NBT 10117-2025 页岩气态烃等温吸附测定 重量法标准立项发展报告

页面布局建议*字体：标题使用黑体/微软雅黑，正文使用宋体。*字号：标题二号，副标题/摘要小标题四号，正文小四号，图表标注五号。*行距：1.5倍行距。*页边距：上下2.54cm，左右3.17cm。*页眉页脚：标准名称+页码。标题：页岩气态烃等温吸附测定重量法标准立项发展报告EnglishTitle:StandardizationDevelopmentReport:GravimetricMethodfortheDeterminationofGasShaleIsothermalAdsorption摘要研究背景：随着全球能源结构的深刻变革，页岩气作为重要的非常规天然气资源，其高效勘探与开发对国家能源安全具有重大战略意义。页岩气的储集能力核心评价参数之一是其对甲烷等气态烃的等温吸附特性。精准测定这一参数，对于资源潜力评估、储量计算及开发方案设计至关重要。然而，传统容量法存在操作复杂、易受干扰等局限，亟需一种更为精确、高效、标准化的测定方法。主要内容：本报告系统阐述了《页岩气态烃等温吸附测定重量法》（标准编号：NB/T10117-2025）的立项背景、技术路线、核心内容及推广应用价值。该标准是国家能源局于2025年9月28日正式发布，将于2026年3月28日起实施的一项重要能源行业标准。标准详细规定了采用高精度磁悬浮天平或石英弹簧天平，在不同温度与压力条件下，直接测定页岩样品对甲烷等气态烃吸附量的重量法。报告从方法原理、实验设备、样品处理、测试流程、数据处理及精密度要求等方面进行了全面解读，并深入剖析了重量法相较于传统容量法的技术优势，如直接测量、自动化程度高、适用于小样品量等。关键词中文：页岩气；等温吸附；重量法；NB/T10117-2025；标准化；资源评价；吸附能力；磁悬浮天平Keywords:ShaleGas;IsothermalAdsorption;GravimetricMethod;NB/T10117-2025;Standardization;ResourceEvaluation;AdsorptionCapacity;MagneticSuspensionBalance正文一、引言在全球碳中和目标与能源安全双重驱动下，非常规油气资源的战略地位日益凸显。页岩气，作为一种清洁、高效的非常规天然气资源，已成为全球能源版图中的重要增长极。中国的页岩气资源禀赋丰富，开发潜力巨大。然而，页岩气的赋存状态与常规天然气截然不同，其相当一部分以吸附态存在于有机质和黏土矿物表面。因此，页岩的等温吸附曲线是评价其含气性、确定“吸附气”与“游离气”比例、计算地质储量的关键基础参数。长期以来，用于测定页岩等温吸附特性的主流方法是体积法（容量法）。该方法基于气体状态方程，通过测量吸附前后气体体积和压力的变化来间接计算吸附量。尽管应用广泛，但体积法在应用中暴露出诸多不足：对系统体积和温度变化的敏感性高，易因死体积标定误差、气体非理想性修正不准确等因素导致数据偏差；对于低吸附量的页岩样品，测量精度尤为受限；实验过程复杂，自动化程度低，人为操作误差大。为有效解决上述技术瓶颈，我国于2018年启动了《页岩气态烃等温吸附测定重量法》标准的制定工作。经过多年的技术攻关、方法验证与行业研讨，该标准于2025年正式发布。本报告的发布，旨在全面解读这一重要标准的技术内涵、研制历程及未来展望，为页岩气勘探开发领域的科研人员及工程技术人员提供权威参考。二、标准制定背景与必要性2.1技术发展的内在驱动页岩气勘探开发的深度与广度不断拓展，对储层评价技术的精度要求日益严苛。重量法作为一种直接测量吸附量的物理方法，其基本原理是直接测定吸附前后固体样品质量的微小变化，从而获得吸附量。这一原理上的根本差异，使其理论上具有比体积法更高的精度和更强的抗干扰能力。尤其是近年来，以磁悬浮天平为代表的高精度微量称重技术日趋成熟，为重量法的工程化应用奠定了坚实的设备基础。制定统一的重量法标准，是将这一先进技术转化为行业实际生产力的必然要求。2.2行业规范的现实需求在页岩气资源评价实践中，不同实验室、不同机构采用的等温吸附测定方法、仪器、实验条件及数据处理流程各异，导致同一批样品的测试结果往往差异较大，缺乏可比性。这种“各自为政”的局面严重影响了资源评价结果的客观性与权威性，给储量申报和开发决策带来了诸多不确定性。因此，亟需制定一套科学、统一、可操作的重量法标准，以规范市场行为，提升数据质量。2.3国家政策的战略导向我国《“十四五”现代能源体系规划》明确提出，要加快页岩油、页岩气等非常规油气资源的规模开发。国家能源局发布的《2025年能源行业标准计划》，重点支持页岩油气地质评价与开发技术领域的标准制修订工作。NB/T10117-2025标准的立项与发布，正是贯彻落实国家能源战略、构建高水平能源技术标准体系的具体体现，对于保障国家能源安全、推动绿色低碳转型具有深远意义。三、标准主要内容与技术详解NB/T10117-2025标准全称为《页岩气态烃等温吸附测定重量法》，属于石油及相关技术综合领域（分类号：E20）。本标准共分为8个章节，涵盖了从原理到应用的完整技术链条。3.1范围与规范性引用文件标准明确了其适用范围：适用于页岩样品对甲烷（CH₄）及其它气态烃（如乙烷、丙烷等）的等温吸附测定。规范性引用文件主要包括《GB/T19145沉积岩中总有机碳的测定》、《GB/T29170岩石样品中水分的测定》等基础地质实验标准，确保了方法在不同环节的兼容性与联动性。