個(gè)平衡壓力點(diǎn)的等溫吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，相對(duì)誤差統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)圖4。

表1 頁(yè)巖樣品35.4℃等溫吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合結(jié)果Table 1 The fitting results of isothermal adsorption experiment data at 35.4℃ of shale samples

圖3 頁(yè)巖樣品的模型預(yù)測(cè)等溫吸附線(xiàn)與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)等溫吸附線(xiàn)比較Fig.3 Comparison of the adsorption isotherm predicted by models and the adsorption isotherm measured by experiments of shale samples

圖4 頁(yè)巖樣品模型預(yù)測(cè)值相對(duì)誤差統(tǒng)計(jì)Fig.4 The relative errors of predicted values by models of shale samples

由各個(gè)頁(yè)巖樣品35.4℃等溫吸附數(shù)據(jù)擬合得到的吸附模型計(jì)算出50.4℃和65.4℃條件下，各個(gè)頁(yè)巖樣品實(shí)驗(yàn)平衡壓力點(diǎn)的甲烷吸附量與相應(yīng)條件下等溫吸附實(shí)驗(yàn)的實(shí)測(cè)吸附量之間的比較可見(jiàn)圖3。由圖可知，各頁(yè)巖樣品的預(yù)測(cè)等溫吸附線(xiàn)和實(shí)測(cè)等溫吸附線(xiàn)比較接近，其中Woodford頁(yè)巖、Green River頁(yè)巖和龍馬溪組Nin203-2頁(yè)巖預(yù)測(cè)等溫吸附線(xiàn)與實(shí)測(cè)等溫吸附線(xiàn)的吻合程度相對(duì)較高，龍馬溪組Nin203-1頁(yè)巖預(yù)測(cè)等溫吸附線(xiàn)和實(shí)測(cè)等溫吸附線(xiàn)吻合程度相對(duì)較差，且各頁(yè)巖樣品的吸附模型預(yù)測(cè)等溫吸附線(xiàn)與實(shí)測(cè)等溫吸附線(xiàn)在低壓條件下的吻合程度差。由圖4可看出，相對(duì)誤差<5%占52.3%，<10%占81.5%，其中低壓下頁(yè)巖吸附氣量較小，預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值相對(duì)誤差較大的數(shù)據(jù)點(diǎn)較多；而在壓力較高時(shí)，預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的相對(duì)誤差較小，精度較高。由此可見(jiàn)，基于吸附勢(shì)理論推導(dǎo)的頁(yè)巖吸附甲烷模型預(yù)測(cè)頁(yè)巖吸附氣量精度較高，特別是當(dāng)壓力較高時(shí)，預(yù)測(cè)精度更高，說(shuō)明本文基于吸附勢(shì)理論推導(dǎo)的頁(yè)巖吸附甲烷模型是可行的。

根據(jù)等溫吸附數(shù)據(jù)擬合得到考慮溫度和壓力影響頁(yè)巖吸附甲烷模型，將地層壓力和地層溫度與深度的關(guān)系式[式(12)和式(13)]代入可建立地質(zhì)條件溫度和壓力影響下頁(yè)巖吸附氣量計(jì)算模型，根據(jù)該模型可預(yù)測(cè)頁(yè)巖吸附氣量隨深度變化。將表1中各頁(yè)巖樣品的D、m和k值代入公式(8)中，得到6組頁(yè)巖樣品考慮溫度和壓力影響的吸附模型，再結(jié)合式(12)和式(13)即可預(yù)測(cè)地質(zhì)條件下頁(yè)巖吸附氣量，可得到頁(yè)巖吸附氣量隨深度變化趨勢(shì)圖(圖5)。從圖5中可看出，6組頁(yè)巖吸附氣量隨深度變化趨勢(shì)相同，先隨深度增加而增加，后隨深度增加而減小，不同類(lèi)型的頁(yè)巖達(dá)到吸附氣量最大吸附容量埋深不一樣，說(shuō)明不同類(lèi)型的頁(yè)巖吸附氣量的影響機(jī)制不同；再結(jié)合圖1可知，頁(yè)巖吸附氣量隨著壓力升高而增加，隨著溫度升高而減小，溫度和壓力對(duì)頁(yè)巖吸附氣量的影響作用相反，說(shuō)明地質(zhì)條件溫度與壓力對(duì)頁(yè)巖吸附氣量影響存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，其中當(dāng)頁(yè)巖埋深小于頁(yè)巖最大吸附容量對(duì)應(yīng)埋深時(shí)，壓力起到主要影響作用，反之溫度起到主要影響作用。

