【摘要】 综合考虑不同粒径的水蒸汽吸附实验结果、所需实验时间和脱附效率等因素，该文推荐页岩水蒸汽吸附实验的最优粒径为20~35目。

页岩地层中含有大量地层水，水的赋存会对页岩地层的游离气含量和储气能力产生显著影响。为了查明页岩中水蒸汽的吸附特征以及水－岩相互作用过程，前人在页岩水蒸汽吸附特征方面已开展针对性研究，但页岩粒度对水蒸气吸附的影响尚不明确。

针对这一问题，中国地质大学（武汉）和美国得州大学阿灵顿分校的研究人员以川东建南地区下侏罗统自流井组东岳庙段含有机质页岩为例，采用重量法对不同粒径（8-12目、20-35目、35-80目、80-200目、>200目）的样品进行水蒸气吸附实验（相对湿度介于5%~95%），系统研究不同粒径页岩的水蒸汽吸附特征以及页岩粒径对水蒸气吸附的影响，并指出了页岩水蒸气实验的最优粒径。

研究发现，8-12目页岩样品的总吸水量最小，这可能与不同粒径页岩的可达孔隙存在差异有关。利用GAB模型得到的单层吸附量随粒径的增大而增加，表明大粒径页岩样品表面的水蒸气吸附势更强。基于Dent两级吸附理论，页岩一级和二级吸附位上的水蒸汽吸附量在相对湿度为60%~80%范围内大致相当。当相对湿度或压力增加时，在页岩一级吸附点的吸附量与二级吸附点的吸附量之比迅速减小。

当相对湿度小于60%时，页岩水蒸汽以一级吸附为主；而当相对湿度超过80%时，页岩水蒸汽以二级吸附为主。对比不同粒径样品的吸水量可知，当粒径增大时，一级吸附点的水蒸气吸附量略有增加，二级吸附点的吸附量则呈下降趋势，这可能与页岩样品中可供水分子的吸附点位数量发生变化有关。

综合考虑不同粒径的水蒸汽吸附实验结果、所需实验时间和脱附效率等因素，该文推荐页岩水蒸汽吸附实验的最优粒径为20~35目。

 

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