CN111896421B - 一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法，基于修正D‑A等温吸附模型，结合超临界等温吸附实验测试数据，采用循环迭代和最优化的思路求解模型参数和各温度下吸附相甲烷密度，克服了常用Langmuir等温吸附模型的不足，所得模型参数及吸附相甲烷密度可以使得各温度压力下的吸附势和吸附相体积在同一吸附特征曲线上，获得的吸附相密度和真实吸附量可以很好地满足吸附势理论和最优化理论，所得结果更加合理可靠。本发明除用于计算甲烷在页岩中真实吸附量，还可推广用于计算甲烷在煤、活性炭等吸附剂中的真实吸附量，具有广泛的应用价值。

Description

一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法

技术领域

本发明涉及非常规天然气勘探开发技术领域，尤其涉及一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法。

背景技术

等温吸附实验直接获取的吸附数据为过剩吸附量，由于过剩吸附量忽略了吸附相体积的影响，其测试结果无法真实反映页岩吸附能力。特别是近年来随着页岩等温吸附实验测试压力的增高，研究者们发现直接测得的过剩吸附量数据随压力升高呈现出先增大后减小的特征，相应的校正工作显得尤为重要。目前，常用的方法是利用吸附相密度结合Gibbs过剩吸附量定义式进行校正，因此吸附相密度的准确性和合理性对校正结果具有重要影响。

Arri等人(1992)假定吸附相甲烷与常压下的液体甲烷状态相似，因此二者密度应该相等，推导出吸附相甲烷密度为0.421g/cm³。Yee D等人(1994)认为在超临界条件下吸附相甲烷密度应等于甲烷的Van der Waals密度，取值为0.375g/cm³。上述两种方法的缺点在于直接将吸附相甲烷密度考虑为定值，不能体现出温度、压力、吸附体系差异等对吸附相甲烷密度的影响。实际应用情况表明(周尚文等人，2016)在压力较高时采用上述方法校正后得到的绝对吸附量可能仍然存在下降趋势，显然这是不符合吸附理论的。Dubinin等人(1960)提出了吸附相甲烷密度计算经验公式：ρ_ad＝(8Mp_c)/(RT_c)，其中p_c为甲烷临界压力，取值4.5992MPa；T_c为甲烷临界温度，取值190.564K；由此计算出吸附相甲烷密度为0.373g/cm³，与Yee D等人提出的密度值近似相等。Ozawa等人(1976)提出吸附相甲烷密度计算经验公式：ρ_ad＝ρ_bexp[-0.0025(T-T_b)]，其中ρ_b为甲烷的沸点密度，取值0.421g/cm³；T_b为甲烷在标准大气压下的沸点温度，取值111.7K；T为测试温度，K。此外，Katsuyuki Murayta等人利用经验公式计算出吸附相甲烷密度约为0.59g/cm³。显然，采用经验公式同样无法体现出吸附体系的差异。Gensterbluma Y等人(2009)提出，将过剩吸附量数据作为纵坐标值，自由相密度作为横坐标值，在笛卡尔坐标系下进行描点作图，当压力升高到一定程度后过剩吸附量和自由相甲烷密度将呈现很好的线性负相关关系，其拟合直线与横坐标的交点即为吸附相密度。在实际应用过程中，对于大多数的实验数据采用该方法能够得到满意的结果，但是存在计算出的吸附相密度过大的问题(周尚文等人，2016；董银涛等人，2020)。此外，该方法对实验压力要求较高，压力过低时过剩吸附量和自由相甲烷密度不能呈现出线性负相关关系。有学者将吸附相密度看做待定参数，结合Gibbs过剩吸附量定义式，将等温绝对吸附量模型和吸附相甲烷密度耦合建立等温过剩吸附量模型，从数学优化的角度直接拟合实验数据求取吸附相甲烷密度。该方法得到大量使用，早在2000年周理等人就基于该方法研究了甲烷在活性炭中的吸附，结果表明吸附相甲烷密度在0.15g/cm³-0.35g/cm³。该方法的难点在于等温吸附模型的选择，目前Langmuir等温吸附模型应用最为广泛，但Langmuir等温吸附模型假设页岩表面吸附位均匀分布，吸附相分子间无相互作用，且为单分子层吸附，这样的假设过于理想。此外，Langmuir等温吸附模型中自变量仅为压力，无法体现出温度对吸附的影响。

