[发明专利]基于吸附特征曲线与特征方程的页岩吸附量的预测方法

权利要求书

1.基于吸附特征曲线与特征方程的页岩吸附量的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.采集有机质页岩样品，并对所述有机质页岩样品进行抽真空处理；

S2.将有机质页岩样品中的甲烷作为吸附质，在高温、高压的真空条件下，对步骤S1的有机质页岩样品进行多组温度下的干燥样等温吸附，平衡水样在硫酸钾饱和溶液下粉碎，进行30℃的等温吸附，并采集所有样品的甲烷等温吸附数据；

S3.利用超临界态DA方程拟合步骤S2得到的甲烷等温吸附数据，获得最大吸附量、特征吸附能、参数k和n，并计算吸附势与过剩吸附量；

S4.将步骤S3在多组温度下得到的过剩吸附量校正为绝对吸附量；

S5.将多组温度下步骤S4得到的绝对吸附量与步骤S3得到的吸附势进行非线性拟合，获得初始吸附特征曲线；

S6.以多组温度下拟合的最大k值为初始值，代入步骤S5得到的初始吸附特征曲线中，不断增大参数k，在拟合精度达到最大时，k值记为k’，获得最优拟合曲线，作为最优吸附特征曲线，将最优吸附特征曲线对应的拟合方程作为特征方程，利用吸附势理论将特征方程改写为吸附量与温度、压力的函数；

S7.获取储层温度、压力及相关的地质数据，并将该数据代入步骤S6得到的吸附量与温度、压力的函数中，通过计算，即得到储层中有机质页岩吸附量。

2.根据权利要求1所述的基于吸附特征曲线与特征方程的页岩吸附量的预测方法，其特征在于，所述步骤S1中，有机质页岩样品为粒径60～80目的微粒。

3.根据权利要求1所述的基于吸附特征曲线与特征方程的页岩吸附量的预测方法，其特征在于，所述步骤S3中，超临界态DA方程为：

式中：n_max为最大吸附量mol/kg；n_e为过剩吸附量mol/kg；A为吸附势kJ/mol；E为吸附质的特征吸附能kJ/mol；n为拟合参数；ρ_g为气态甲烷密度kg/m³；ρ_a为吸附态甲烷密度kg/m³。

4.根据权利要求3所述的基于吸附特征曲线与特征方程的页岩吸附量的预测方法，其特征在于，所述步骤S3中，吸附势的方程为：

式中：R为理想摩尔气体常数；T为绝对温度K；p_C为临界压力MPa；p为平衡压力MPa；T_C为临界温度K；T_C为临界温度K；k为拟合参数。

5.根据权利要求4所述的基于吸附特征曲线与特征方程的页岩吸附量的预测方法，其特征在于，所述步骤S3中，过剩吸附量的方程为：

6.根据权利要求5所述的基于吸附特征曲线与特征方程的页岩吸附量的预测方法，其特征在于，所述步骤S4中，绝对吸附量的方程为：

7.根据权利要求6所述的基于吸附特征曲线与特征方程的页岩吸附量的预测方法，其特征在于，所述步骤S6中，吸附量与温度、压力的函数方程为：

式中：k'为拟合参数；n'_max为k'值对应的最大吸附量；E'为k'值对应的特征吸附能kJ/mol。