页岩储层大部分形成于水相环境中,虽然页岩气的生成及聚集会导致大量的地层水被排出,但页岩储层中仍然具备一定的含水量。含水饱和度在页岩的力学性质研究中起着重要的作用。了解页岩中水蒸气吸附过程对于解决页岩气开采导致井筒不稳定、页岩地层坍塌问题,预测页岩气藏的天然气产能、优化提取条件等至关重要。本次实验选取来自柴达木盆地东部柴页2井的3块页岩,加工成200目的粉末,配置不同的饱和盐溶液控制相对湿度的大小用于吸附试验,通过精度为0.0001g的分析天平称量样品简单处理得到页岩含水率,运用平衡态模型和动态模型拟合页岩水蒸气吸附实验结果。进一步分析岩样的矿物成分,页岩孔隙的孔径分布,计算比表面积等,讨论研究影响页岩水蒸气吸附特性影响因素。有关本次页岩水蒸气吸附研究得到的结论如下:(1)页岩的水蒸气吸附量在较短的时间大约8h内上升较快,之后增长缓慢,最终趋于平衡。(2)页岩样品的等温吸附曲线为II型,通过对比分析Langmuir模型、Freundlich模型、GAB模型、FHH模型拟合所得决定系数的大小,发现GAB模型和FHH模型拟合数据与实验数据具有更好的相关性。在此基础上深入分析GAB模型和FHH模型拟合计算得到的相关参数,加深对于页岩水蒸气吸附平衡状态的理解。(3)分析单孔扩散模型拟合页岩水蒸气吸附量随时间的变化情况,在低相对湿度条件下,单孔扩散模型拟合程度最差。经过对单孔扩散模型拟合的参数分析,可知有效扩散系数与相对湿度呈负相关。(4)有关页岩水蒸气吸附特性影响因素:页岩水蒸气吸附量与总比表面积和黏土含量呈正相关,与TOC含量呈负相关。页岩总比表面积和黏土含量越高,TOC含量越低,则水蒸气吸附量越多。