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页岩油在纳米级狭缝中吸附特征的分子动力学模拟

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【作者】 吴春正薛海涛卢双舫田善思

【Author】 Wu Chunzheng;Xue Haitao;Lu Shuangfang;Tian Shansi;School of Geosciences,China University of Petroleum(Eastern China);Research Institute of Unconventional Oil & Gas and Renewable Energy,China University of Petroleum(Eastern China);

【机构】 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院中国石油大学(华东)非常规油气与新能源研究院

【摘要】 利用分子动力学模拟方法研究了页岩油在纳米级有机质狭缝内和二氧化硅矿物狭缝内的吸附特征。在COMPASS(condensed-phase optimized molecular potential for atomistic simulation study)力场下模拟了355K、18 MPa(松辽盆地青山口组Ro=0.9%时的地质条件)条件下,混合烃类分子在纳米级狭缝内的吸附行为,对比了有机质和矿物的吸附能力以论证前人的研究,证明了模拟的正确性;分析了混合烃、各烃组分在二氧化硅狭缝和有机质狭缝中的密度分布特征及温度对有机质狭缝内烃分子吸附的影响。结果表明:(1)混合烃类分子在纳米级狭缝壁面处出现了3个较明显的吸附层,每个吸附层的厚度在0.4~0.5nm之间,且石墨烯单位面积的吸附能力约为石英的1.31倍;(2)由于竞争吸附作用,并非所有的烃类都在靠近固体壁面处吸附最多,那些容易扩散的气态烃和拥有特殊化学键的芳香烃更容易吸附在狭缝壁面处;(3)温度升高,使狭缝内混合烃类分子吸附相密度降低,但由于多组分竞争吸附作用的存在,并不是所有烷烃的密度峰值随着温度的升高而降低,5种混合烃类分子中的正构烷烃和支链烷烃的第1吸附层的密度峰值有所升高。

【基金】 国家科学技术重大专项(2016ZX05004-001;2016ZX05007-003);国家重点基础研究发展计划(国家973项目)(2014CB239005);国家自然科学基金项目(41572122;41330313)
【所属期刊栏目】 矿产地质 (2018年03期)
  • 【DOI】10.19509/j.cnki.dzkq.2018.0327
  • 【分类号】O647.31;TE662
  • 【下载频次】358
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