圖5 頁(yè)巖吸附甲烷氣量隨深度變化趨勢(shì)圖Fig.5 The trend chart showing that the adsorbed gas amount by shale changes with depth

5 結(jié) 論

a.基于吸附勢(shì)理論，根據(jù)頁(yè)巖等溫吸附數(shù)據(jù)建立ε-ω吸附特性曲線(xiàn)，特性曲線(xiàn)與溫度無(wú)關(guān)，且特性曲線(xiàn)形態(tài)呈對(duì)數(shù)形態(tài)。

b.基于吸附勢(shì)理論，推導(dǎo)出頁(yè)巖吸附甲烷模型，該模型的預(yù)測(cè)結(jié)果精度較高，可預(yù)測(cè)不同溫度和壓力下頁(yè)巖吸附甲烷氣量，得到頁(yè)巖的吸附等溫線(xiàn)。

c.在頁(yè)巖吸附氣量隨溫度和壓力變化的模型基礎(chǔ)上，建立了地質(zhì)條件溫度和壓力共同影響的頁(yè)巖吸附氣量的計(jì)算模型，可預(yù)測(cè)頁(yè)巖吸附氣量隨深度變化的趨勢(shì)圖。

d.溫度和壓力對(duì)頁(yè)巖吸附氣量影響作用相反，在地質(zhì)條件下的溫度與壓力對(duì)頁(yè)巖吸附氣量影響存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，當(dāng)頁(yè)巖埋深小于頁(yè)巖最大吸附容量對(duì)應(yīng)埋深時(shí)，壓力起到主要影響作用，反之溫度起到主要影響作用。

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Adsorption model of shale to CH4based on adsorption potential theory and its application

XIONG Jian, LIU Xiang-jun, LIANG Li-xi

StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitation,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu610500,China

On the basis of the measured isotherm data under different temperatures and the adsorption potential theory, theε-ωadsorption characteristic curve can be drawn and described by analyzing and treating the isotherm data, and a model for shale adsorptive gas is deduced. Based on this, a calculation model for shale adsorptive gas amount under a certain geological conditions and under the influence of temperature and pressure is established. The model is validated and analyzed by the measured isotherm data. The result shows that theε-ωadsorption characteristic curve of shale adsorptive gas is only one and independent of temperature, and the form of the adsorption characteristic curve is logarithmic. The accuracy of the predicted result by a calculation model is high. It can forecast the shale adsorption gas amount under different temperatures and pressures and obtain the adsorption isotherm of shale adsorbed gas. The calculation model for the amount of shale adsorbed gas is established under a certain geological conditions and the influence of temperature and pressure. It can be used to predict the trend chart of the shale adsorbed gas amount changing with depth. The temperature and pressure have the adverse effect on the shale adsorbed gas amount, and under a certain geological conditions, the influence of temperature and pressure on the shale adsorptive gas amount meets a competition relationship. When the burial depth of the shale formation is less than the burial depth of the maximum adsorbed capacity, the pressure has a major influence, otherwise, the temperature does.

shale; temperature; pressure; isotherm experiment; adsorption potential theory; adsorption model; maximum adsorbed capacity

10.3969/j.issn.1671-9727.2014.05.10

1671-9727(2014)05-0604-08

2013-11-25 [基金項(xiàng)目] 國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目(U1262209); 國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(51274172)

熊健(1986-)，男，博士研究生，研究方向：非常規(guī)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā), E-mail:361184163@qq.com。

TE132.2; TE135

A