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石墨狭缝中甲烷吸附的分子动力学模拟刘冰,史俊勤,沈跃,张军引言计算物理随着油气资源的日趋紧缺和出于能源安全的考虑,页岩气作为潜力巨大的能源新领域已成为世界能源研究的热点之一瓹定义了现代页岩气的概念,指出吸附作用是页岩气聚集的基本方式之一,吸附气含量可占页岩气总含量的%~%.张金萂衔R逞移侵魈迳弦晕胶陀卫胱刺炒嬗谀嘁逞地层中的天然气聚集,,,能够更好地认识页岩气的赋存形式,,结果表明有机质的丰度、干酪根的类型及热成熟度、页岩的矿物性质、体系的温度和压力等都对甲烷的吸附储量有很大的影响。,,分子模拟方法已经成为研究受限空间中流体性质的一种有力工具,能在分子水平上提供实验上难以观察和检测到的吸附结构和动力学过程哺壳埃赜诩淄樵诠烫灞砻嫔衔叫形5难芯恳延泻芏啵绱踊境保护和甲烷有效存储的角度出发,人们对甲烷在碳纳米管、活性炭表面、分子筛、有机金属、配位聚合物等多孑虮砻嫖镏。中的有效吸附进行了研究,希望寻找一种有效的、经济的、安全的吸附剂材料;另外,国内外关于煤层气的分子模拟研究表明,在煤层储存条件下甲烷以吸附气形式存在,储层条件的不同对甲烷的吸附量具有较大的影响¨.然而,在复杂的油气藏储层条件下采用分子模拟方法进行页岩气吸附机理的相关研究则较少,虽然热恕АР捎梅肿佣ρD夥椒ㄑ芯苛讼练炜矶群臀露榷约淄樵谑练熘形的影响,,以闶练旖峁勾硪逞夷擅孜⒖住А埃芯考淄槠逶谝逞纳米微孔中的吸附现象,分析页岩纳米微孔中甲烷的微观结构,讨论微孔尺寸和储层温度对甲烷吸附的影响,旨在研究页岩气的吸附作用机理,:—摘要:用分子动力学模拟研究石墨狭缝中甲烷的吸附,,吸附层中甲烷具有类液特征,第一吸附层内甲烷中总有两个氢原子的连线与另外两个氢原子的连线分别位于平行于狭缝壁的两个平面内,游离层中甲烷呈现气体的特征;碳原子间的平均作用势说明吸附层中甲烷分子间结合能力大于游离层,吸附态是甲烷在石墨狭缝中的主要赋存形式之一;伦敦力以及由吸附层净电荷产生的电场力是甲烷吸附和分层的主要原因;甲烷的吸附量随狭缝宽度增大或温度升高而减少,当狭缝保淄榻鲆晕叫翁嬖冢淄樵诘谝晃讲阒械睦┥⒛芰ψ钊酢⒂卫氩阒凶钋浚淄槔┥⑾:甲烷;石墨狭缝;吸附;:文献标识码:基金项目:国家自然科学基金及中央高校基本科研业务费专项基金手钅作者简介:刘冰,男,博士,副教授,主要从事计算物理与油藏渗流研究,:.甤年收稿日期:——;修回日期:——ㄑ蹲髡撸赫啪珽—:獄畉琋
万方数据
模拟细节峁胩致的分子动力学运算,得到稳定的甲烷吸附构型,最后将控温方法改为热浴进行模拟计算采用软件