3.2方法原理标准的核心原理是：将预处理后的岩心样品置于一个密闭的、压力可控的样品仓中，维持恒定的温度，向仓内通入气态烃。通过高精度称重系统（推荐采用磁悬浮天平）实时记录样品质量的变化。当样品质量在某一压力点下不再增加，即达到吸附平衡时，记录该压力下的总质量增量。该质量增量即为该平衡压力下的“绝对吸附量”（严格意义上为过剩吸附量，标准中给出了相应的校正计算公式），从而得到完整的等温吸附曲线。3.3实验设备与材料标准对实验核心设备——重量法吸附仪提出了明确的技术指标：*（1）称重系统：分辨率不低于1μg，长期稳定性好，能够在0～70MPa压力及0～150℃温度范围内正常工作。（2）温控系统：温度控制精度优于±0.1℃，确保吸附过程热力学平衡。（3）压力控制系统：压力传感器精度为0.1%FS，压力稳定度优于±0.05%。*此外，标准还规定了样品的粒径范围（60～100目）、干燥温度等关键参数，以排除水分、有机质挥发等干扰因素。3.4测试步骤标准详细规范了从样品称重、系统检漏、真空脱气、吸附平衡判断到压力点设置的全过程。关键步骤包括：*样品预处理：将样品粉碎、筛分、干燥至恒重。*系统空白测试：测定空样品仓在不同压力下的“浮力效应”，用于后续的校正。*基准吸附量测定：在设定的温度（通常为储层温度，如30℃、60℃、90℃）下，逐步增加压力，记录各平衡点下的质量数据。*快速解吸与重复性验证：完成吸附曲线后，进行降压解吸，验证吸附-解吸过程的可逆性，并进行平行样测试以评估方法精密度。3.5数据处理与报告标准给出了明确的数据处理模型，包括：*浮力校正：扣除样品、样品仓等在不同气体密度下的浮力影响。*过剩吸附量vs绝对吸附量转换：采用Dubinin-Radushkevich（D-R）或SupercriticalDubinin-Radushkevich（SDR）等吸附势模型进行转换。*曲线拟合：推荐使用Langmuir、Freundlich或Tóth等方程对数据进行拟合，以获得最大吸附量（Langmuir体积V_L）和吸附平衡压力（Langmuir压力P_L）等关键参数。*报告格式：规定了报告应包含样品信息、测试条件、数据表、拟合曲线及关键参数，确保了结果呈现的标准化与可比性。四、技术优势与创新点与传统体积法相比，重量法具有以下显著优势：1.直接测量，精度更高：直接称量吸附量，避免了体积法因压力、体积、温度等间接因素引入的累积误差。对于低孔、低渗的致密页岩，重量法的灵敏度远高于体积法。2.自动化程度高，减少人为误差：现代磁悬浮天平吸附仪可实现全自动程序控制，从抽真空、充压到数据采集，均自动完成，极大提升了实验效率与结果一致性。3.适用于小样品量：重量法对样品量要求较小（通常数克），在岩心珍贵、样品量有限的情况下具有不可替代的优势。4.物理意义更明确：直接测定的质量变化更直观地反映了吸附现象的本质，便于理论建模与机理分析。5.抗干扰能力强：对系统死体积、气体非理想性等因素的敏感度远低于体积法，增强了方法的鲁棒性。五、主要参与单位介绍：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院在NB/T10117-2025标准的研制过程中，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院（以下简称“石勘院”）作为核心技术牵头单位，发挥了至关重要的作用。石勘院是中国石化上游业务的科技领军机构，也是国家能源页岩油研发中心的核心依托单位。该院拥有一支涵盖地质、地球物理、实验技术与工程开发的跨学科、高层次科研团队。在页岩气领域，石勘院长期致力于储层微观表征、气体赋存机理及资源评价方法的研究，积累了大量的实验数据和丰富的实践经验。在标准制定过程中的具体贡献包括：*技术方案提出：石勘院专家团队率先系统性论证了重量法在页岩气吸附测定中的技术可行性与优越性，并主导提出了标准的技术框架与核心指标。*方法验证与精密度协同实验：组织并参与了全国多家权威实验室的协同实验，通过对不同地区的页岩样品进行反复测试，验证了标准的普适性、稳定性与精密度，确定了方法重复性与再现性限值。*设备国产化推动：石勘院积极与国内知名分析仪器制造商合作，共同研发并优化了用于页岩气吸附测定的高温高压磁悬浮天平系统，推动了核心实验装备的国产化进程，降低了行业应用门槛。*行业共识凝聚：石勘院多次组织行业技术研讨会，向全国石油、地质系统的专家和学者宣贯重量法的科学原理，广泛征求意见，有效消除了技术分歧，确保了标准的科学性与公信力。六、结论与展望6.1结论《页岩气态烃等温吸附测定重量法》（NB/T10117-2025）标准的发布和实施，标志着我国页岩储层评价技术标准体系迈上了一个新的台阶。该标准以其科学的原理、明确的流程和可量化的技术指标，成功解决了传统体积法测定精度不足、可比性差的难题，为页岩气资源潜力的精细化评价提供了权威技术依据。这不仅有助于提升我国页岩气储量申报的准确性与规范性，还将有力推动高效、低成本开发技术的进步。6.2未来展望1.标准国际化：鉴于我国页岩气地质条件的特殊性和复杂性，NB/T10117-2025积累了大量独特的经验数据。未来，应积极推动该标准向国际标准化组织（ISO）的提案工作，争取将其上升为国际标准，提升我国在非常规能源领域的技术话语权。2.智能化与信息化：随着大数据和人工智能技术的发展，未来可探索将重量法实验数据与测井、地震等其他资料进行智能融合，构建页岩气吸附能力预测的数字