甲烷/二氧化碳在Na-蒙脫石中吸附擴(kuò)散行為的分子模擬

【摘要】：頁(yè)巖氣是一種重要的非常規(guī)天然氣資源,甲烷是頁(yè)巖氣最主要的組成成分,常以吸附態(tài)、游離態(tài)和溶解態(tài)等形式賦存于泥頁(yè)巖中,尤以吸附態(tài)為主。如何確定甲烷在泥頁(yè)巖中的吸附與遷移擴(kuò)散機(jī)理是頁(yè)巖氣資源評(píng)價(jià)和開采中非常復(fù)雜的問(wèn)題。泥頁(yè)巖的主要成分為粘土礦物,以蒙脫石、伊利石、高嶺石和綠泥石為主,其中蒙脫石因其具有最強(qiáng)的吸附性能,對(duì)甲烷的吸附貢獻(xiàn)最大,研究蒙脫石吸附甲烷和二氧化碳不僅具有深入的學(xué)術(shù)價(jià)值,更具有主要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文應(yīng)用分子力學(xué)、蒙特卡洛和分子動(dòng)力學(xué)相結(jié)合的方法探討了甲烷和二氧化碳在不同埋藏深度下Na-蒙脫石中的吸附行為及遷移擴(kuò)散,對(duì)計(jì)算結(jié)果分析,結(jié)果如下： (1)隨著水化程度的增加,Na-蒙脫石體積增大、密度減小,Na-蒙脫石穩(wěn)定構(gòu)型中層間水分子更加均勻的分布于層間域中、鈉離子偏離層中央向類質(zhì)同象替代位置靠近、硅氧四面體和鋁氧八面體由規(guī)則多面體變?yōu)椴灰?guī)則多面體。 (2)吸附能和吸附量隨著埋藏深度的增加先增加后減小,吸附量隨著Na-蒙脫石的水化程度的增加先增加后減小,甲烷和二氧化碳在Na-蒙脫石層間發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附。 (3)在埋藏深度約為2km時(shí)在頁(yè)巖氣藏中二氧化碳置換甲烷效果較為理想,埋藏深度約為4km時(shí)置換效果較差。 (4)Na-蒙脫石吸附甲烷構(gòu)型中甲烷較為對(duì)稱的分布于層中央兩側(cè)；而吸附甲烷/二氧化碳構(gòu)型中甲烷和二氧化碳分別主要分布于粘土片層中央的兩側(cè)。 (5)隨著儲(chǔ)層埋藏深度的增加,地層溫度升高,層間粒子自擴(kuò)散系數(shù)增大。 (6)由于二氧化碳的存在,層間粒子受到層間水的水化作用和粘土片層的吸引力作用減弱,自擴(kuò)散系數(shù)增大,尤其是甲烷和鈉離子變化更加明顯 (7)在泥頁(yè)巖儲(chǔ)層蒙脫石中利用二氧化碳驅(qū)替置換甲烷具有合理性和可行性。 【關(guān)鍵詞】：蒙脫石 吸附 頁(yè)巖氣 分子模擬
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P618.13
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征11
• 1.3 蒙脫石研究概述11-15
• 1.3.1 概述11-12
• 1.3.2 研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容、方法及創(chuàng)新點(diǎn)15-18
• 1.4.1 本文的研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4.2 本文的研究方法16
• 1.4.3 本文的創(chuàng)新點(diǎn)16-18
• 第二章 分子模擬方法及其模擬軟件介紹18-22
• 2.1 分子模擬方法18-20
• 2.1.1 分子力學(xué)18
• 2.1.2 蒙特卡洛18-19
• 2.1.3 分子動(dòng)力學(xué)19-20
• 2.2 模擬軟件Materials Studio20-22
• 2.2.1 基本環(huán)境——MS Visualizer20
• 2.2.2 計(jì)算模塊20-22
• 第三章 吸附劑、吸附質(zhì)模型的構(gòu)建及其構(gòu)型優(yōu)化22-30
• 3.1 吸附劑、吸附質(zhì)模型的構(gòu)建22-24
• 3.1.1 吸附劑模型的構(gòu)建22-24
• 3.1.2 吸附質(zhì)模型的構(gòu)建24
• 3.2 構(gòu)型優(yōu)化24-30
• 3.2.1 力場(chǎng)參數(shù)選擇24-25
• 3.2.2 位能模型的選取25-26
• 3.2.3 結(jié)果分析26-30
• 第四章 甲烷和二氧化碳在Na-蒙脫石中的吸附行為30-36
• 4.1 參數(shù)設(shè)置30
• 4.2 結(jié)果分析30-36
• 4.2.1 吸附能30-32
• 4.2.2 吸附量32-36
• 第五章 甲烷和二氧化碳在Na-蒙脫石中的擴(kuò)散行為36-72
• 5.1 參數(shù)設(shè)置36
• 5.2 結(jié)果分析36-72
• 5.2.1 層間粒子分布36-49
• 5.2.2 徑向分布函數(shù)49-66
• 5.2.3 層間粒子自擴(kuò)散66-72
• 第六章 結(jié)論與建議72-74
• 6.1 結(jié)論72-73
• 6.2 建議73-74
• 參考文獻(xiàn)74-82
• 致謝82-83
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄83

