氣體吸附是頁巖中重要的氣體行為，吸附氣是頁巖氣主要的賦存狀態(tài)之一。頁巖氣體吸附特征與機理對頁巖氣資源潛力評價、勘探有利區(qū)優(yōu)選及開發(fā)策略選擇均具有重要意義。目前，頁巖氣體吸附研究多聚焦于甲烷一元氣體吸附體系，針對具有更強吸附能力的乙烷關(guān)注度較低。乙烷是頁巖氣中除甲烷外最主要的烴類氣體種類，二者的競爭吸附行為會顯著影響頁巖孔隙中的氣體賦存狀態(tài)和頁巖氣開采過程中的氣體遷移特征。此外，頁巖氣產(chǎn)層溫壓條件下，甲烷、乙烷氣體處于超臨界狀態(tài)，相較常規(guī)狀態(tài)氣體行為更為復(fù)雜，對于實驗條件和模型選擇提出了更高的要求。

　　中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院（以下簡稱“西北研究院”）非常規(guī)油氣學(xué)科組通過對陸相頁巖超臨界條件下甲烷/乙烷二元氣體競爭吸附特征及其對頁巖組成、納米級孔隙、儲層溫壓條件的響應(yīng)等方面的綜合研究，總結(jié)得出：（1）富有機質(zhì)陸相頁巖對于乙烷的吸附能力顯著高于甲烷；一元吸附體系中，乙烷吸附量約是甲烷的1.6倍；在接近實際頁巖氣組成比例（80%甲烷+20%乙烷）的二元吸附體系中，雖然乙烷體系分壓較低，但其吸附量仍高于甲烷。（2）吸附壓力和有機質(zhì)含量是頁巖孔隙中甲烷、乙烷競爭吸附行為的主要控制因素，隨著吸附壓力和有機質(zhì)含量的升高，乙烷/甲烷選擇吸附系數(shù)逐漸增大。（3）根據(jù)陸相頁巖氣產(chǎn)層溫壓條件和氣體吸附特征，對頁巖氣資源潛力及其主控因素進行了評估；甲烷、乙烷二元氣體原位資源量（GIP）顯著高于甲烷一元氣體原位資源量，兩者差值約為30%；陸相頁巖氣原位資源量隨有機質(zhì)含量呈先下降后上升的兩段式分布，該現(xiàn)象與殘余烴對頁巖孔隙和氣體吸附能力的雙向影響有關(guān)。

　　該研究成果以 Competitive adsorption of methane and ethane on organic-rich shale at pressure up to 30 MPa: Experimental results and geological implications 為題發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊 Chemical Engineering Journal（中科院一區(qū)Top期刊，IF=16.744）。相關(guān)技術(shù)已獲國家發(fā)明專利授權(quán)（專利號：ZL201811608399.3）。該研究獲國家自然科學(xué)基金面上項目（42172178）、中國科學(xué)院“西部之光西部青年學(xué)者”項目、中國科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團隊計劃（YSBR-017）資助。西北研究院油氣資源研究中心、甘肅省油氣資源研究重點實驗室李靖副研究員為論文第一作者，周世新研究員為通訊作者。

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頁巖甲烷/乙烷二元氣體競爭吸附與頁巖氣原位資源量主控因素