发明内容

本发明主要是克服现有技术中的不足之处，本发明的目的是提供一种基于室内等温吸附实验测试和吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法，其特征在于，所述计算方法包括以下步骤：

S1：将泥页岩样品粉碎至一定大小的颗粒；

S2：将上述泥页岩样品放置在恒温箱中，至少连续烘干24小时后，每隔12小时利用电子天平称量一次，直到相邻两次称量样品质量变化小于2％为止，此步骤的目的是去除样品中吸附的水分；

S3：将上述样品迅速装入样品缸，连续抽真空，利用真空条件进一步去除样品吸附的杂质气体和水分；

S4：采用容积法或重量法等温吸附实验装置，在n个温度下分别测试上述样品在不同压力下的过剩吸附量；

S5：在不同温度下，分别利用修正的D-A等温吸附模型拟合步骤S4中实验测得的过剩吸附量数据，获得不同温度下的吸附相甲烷密度ρ_ad、样品微孔体积V₀、吸附特征能E以及参数k和t，计算出不同温度压力测点下的吸附相体积V；

S6：采用吸附相体积和吸附势的关系式，对获得的所有吸附相体积V数据进行拟合，在拟合R²最大时获得统一的样品微孔体积

吸附特征能

以及参数

和

记此时获得的拟合R²为R_max；

S7：分别在不同温度下，将步骤S6中获得的统一的样品微孔体积

吸附特征能

以及参数

和

带入修正的D-A等温吸附模型，替换相应的样品微孔体积V₀、吸附特征能E以及参数k和t，利用实测过剩吸附量数据获得不同温度下拟合R²最大时的吸附相密度ρ_ad，并更新计算不同温度压力下的吸附相体积V；

S8：循环重复步骤S6和S7，直到相邻两次R_max变化在0.001％以内，此时步骤S6中获得的各参数

和

分别对应为修正的D-A等温吸附模型中的V₀、E、k和t，步骤S7中获得的不同温度下的吸附相密度ρ_ad为样品中吸附相甲烷在不同温度下的密度值；

S9：由步骤S8中获得的参数计算甲烷在页岩中的真实吸附量；

进一步的，所述步骤S1中将泥页岩样品粉碎的方法可以参照GB/T 19560-2008标准；

进一步的，所述步骤S1中将泥页岩样品粉碎至60-80目。

进一步的，所述步骤S2中恒温箱中的温度设置为80℃，所述步骤S3中连续抽真空的时间为24小时。

进一步的，所述步骤S4中的n≥3。

进一步的，所述步骤S5中修正的D-A等温吸附模型：

式中，V_ex为过剩吸附量，cm³/g；ρ_ad为吸附相甲烷密度，cm³/g；ρ_g为自由相甲烷密度，cm³/g；V₀为样品微孔体积，cm³/g；R为通用气体常数，取值8.314J/(mol·K)；T为实验测试温度，K；E为吸附特征能，J/mol；p为实验测试压力，MPa；p_c为甲烷临界压力，取值4.5992MPa；T_c为甲烷临界温度，取值190.564K；k为表征吸附体系特征的参数；t为表征页岩吸附孔非均匀性的参数。自由相甲烷密度ρ_g从美国国家标准与技术研究院化学数据库中查询获得。

进一步的，所述步骤S5中吸附相体积V计算公式：

式中，M为甲烷分子量，g/mol；V_ab为绝对吸附量，cm³/g；ρ_ad为吸附相甲烷密度，cm³/g。

进一步的，所述V_ab与V_ex的关系式：

V_ab＝V_ex/(1-ρ_g/ρ_ad)

式中，V_ab为绝对吸附量，cm³/g，V_ex采用实验测得的过剩吸附量数据；ρ_ad为吸附相甲烷密度，cm³/g；ρ_g为自由相甲烷密度，cm³/g。

进一步的，所述步骤S6中吸附相体积V和吸附势A的关系式如下：

式中，A为吸附势，J/mol；

为拟合R²最大时获得统一的样品微孔体积；

为拟合R²最大时获得统一的吸附特征能，J/mol；

为拟合R²最大时获得统一的表征页岩吸附孔非均匀性的参数；所述吸附势A的表达式如下：

式中，A为吸附势，J/mol；R为通用气体常数，取值8.314J/(mol·K)；T为实验测试温度，K；p_c为甲烷临界压力，取值4.5992MPa；T_c为甲烷临界温度，取值190.564K；

