页岩气在多孔纳米介质中行为的分子模拟

发布时间：2025-06-04 03:20

　　页岩气是对传统化石能源而言的一种非常规的补充能源,被封盖在低渗透率和低孔隙度的层状岩石中,正因此给页岩气的勘探开采带来了重重困难。另一层面人类也面临着气候变暖的世界难题,为此捕获和封存温室气体也变得尤为重要。结合这两个难题,使用二氧化碳置换页岩气成为了一石二鸟的突破口,也成为了重要的研究课题。与此同时,水力压裂技术在北美等国家被成功应用于商业化开采页岩气中,使得页岩储层形成气-液-固三相共存情况,因此研究水存在时页岩中气吸附行为的课题值得探索。为深入探究这两个课题,我们建立了相应的页岩模型,使用分子模拟方法进行了气体吸附行为的模拟。在本研究工作的第一部分中,我们研究了烟道气驱替页岩气,其中烟道气被模拟为二氧化碳和氮气的二元混合物,甲烷作为页岩气模型,而页岩模型有无机黏土伊利石和有机物甲基萘表示。与纯二氧化碳相比,烟道气来源广泛更以获取,进而降低烟道气置换页岩气的成本。结果表明,页岩的孔径是置换页岩气和封存烟道气的重要因素,而烟道气中的氮气-二氧化碳比例对甲烷驱替过程影响较小。这是因为烟道气的较高分压是驱替页岩气的主要动力。此外,地质条件对烟道气置换甲烷的过程也有着重要影响。因此,我们建议...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２世界页岩气主产区年产能［１７１??（注：除加拿大Ｍｏｎｔｅｎｅｙ和Ｍｕｓｋｗａ为２０１１－２０〗２年的产能，其余为２０１５年的产能）??

为４２．５０Ｘ１０１２ｍ３。中国富含有机质的页岩发育层系多、类型复杂、分布广阔、开??发潜力巨大，依据地质构造格局和页岩气生成藏储背景，中国可以大致划分出六大??页岩气藏区：上扬子及滇黔桂区、中一一下扬子及东南区、华北及东北区、西北区、??青藏区和海域区。??１．２．２世界的页岩....

图１－４中国页岩油气有利区［３３］??Ｆｉｇ．１－４?Ｆａｖｏｒａｂｌｅ?Ａｒｅａｓ?ｏｆ?Ｓｈａｌｅ?Ｏｉｌ?ａｎｄ?Ｓｈａｌｅ?Ｇａｓ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ１３３１??

０Ｘ１０８?ｍ３，２０１６年底页岩气年产量近乎翻翻达到了?７８．８２Ｘ?１０８?ｍ３成为世界第??三大页岩气产气国［３］。近年来，我国发展页岩气规模化商业生产的脚步越来越快，??全国己开发的页岩气井达六百余口，己探明页岩气储量也大幅度增加，进而拥有了??四大页岩气系统（涪陵、延长....

图１－５页岩中微裂缝［４１］??Ｆｉｇ．１－５?Ｍｉｃｒｏｆｒａｃｔｕｒｅｓ?ｉｎ?Ｓｈａｌｅ１４１１??

长：０．０１？０．１ｍ）和微型裂缝（宽：＜０．０１?ｍｍ，长：＜０．０１?ｍ）。??＿醪＿??（？＞?＃架矿物洧蚀形成》？缝，ｔｔ６４并．?＜ｂ＞骨架矿物之间的微裂缝，ＺＫ￣Ｈ￣丨并，?（＊０有机故耦粒与势石骨架矿ｉｆ之阏的??ｌ〇４．７ｍ?Ｉ?０２２．４９?ｍ?微裂缝，ＺＫ－Ｈ....

图１－６页岩中有机质纳米孔［４｜］??Ｆｉｇ．１－６?Ｏｒｇａｎｉｃ?Ｎａｎｏｐｏｒｅｓ?ｏｆ?Ｓｈａｌｅｓ１４１１??

?第一章绪论???（＊）有机质纳米孔？《６４井，Ｍ．６?ｍ?００拥Ｈ形有机质纳米孔，钱６４井，６０．６?ｍ?Ｕ?）不删形状纳米孔，《６４并，－．７?ｍ??（ｄ）有机质纳米孔周围散布黄铁矿顆粒，?（＊）弯月状有机质纳米孔，ＺＫ－ＩＩ－丨井，?⑴低成熟有机质不发育孔隙，ｚｉｃ－ｎ－１....

本文编号：4049234