【摘要】：頁巖氣是以甲烷為主要成分的多種烴類氣體的混合氣體,其中吸附態(tài)占20%~85%。然而,由于頁巖有機質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,頁巖氣在基質(zhì)與孔縫中的吸附規(guī)律并不清楚。本文根據(jù)頁巖干酪根的分子結(jié)構(gòu)及掃描電鏡(SEM)實驗構(gòu)建三種類型干酪根分子模型,利用巨正則蒙特卡洛方法(GCMC)和分子動力學(xué)方法(MD)研究甲烷及二氧化碳在干酪根中的吸附行為,并用實驗數(shù)據(jù)對模型進行了驗證。探討了溫度、干酪根類型、比表面積、二氧化碳以及含水量等對甲烷在頁巖干酪根中吸附的影響,揭示甲烷在頁巖干酪根中微觀吸附機理。研究結(jié)果表明:甲烷在三種干酪根中吸附量大小順序為Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型,干酪根的化學(xué)結(jié)構(gòu)對甲烷的吸附有重要影響;溫度越高,甲烷吸附量越小,甲烷在干酪根中吸附屬于物理吸附;二氧化碳在不同溫度下吸附能力均大于甲烷;水分子更傾向于吸附在干酪根基質(zhì)內(nèi),隨著含水量的增加,干酪根基質(zhì)孔隙體積減小,甚至分裂成無效孔隙。此外,與干酪根基質(zhì)相比,水分子對狹縫表面二氧化碳和甲烷的吸附能力影響不大,含水量升高,甲烷解吸量減小。本文從分子角度研究了頁巖干酪根內(nèi)甲烷的微觀吸附機理,以期為頁巖氣井的生產(chǎn)動態(tài)分析及產(chǎn)能預(yù)測提供理論基礎(chǔ),為指導(dǎo)頁巖氣藏高效開發(fā)提供理論依據(jù)。
【圖文】：

圖 1.1 美國天然氣及頁巖氣年產(chǎn)量Fig. 1.1 Production of natural gas and shale gas of America內(nèi)外研究現(xiàn)狀附理論研究現(xiàn)狀來，非常規(guī)油氣開發(fā)理論也不斷發(fā)展完善。為描述氣體在頁巖吸附解吸過程，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開展了大量研究，建立了不同 Henry 吸附理論ry 吸附理論指在吸附過程中，吸附量與壓力成正比，即吸附量 n力 P 滿足過原點的線性關(guān)系。但該模型僅限于吸附量小于形成 10%，數(shù)學(xué)表達式為：n=Kp

第 1 章 緒論化碳置換甲烷的影響因素，優(yōu)選二氧化碳的注入深度。（3）頁巖含水及高溫高壓等復(fù)雜環(huán)境條件下頁巖氣吸附規(guī)律的影響因素分通過掃描電鏡（SEM）技術(shù)觀測頁巖有機質(zhì)形貌特征，建立綜合考慮頁巖和狹縫的干酪根模型，探索狹縫對頁巖氣吸附規(guī)律的影響。同時，建立不同量的干酪根模型，，分析含水量對甲烷二氧化碳競爭吸附的影響。.4.3 技術(shù)路線本文的技術(shù)路線如圖 1.2 所示，基于國內(nèi)外文獻調(diào)研，建立不同類型干酪根結(jié)構(gòu)，分別研究甲烷在不同類型干酪根中的吸附規(guī)律，和甲烷二氧化碳雙組爭吸附規(guī)律，最終為干酪根吸附能力評價提供理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE31

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本文編號：2696663