为拟合R²最大时获得统一的表征吸附体系特征的参数；p为实验测试压力，MPa。

进一步的，所述步骤S9中页岩在甲烷中的真实吸附量V_ab计算公式为：

式中，ρ_ad为吸附相甲烷密度，cm³/g；V₀为样品微孔体积，cm³/g；R为通用气体常数，取值8.314J/(mol·K)；T为实验测试温度，K；E为吸附特征能，J/mol；p为实验测试压力，MPa；p_c为甲烷临界压力，取值4.5992MPa；T_c为甲烷临界温度，取值190.564K；k为表征吸附体系特征的参数；t为表征页岩吸附孔非均匀性的参数。

本发明所提供的一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法，以吸附势理论为基础，所用修正D-A等温吸附模型具有清晰的物理背景，克服了常用Langmuir等温吸附模型的不足，结合超临界等温吸附实验测试数据，在求解模型参数和各温度下吸附相甲烷密度过程中采用循环迭代和最优化的思路，所得模型参数及吸附相甲烷密度可以使得各温度压力下的吸附势和吸附相体积在同一吸附特征曲线上，这样获得的吸附相密度和真实吸附量可以很好地满足吸附势理论和最优化理论，所得结果更加合理可靠。本发明除用于计算甲烷在页岩中真实吸附量，还可推广用于计算甲烷在煤、活性炭等吸附剂中的真实吸附量，具有广泛的应用价值。

有益效果：

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

以吸附势理论为基础，所用修正D-A等温吸附模型具有清晰的物理背景，克服了常用Langmuir等温吸附模型的不足，结合超临界等温吸附实验测试数据，在求解模型参数和各温度下吸附相甲烷密度过程中采用循环迭代和最优化的思路，所得模型参数及吸附相甲烷密度可以使得各温度压力下的吸附势和吸附相体积在同一吸附特征曲线上，这样获得的吸附相密度和真实吸附量可以很好地满足吸附势理论和最优化理论，所得结果更加合理可靠。本发明除用于计算甲烷在页岩中真实吸附量，还可推广用于计算甲烷在煤、活性炭等吸附剂中的真实吸附量，具有广泛的应用价值。

附图说明

图1为不同温度下页岩样品的过剩吸附量数据图；

图2为定吸附相甲烷密度为0.375g/cm³校正获得的绝对吸附量图；

图3为定吸附相甲烷密度为0.421g/cm³校正获得的绝对吸附量图；

图4为定吸附相甲烷密度为0.59g/cm³校正获得的绝对吸附量图；

图5为采用Ozawa等人的吸附相甲烷密度校正获得的绝对吸附量图；

图6为采用Gensterbluma等人的方法校正获得的绝对吸附量图；

图7为本发明不同温度下直接采用修正D-A模型拟合过剩吸附量与实验测试结果对比图；

图8为本发明不同温度下直接采用修正D-A模型拟合所得吸附特征曲线图；

图9为本发明迭代1次时修正D-A模型计算过剩吸附量与实验测试结果对比图；

图10为本发明迭代1次时所得吸附特征曲线图；

图11为本发明迭代收敛时修正D-A模型计算过剩吸附量与实验测试结果对比图；

图12为本发明迭代收敛时所得吸附特征曲线图；

图13为本发明计算的不同温度下页岩中真实吸附量。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：

一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法，具体的计算方法包括以下步骤：

S1：将泥页岩样品按照GB/T 19560-2008标准粉碎至60-80目的颗粒；

S2：将上述泥页岩样品放置在恒温箱中，设定恒温箱温度为80℃，至少连续烘干24小时后，每隔12小时利用电子天平称量一次，直到相邻两次称量样品质量变化小于2％为止，此步骤的目的是去除样品中吸附的水分；

S3：将上述样品迅速装入样品缸，连续抽真空24小时，利用真空条件进一步去除样品吸附的杂质气体和水分；

S4：采用容积法或重量法等温吸附实验装置，在至少3个温度下分别测试上述样品在不同压力下的过剩吸附量；

S5：在不同温度下，分别利用修正的D-A等温吸附模型拟合步骤S4中实验测得的过剩吸附量数据，获得不同温度下的吸附相甲烷密度ρ_ad、样品微孔体积V₀、吸附特征能E以及参数k和t，计算出不同温度压力测点下的吸附相体积V：

