頁巖油氣在頁巖孔隙中行為的分子模擬.pdf

1、隨著能源需求的持續(xù)增加和常規(guī)油氣資源的日趨枯竭，油氣的開采逐漸由常規(guī)油氣轉(zhuǎn)向了非常規(guī)油氣。頁巖油氣是典型的非常規(guī)油氣能源。由于頁巖油氣儲(chǔ)藏量巨大，故其勘探和開采等研究逐漸受到世界各國的重視。本文采用分子模擬方法研究了頁巖油氣的成因、擴(kuò)散機(jī)理和新開采技術(shù)等問題，為頁巖油氣行業(yè)的發(fā)展提供了理論指導(dǎo)和參考。論文的主要內(nèi)容如下:
　　(1)由于二氧化碳排放引起的溫室效應(yīng)越來越嚴(yán)重，因此科學(xué)家提出了使用二氧化碳驅(qū)替頁巖氣的新型開采方式，該技

2、術(shù)不但實(shí)現(xiàn)了頁巖氣開采的產(chǎn)量，還實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的封存。為此，采用GCMC模擬方法探究了使用CO2氣體驅(qū)替頁巖氣的過程，構(gòu)建了頁巖母質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)模型。通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比證實(shí)了其模型和方法的可靠性之后，進(jìn)行了系統(tǒng)的分子模擬研究，發(fā)現(xiàn)隨著二氧化碳注入壓力的增大，頁巖氣的置換量也隨之增加，同時(shí)二氧化碳被封存在頁巖中的量也增大。在相同二氧化碳注入壓力下，頁巖母質(zhì)的孔徑越大，頁巖氣驅(qū)替量也越大，二氧化碳封存量越大，但頁巖氣的置換率卻越小。最后，綜

3、合考慮甲烷置換量、二氧化碳封存量和甲烷置換率，筆者認(rèn)為1km是實(shí)施二氧化碳驅(qū)替頁巖氣的最佳地理深度。
　　(2)頁巖油的滲透系數(shù)與頁巖油在頁巖孔隙中的自擴(kuò)散是密不可分的，所以研究頁巖油在納米孔隙中的擴(kuò)散規(guī)律是非常有必要的。本文采用分子動(dòng)力學(xué)方法研究了頁巖油在頁巖孔隙中的吸附、擴(kuò)散等規(guī)律，為頁巖油勘探和開采提供理論指導(dǎo)。通過探究頁巖母質(zhì)中有機(jī)質(zhì)含量、頁巖油藏儲(chǔ)溫度、頁巖母質(zhì)層間距大小和頁巖油分子結(jié)構(gòu)等因素對(duì)頁巖孔隙中的頁巖油擴(kuò)散性質(zhì)