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地层条件下页岩有机质孔隙内CO2与CH4竞争吸附的分子模拟
  • ISSN号:1000-0747
  • 期刊名称:《石油勘探与开发》
  • 时间:0
  • 分类:TE122[石油与天然气工程—油气勘探]
  • 作者机构:[1]中国石油勘探开发研究院, [2]国家能源致密油气研发中心, [3]中国石油天然气集团公司油气储层重点实验室, [4]北京化工大学化学工程学院
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973项目)“中国陆相致密油(页岩油)形成机理与富集规律”(2014CB239000); 国家科技重大专项“岩性地层油气藏成藏规律; 关键技术及目标评价”(2011ZX05001)
中文摘要:

为研究CH4与CO2分子在页岩有机质中的竞争吸附机理,以四川盆地下志留统龙马溪组页岩为研究对象,基于聚焦离子束扫描电镜及氮气吸附仪的表征结果构建了分子模拟的层柱孔隙模型,利用巨正则系综蒙特卡洛法(GCMC)研究了地层温度、压力条件下有机质纳米孔隙中CH4的吸附规律,并重点研究了CO2与CH4竞争吸附的规律。研究表明:龙马溪组页岩有机质内大量发育纳米孔隙,孔隙连通性好,是吸附气重要的储集空间;温度降低、压力升高能增加CH4吸附量,地层条件下若出现超压会显著提高CH4吸附气量;CO2具有较强的竞争吸附能力,温度与压力的共同升高使CO2与CH4选择系数迅速降低,页岩气埋深越大则CO2与CH4选择系数越低。页岩气开发在流体压力下降到一定程度时再进行CO2驱替会取得较好的效果。

英文摘要:

To reveal competitive absorption behavior between CH4 and CO2 in organic matter(OM) nanopores,OM pore structure was first characterized using focused ion beam?scanning electron microscope(FIB-SEM) and pore-size distribution was studied using N2 adsorption,using Lower Silurian Longmaxi shale in Sichuan Basin as sample.Then a simplified pillar-layer model was used to study CH4 adsorption behavior and competitive adsorption effect between CO2 and CH4,using grand canonical Mote Carlo(GCMC) method.Research indicates that nanopores with good connectivity widely exist in OM,offering important storage space for absorbed shale gas.The amount of absorbed CH4 can increase with lower temperature and increased pressure,and overpressure will significantly increase the amount of CH4 absorbed underground; CO2 shows high competitive absorption ability; CO2/CH4 selectivity coefficient decreases dramatically with increasing temperature or pressure,or both,and it corresponds to deeper burial depth.CO2 EGR during shale gas exploration will be more efficient if it is conducted after the pressure drops to a certain degree.

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期刊信息
  • 《石油勘探与开发》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国石油天然气集团公司
  • 主办单位:中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院 中国石油集团科学技术研究院
  • 主编:戴金星
  • 地址:北京市海淀区学院路20号中国石油勘探开发研究院文献中心数据楼605室
  • 邮编:1888400083
  • 邮箱:huweiwei@petrochina.com.cn
  • 电话:010-83595762
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0747
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2360/TE
  • 邮发代号:82-155
  • 获奖情况:
  • 13次获“百种中国杰出学术期刊”奖,2008—2015年...,2008年、2011年、2014年,连续3届入选“中国精品...,2009年、2011年、2013年、2015年、2017年,连续5...,2012年—2016年,连续5次入选“中国最具国际影响...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国地质文献预评数据库,美国科学引文索引(扩展库),美国石油文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35883