本文關鍵詞：納米孔隙對頁巖氣吸附擴散的分子模擬研究　出處：《西南石油大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 頁巖氣 吸附 擴散 納米孔隙 分子模擬

【摘要】：近年來,科學技術的進步給社會經(jīng)濟帶來長足的發(fā)展,人們越來越認識到能源的重要性,而能源的大量消耗伴隨而來的是酸雨等一系列環(huán)境問題的出現(xiàn),頁巖氣作為兼具清潔、高效、安全、可靠的特點的新能源走進人們的視線。頁巖氣分布廣泛、資源潛力巨大,是一種儲存在頁巖中的,以甲烷為主要成分的天然氣。甲烷作為頁巖氣最重要的組分,主要存儲在納米級孔隙之中。為更好地認識頁巖氣的賦存形式,本研究通過傳統(tǒng)實驗手段確定樣品礦物組分和孔隙幾何參數(shù),為模擬的參數(shù)設置提供依據(jù)�；诜肿幽M軟件Materials Studio構建了頁巖儲層納米孔隙表征模型(有機質(zhì)狹縫孔隙模型、石英孔隙模型和伊利石孔隙模型)及流體分子(甲烷分子和二氧化碳分子)的分子模型,運用分子模擬基本原理,包括蒙特卡洛、分子力學、分子動力學等方法,采用巨正則系綜和COMPASS力場,在頁巖儲層普遍埋深2-4km(設定Okm與6km為參照埋深,地表溫度283K,壓力O.1MPa;地溫梯度30K·km-1,壓力梯度15MPa·km-1)條件下所對應的不同溫度和壓力,對甲烷、二氧化碳在頁巖納米孔隙中的動力學特征進行模擬,研究頁巖氣在納米孔隙中的吸附和擴散規(guī)律。分析納米孔隙對甲烷、二氧化碳的吸附性能,計算在頁巖儲層納米孔隙中不同埋深的吸附量及吸附熱,探討甲烷在頁巖納米孔隙中的相對密度、自擴散系數(shù),并引入二氧化碳對甲烷的置換特性,用二氧化碳驅(qū)替甲烷,提高頁巖氣的采收率,確定采用二氧化碳置換技術開采頁巖氣的最佳埋深范圍,為實現(xiàn)二氧化碳的封存提供理論依據(jù),響應節(jié)能減排的環(huán)保主題,以期從一定程度上指導頁巖氣的勘探開發(fā)。結果表明,頁巖儲層納米孔隙對甲烷、二氧化碳的吸附均為物理吸附;在一定的溫壓條件下,頁巖儲層納米孔隙中吸附態(tài)和游離態(tài)流體分子始終處于運動變化之中,且吸附層流體分子大致平行于壁面分布,且沿孔徑方向的相對密度分布出現(xiàn)了吸附分層現(xiàn)象;在頁巖儲層普遍埋深所對應不同的溫壓條件下,同一礦物對流體分子的吸附量不同,最優(yōu)埋深對應的吸附氣聚集量最大;二者流體分子混合吸附模擬數(shù)據(jù)證實了注入二氧化碳置換甲烷開采頁巖氣的合理性和可行性。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE31;P618.13

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本文編號：1351771