所述步骤S5中修正的D-A等温吸附模型：

式中，V_ex为过剩吸附量，cm³/g；ρ_ad为吸附相甲烷密度，cm³/g；ρ_g为自由相甲烷密度，cm³/g；V₀为样品微孔体积，cm³/g；R为通用气体常数，取值8.314J/(mol·K)；T为实验测试温度，K；E为吸附特征能，J/mol；p为实验测试压力，MPa；p_c为甲烷临界压力，取值4.5992MPa；T_c为甲烷临界温度，取值190.564K；k为表征吸附体系特征的参数；t为表征页岩吸附孔非均匀性的参数。自由相甲烷密度ρ_g从美国国家标准与技术研究院化学数据库中查询获得。

所述步骤S5中吸附相体积V计算公式：

式中，M为甲烷分子量，g/mol；V_ab为绝对吸附量，cm³/g；ρ_ad为吸附相甲烷密度，cm³/g。

根据Gibbs过剩吸附量定义式，所述V_ab与V_ex的关系式：

V_ab＝V_ex/(1-ρ_g/ρ_ad)

式中，V_ab为绝对吸附量，cm³/g，V_ex采用实验测得的过剩吸附量数据；ρ_ad为吸附相甲烷密度，cm³/g；ρ_g为自由相甲烷密度，cm³/g。

S6：采用吸附相体积和吸附势的关系式，对获得的所有吸附相体积V数据进行拟合，在拟合R²最大时获得统一的样品微孔体积

吸附特征能

以及参数

和

记此时获得的拟合R²为R_max：

吸附相体积V和吸附势A的关系式如下：

式中，A为吸附势，J/mol；

为拟合R²最大时获得统一的样品微孔体积；

为拟合R²最大时获得统一的吸附特征能，J/mol；

为拟合R²最大时获得统一的表征页岩吸附孔非均匀性的参数；所述吸附势A的表达式如下：

式中，A为吸附势，J/mol；R为通用气体常数，取值8.314J/(mol·K)；T为实验测试温度，K；p_c为甲烷临界压力，取值4.5992MPa；T_c为甲烷临界温度，取值190.564K；

为拟合R²最大时获得统一的表征吸附体系特征的参数；p为实验测试压力，MPa。

S7：分别在不同温度下，将步骤S6中获得的统一的样品微孔体积

吸附特征能

以及参数

和

带入修正的D-A等温吸附模型，替换相应的样品微孔体积V₀、吸附特征能E以及参数k和t，利用实测过剩吸附量数据获得不同温度下拟合R²最大时的吸附相密度ρ_ad，并更新计算不同温度压力下的吸附相体积V；

S8：循环重复步骤S6和S7，直到相邻两次R_max变化在0.001％以内，此时步骤S6中获得的各参数

和

分别对应为修正的D-A等温吸附模型中的V₀、E、k和t，步骤S7中获得的不同温度下的吸附相密度ρ_ad为样品中吸附相甲烷在不同温度下的密度值；

S9：由步骤S8中获得的参数计算甲烷在页岩中的真实吸附量V_ab计算公式为：

式中，ρ_ad为吸附相甲烷密度，cm³/g；V₀为样品微孔体积，cm³/g；R为通用气体常数，取值8.314J/(mol·K)；T为实验测试温度，K；E为吸附特征能，J/mol；p为实验测试压力，MPa；p_c为甲烷临界压力，取值4.5992MPa；T_c为甲烷临界温度，取值190.564K；k为表征吸附体系特征的参数；t为表征页岩吸附孔非均匀性的参数。

实施例1：

本实施例所用数据来自公开文献(俞凌杰等人，2015)，所用页岩样品来自四川盆地龙马溪组，采用Rubotherm型重量法等温吸附仪器获得页岩样品在30℃、45℃、60℃和80℃下的过剩吸附量数据，如图1所示。

采用常用的吸附相甲烷密度值结合Gibbs过剩吸附量表达式对过剩吸附量数据进行校正，得到校正后的绝对吸附量：

式中，V_ab为绝对吸附量，cm³/g，V_ex采用实验测得的过剩吸附量数据；ρ_ad为吸附相甲烷密度，cm³/g；ρ_g为自由相甲烷密度，cm³/g。自由相甲烷密度ρ_g从美国国家标准与技术研究院化学数据库中直接查询获取。

