• Using 5 pore models based on 3 pore morphologies to carry out molecular simulation

• Slit-shaped pore methane adsorption capacity is much stronger than cylindrical pore

• Groove space in slit-shaped pore significantly increases methane adsorption capacity

• Pore adsorption performance decreases with the thermal evolution degree increases

• The most favorable diameter of methane adsorption change is approximately 2 nm

页岩储层中有机质演化过程形成了各种结构的有机孔隙，是吸附储集甲烷的主要场所，但多类型、多形态和多尺度的有机质孔隙吸附甲烷的特征尚未得到充分揭示。论文基于四川盆地南部龙马溪组页岩地质演化背景，采用分子模拟方法，建立狭缝孔、圆柱状孔和凹槽孔等三类不同形态五种孔隙模型，研究热演化序列下储层发育的不同有机质孔隙的甲烷分子级吸附机理。结果表明，有机质的孔隙结构会影响甲烷吸附特性，狭缝状孔隙对甲烷的吸附能力远远高于圆柱形孔隙；孔隙内部的凹槽空间会改变孔隙中甲烷分子的密度分布，显著提高孔隙的吸附能力；非均质性越强的孔隙，其吸附过程的压力敏感性越显著。尽管不同形状有机孔隙的甲烷吸附变化与孔隙大小不一致，但所有类型孔隙在孔径为2 nm左右时甲烷吸附能力最强。此外，热演化过程中温度和压力的变化也是控制甲烷吸附性能的重要因素。热演化早期，孔隙吸附能力强，压力敏感性弱，而在后期，孔隙吸附能力弱，压力敏感性强。这一结果为地质演化历程中吸附态页岩气动态变化以及吸附态与游离态动态转化研究提供依据。

陈尚斌，中国矿业大学教授、博士生导师、青年学术带头人。现为International Journal of Coal Science & Technology科学编辑，《煤炭学报》《煤炭科学技术》《天然气工业》《天然气地球科学》等期刊青年编委。主要研究方向为：（1）页岩气、煤系气等非常规油气地质；（2）城市地质、地下空间资源及关闭矿山资源评价与利用。获第十七届青年地质科技奖银锤奖、江苏省科学技术奖1项，获中国矿业大学首届优秀研究生导师等荣誉称号。