隨著世界對(duì)新型能源的不斷需求,以及清潔能源的不斷減少,一種非常規(guī)的能源資源—頁(yè)巖氣,已經(jīng)受到了全球范圍內(nèi)的密切關(guān)注。目前,頁(yè)巖氣在美國(guó)的商業(yè)化開采正在如火如茶的進(jìn)行中,這也掀起了開采頁(yè)巖氣的熱潮。然而,頁(yè)巖氣存儲(chǔ)在地質(zhì)條件下極難開采的頁(yè)巖中,想要安全大量的開采頁(yè)巖中的頁(yè)巖氣,首先需要了解地質(zhì)條件下頁(yè)巖氣在頁(yè)巖中是如何擴(kuò)散和滲透的。在實(shí)際情況中,頁(yè)巖氣存儲(chǔ)的環(huán)境是在微觀和介觀的尺度下。因此,想要了解頁(yè)巖氣的擴(kuò)散機(jī)理也是極其困難的。針對(duì)這一難點(diǎn),本文通過(guò)建立頁(yè)巖模型,采用非平衡分子動(dòng)力學(xué)的模擬方法,研究了頁(yè)巖氣的滲透和擴(kuò)散機(jī)理,并且提出了一個(gè)介觀尺度氣體擴(kuò)散模型。地質(zhì)深度條件下,深入理解頁(yè)巖氣的擴(kuò)散和滲透機(jī)理對(duì)頁(yè)巖氣的高效開采至關(guān)重要。在第一個(gè)工作中,我們首先調(diào)研了頁(yè)巖氣在地質(zhì)深度下的存儲(chǔ)條件。由調(diào)研得到的頁(yè)巖氣的存儲(chǔ)條件,包括溫度,壓力,以及其頁(yè)巖的孔隙大小等,代入玻爾茲曼公式便可以計(jì)算頁(yè)巖氣的平均自由程λ,進(jìn)而可以得到努森數(shù)Kn。根據(jù)Kn值的大小,我們得知頁(yè)巖氣在頁(yè)巖中的擴(kuò)散與滲透多處于沒(méi)有機(jī)理可以描述的空白區(qū)域,即Kn在0.01到10之間的范圍。對(duì)于這種情況,我們通過(guò)建立頁(yè)巖蒙脫石狹縫...

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣的勘探開發(fā)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 頁(yè)巖氣及全球資源分布
        1.2.2 世界的頁(yè)巖氣開發(fā)現(xiàn)狀
        1.2.3 中國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)研究進(jìn)展
    1.3 頁(yè)巖的組成和孔結(jié)構(gòu)
        1.3.1 頁(yè)巖的組成
        1.3.2 孔隙結(jié)構(gòu)
    1.4 頁(yè)巖氣的擴(kuò)散與滲透
    1.5 分子模擬方法概述
        1.5.1 蒙特卡羅模擬(MC)與分子動(dòng)力學(xué)模擬(MD)
        1.5.2 平衡動(dòng)力學(xué)模擬(EMD)與非平衡動(dòng)力學(xué)模擬(NEMD)
    1.6 論文研究的目的和內(nèi)容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 頁(yè)巖氣在地質(zhì)條件下的滲透與擴(kuò)散
    2.1 前言
    2.2 模擬方法
        2.2.1 模型的建立
        2.2.2 模擬細(xì)節(jié)
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 甲烷的滲透
        2.3.2 模擬數(shù)據(jù)分析
        2.3.3 介觀擴(kuò)散模型
        2.3.4 介觀尺度模型的外推應(yīng)用
    2.4 本章結(jié)論
第三章 頁(yè)巖氣在有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖中滲透與擴(kuò)散
    3.1 前言
    3.2 計(jì)算方法
        3.2.1 模型的建立
        3.2.2 模擬細(xì)節(jié)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 甲烷的滲透
        3.3.2 模擬數(shù)據(jù)分析
    3.4 本章結(jié)論
第四章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附件



本文編號(hào)：4017619