分别定吸附相甲烷密度为0.375g/cm³、0.421g/cm³和0.59g/cm³，校正结果如图2-图4所示，可以看到此时在高压下得到的绝对吸附量仍然在下降，与吸附理论不符，因此这种方法对于高压下的适用性不佳。

采用Ozawa等人提出的吸附相甲烷密度计算经验公式进行校正：

ρ_ad＝ρ_bexp[-0.0025(T-T_b)]

其中ρ_b为甲烷的沸点密度，取值0.421g/cm³；T_b为甲烷在标准大气压下的沸点温度，取值111.7K；T为测试温度，K。所得结果如图5所示，可以看到在压力超过15MPa后出现了高温下的绝对吸附量远超过低温下的吸附量的现象，这与吸附理论不符。因此，采用这种方法计算得到的吸附相甲烷密度及其校正的绝对吸附量的准确性和合理性也值得商榷。此外，采用Gensterbluma Y等人(2009)的方法，将过剩吸附量数据作为纵坐标值，自由相密度作为横坐标值，利用过剩吸附量和自由相密度在高压下降段的拟合直线与横坐标交点也可求取吸附相甲烷密度，进而校正得到绝对吸附量如图6所示。对于本实施例中的数据，得到的校正绝对吸附量似乎没有问题，但是正如周尚文等人(2016)和董银涛等人(2020)的研究，在其他一些样品数据中存在拟合得到吸附相甲烷密度值过大的问题，因此该方法得到结果准确性也存疑。

下面展示本文提出的一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法如何对上述过剩吸附量数据进行处理。

首先，直接采用修正的D-A等温吸附模型对不同温度下的实验数据进行拟合，拟合结果如表1及图7。可以看到，不同温度下拟合结果均较好，且拟合R²均在0.99以上。采用上述拟合参数及实验测试过剩吸附量，计算出吸附势和吸附相体积并作图，如图8所示。可以从图8看到，不同温度下吸附特征曲线并不在同一曲线上，这是不符合吸附势理论的。进一步，采用本发明中的迭代方法进行1次迭代，得到如图10所示吸附特征曲线，可以看到其拟合R²达到0.97449，但是从图9可以看到，相关参数计算出的过剩吸附量与实测过剩吸附量存在较大差距。进一步循环迭代，直至迭代收敛，此时得到如图11和12所示结果。可以看到，最终的吸附特征曲线拟合R²达到0.99597，并且利用拟合的参数计算出的过剩吸附量与实测过剩吸附量能够很好地吻合。最后，利用得到的参数ρ_ad、V₀、E、k和t计算出甲烷在页岩中的真实吸附量，如图13所示。

表1不同温度下实验数据采用修正D-A模型拟合参数

本发明提供的一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法，以吸附势理论为基础，所用修正D-A等温吸附模型具有清晰的物理背景，克服了常用Langmuir等温吸附模型的不足，结合超临界等温吸附实验测试数据，在求解模型参数和各温度下吸附相甲烷密度过程中采用循环迭代和最优化的思路，所得模型参数及吸附相甲烷密度可以使得各温度压力下的吸附势和吸附相体积在同一吸附特征曲线上，这样获得的吸附相密度和真实吸附量可以很好地满足吸附势理论和最优化理论，所得结果更加合理可靠。本发明除用于计算甲烷在页岩中真实吸附量，还可推广用于计算甲烷在煤、活性炭等吸附剂中的真实吸附量，具有广泛的应用价值。

以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将泥页岩样品粉碎至一定大小的颗粒；

S2：将上述泥页岩样品放置在恒温箱中，至少连续烘干24小时后，每隔12小时利用电子天平称量一次，直到相邻两次称量样品质量变化小于2％为止，此步骤的目的是去除样品中吸附的水分；

S3：将上述样品迅速装入样品缸，连续抽真空，利用真空条件进一步去除样品吸附的杂质气体和水分；

S4：采用容积法或重量法等温吸附实验装置，在n个温度下分别测试上述样品在不同压力下的过剩吸附量；

S5：在不同温度下，分别利用修正的D-A等温吸附模型拟合步骤S4中实验测得的过剩吸附量数据，获得不同温度下的吸附相甲烷密度ρ_ad、样品微孔体积V₀、吸附特征能E以及参数k和t，计算出不同温度压力测点下的吸附相体积V；

