頁巖表面甲烷氣吸附機理及影響因素研究
本文選題:頁巖氣 切入點:吸附 出處:《石油鉆探技術(shù)》2017年02期 論文類型:期刊論文
【摘要】:頁巖表面甲烷氣的吸附機理及影響因素研究對于準(zhǔn)確預(yù)測頁巖氣藏的可采儲量至關(guān)重要,為此利用MS軟件,采用巨正則蒙特卡羅方法建立了頁巖氣在泥頁巖地層中的吸附模型,對頁巖氣在地層中的存在狀態(tài)進行了分子動力學(xué)模擬。分別用石墨代替有機質(zhì)干酪根、二氧化硅晶體代替黏土礦物、甲烷氣(CH_4)代替頁巖氣,模擬了不同大小孔隙石墨和不同極性二氧化硅表面CH_4的吸附過程,分析了吸附狀態(tài)、吸附能等參數(shù)。分子模擬結(jié)果表明,CH_4與二氧化硅表面的作用以庫侖力為主,吸附能和吸附量隨表面極性增強而降低;CH_4與石墨表面的作用以范德華力為主,吸附體系總能量和吸附能均隨孔隙直徑增大而降低,因此CH_4的吸附厚度和吸附態(tài)CH_4的比例也隨之減小。研究表明,有機質(zhì)是CH_4吸附的主要載體,石墨對CH_4的吸附能力遠大于二氧化硅,且CH_4在石墨表面的吸附為多層的物理吸附,是影響頁巖儲層CH_4儲量的主要因素。
[Abstract]:The study of adsorption mechanism and influencing factors of methane gas on shale surface is very important to predict the recoverable reserves of shale gas reservoir accurately. In this paper, the adsorption model of shale gas in shale formation is established by using the software MS and the giant regular Monte Carlo method. In this paper, the molecular dynamics simulation of shale gas in the formation has been carried out, which uses graphite instead of organic matter kerogen, silica crystal instead of clay mineral, methane gas CH4) instead of shale gas, respectively. The adsorption process of CH_4 on the surface of porous graphite and silicon dioxide with different sizes and polarity was simulated, and the adsorption state and adsorption energy were analyzed. The adsorption energy and adsorption amount decrease with the increase of surface polarity. The interaction between CH4 and graphite surface is dominated by van der Waals force. The total energy and adsorption energy of adsorption system decrease with the increase of pore diameter. Therefore, the adsorption thickness of CH_4 and the proportion of adsorbed CH_4 also decreased. The results show that organic matter is the main carrier of CH_4 adsorption, the adsorption ability of graphite to CH_4 is much larger than that of silica, and the adsorption of CH_4 on graphite surface is multilayer physical adsorption. It is the main factor that affects the CH_4 reserves of shale reservoir.
【作者單位】: 中石化勝利石油工程有限公司黃河鉆井總公司;
【分類號】:P618.13
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10 張R,
本文編號:1569481
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