S6：采用吸附相体积和吸附势的关系式，对获得的所有吸附相体积V数据进行拟合，在拟合R²最大时获得统一的样品微孔体积

吸附特征能

以及参数

和

记此时获得的拟合R²为R_max；

S7：分别在不同温度下，将步骤S6中获得的统一的样品微孔体积

吸附特征能

以及参数

和

带入修正的D-A等温吸附模型，替换相应的样品微孔体积V₀、吸附特征能E以及参数k和t，利用实测过剩吸附量数据获得不同温度下拟合R²最大时的吸附相密度ρ_ad，并更新计算不同温度压力下的吸附相体积V；

S8：循环重复步骤S6和S7，直到相邻两次R_max变化在0.001％以内，此时步骤S6中获得的各参数

和

分别对应为修正的D-A等温吸附模型中的V₀、E、k和t，步骤S7中获得的不同温度下的吸附相密度ρ_ad为样品中吸附相甲烷在不同温度下的密度值；

S9：由步骤S8中获得的参数计算甲烷在页岩中的真实吸附量；

所述修正的D-A等温吸附模型：

式中，V_ex为过剩吸附量，cm³/g；ρ_ad为吸附相甲烷密度，cm³/g；ρ_g为自由相甲烷密度，cm³/g；V₀为样品微孔体积，cm³/g；R为通用气体常数，取值8.314J/(mol·K)；T为实验测试温度，K；E为吸附特征能，J/mol；p为实验测试压力，MPa；p_c为甲烷临界压力，取值4.5992MPa；T_c为甲烷临界温度，取值190.564K；k为表征吸附体系特征的参数；t为表征页岩吸附孔非均匀性的参数；自由相甲烷密度ρ_g从美国国家标准与技术研究院化学数据库中查询获得。

2.如权利要求1中所述的一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法，其特征在于，所述步骤S1中将泥页岩样品粉碎的方法可以参照GB/T19560-2008标准。

3.如权利要求1中所述的一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法，其特征在于，所述步骤S1中将泥页岩样品粉碎至60-80目。

4.如权利要求1中所述的一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法，其特征在于，所述步骤S2中恒温箱中的温度设置为80℃，所述步骤S3中连续抽真空的时间为24小时。

5.如权利要求1中所述的一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法，其特征在于，所述步骤S4中的n≥3。

6.如权利要求1中所述的一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法，其特征在于，所述步骤S5中吸附相体积V计算公式：

式中，M为甲烷分子量，g/mol；V_ab为绝对吸附量，cm³/g；ρ_ad为吸附相甲烷密度，cm³/g。

7.如权利要求6中所述的一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法，其特征在于，所述V_ab与V_ex的关系式：

V_ab＝V_ex/(1-ρ_g/ρ_ad)

式中，V_ab为绝对吸附量，cm³/g，V_ex采用实验测得的过剩吸附量数据；ρ_ad为吸附相甲烷密度，cm³/g；ρ_g为自由相甲烷密度，cm³/g。

8.如权利要求1中所述的一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法，其特征在于，所述步骤S6中吸附相体积V和吸附势A的关系式如下：

式中，A为吸附势，J/mol；

为拟合R²最大时获得统一的样品微孔体积；

为拟合R²最大时获得统一的吸附特征能，J/mol；

为拟合R²最大时获得统一的表征页岩吸附孔非均匀性的参数；所述吸附势A的表达式如下：

式中，A为吸附势，J/mol；R为通用气体常数，取值8.314J/(mol·K)；T为实验测试温度，K；p_c为甲烷临界压力，取值4.5992MPa；T_c为甲烷临界温度，取值190.564K；

为拟合R²最大时获得统一的表征吸附体系特征的参数；p为实验测试压力，MPa。

9.如权利要求1中所述的一种基于吸附势理论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法，其特征在于，所述步骤S9中页岩在甲烷中的真实吸附量V_ab计算公式为：

式中，ρ_ad为吸附相甲烷密度，cm³/g；V₀为样品微孔体积，cm³/g；R为通用气体常数，取值8.314J/(mol·K)；T为实验测试温度，K；E为吸附特征能，J/mol；p为实验测试压力，MPa；p_c为甲烷临界压力，取值4.5992MPa；T_c为甲烷临界温度，取值190.564K；k为表征吸附体系特征的参数；t为表征页岩吸附孔非均匀性的参数。

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