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

福特沃斯盆地Barnett頁(yè)巖氣藏特征及啟示    聶海寬;張金川;張培先;宋曉薇;

膨潤(rùn)土對(duì)鈾的吸附研究    劉艷;易發(fā)成;王哲;

有機(jī)改性膨潤(rùn)土防滲抗污染性能的研究進(jìn)展    林國(guó)慶,鄭西來(lái),崔俊芳

高分子科學(xué)中的計(jì)算機(jī)模擬    劉欣,顧宜

鈣鈉基蒙脫石鋁柱撐的制備和表征    馬熾麗;田承圣;曾凡桂;

不同制備方法對(duì)鋁柱撐蒙脫石性能的影響    馬熾麗;田承圣;曾凡桂;

鉀基蒙脫石的分子力學(xué)和分子動(dòng)力學(xué)模擬    王進(jìn);王軍霞;曾凡桂;

四乙基溴化銨和十八烷基三甲基氯化銨協(xié)同作用下有機(jī)改性蒙脫石制備工藝條件研究    邱俊;楊芳芳;李靜靜;呂憲俊;

分子計(jì)算科學(xué)——化學(xué)工程新的生長(zhǎng)點(diǎn)    劉志平,黃世萍,汪文川

分子模擬在化工應(yīng)用中的若干問(wèn)題及思考    朱宇,陸小華,丁皓,王俊,王延儒,時(shí)鈞

PVA/MMT復(fù)合材料結(jié)構(gòu)性能研究    楊魁;李貞;

改性膨潤(rùn)土在膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)中的應(yīng)用    劉勇;

蒙脫土對(duì)重金屬離子吸附的研究進(jìn)展    臧運(yùn)波;

非金屬礦物材料處理含磷廢水的研究現(xiàn)狀    王偉;杭小帥;張毅敏;依艷麗;

淀粉/丙烯酸鹽/鈉基膨潤(rùn)土高吸水樹脂的制備研究    吳建寧;孟桂花;劉志勇;張玲;

膨潤(rùn)土制備高效活性白土的研究    舒明勇;劉光輝;

體相CO_2約化自擴(kuò)散系數(shù)的標(biāo)度律關(guān)聯(lián)模型    賀鵬;朱吉?dú)J;劉輝;黃世萍;

鈦白表面苯乙烯固相接枝改性    毋偉,盧壽慈

首飾鑄粉性能研究    王音青,繆曜昌

膨潤(rùn)土用于反芻動(dòng)物的飼料添加劑    翟永功，王焰，原積友

頁(yè)巖氣藏水平井壓力動(dòng)態(tài)特征    李建秋;段永剛;

遼寧朝陽(yáng)膨潤(rùn)土的鈉化改型研究    宋昱;封祿田;石爽;閆碧瑩;

有機(jī)膨潤(rùn)土在石油污染土壤生物修復(fù)中的應(yīng)用    王文婷;王云海;趙景聯(lián);

NH_3和NO在MnO(111)表面的吸附行為    朱麗麗;黃碧純;葉代啟;

利用十二烷基苯磺酸鹽制備有機(jī)蒙脫石    封祿田;赫秀娟;石照信;王思林;

一種制備碳納米管的新方法    鄭舉功;陳泉水;楊婷;

摩擦材料中碳素材料的作用及機(jī)理研究    易漢輝;

MD模擬溫度對(duì)HTPB/AL結(jié)合能的影響    梅林玉;劉亞青;付一政;

不同吸附劑對(duì)黃曲霉毒素B_1吸附能力的體外研究    李娟娟;索德成;蘇曉鷗;

遼寧某膨潤(rùn)土鈉化改型研究    郭嘉;李彩霞;任瑞晨;

烷基銨在蒙脫石層間的吸附及其對(duì)蒙脫石/烷基銨結(jié)構(gòu)和凝膠性能的影響    陳平

木質(zhì)素及其模型物在不同熱化學(xué)環(huán)境下的解構(gòu)    劉江燕

微化蒙脫土懸浮液的制備及其處理材性能和表征    姜卸宏

巖石微孔隙中氣體吸附、鏈狀分子運(yùn)移的計(jì)算模擬及其油氣地質(zhì)意義    楊侃

鈦交聯(lián)蒙脫石多孔材料的復(fù)合制備與層間結(jié)構(gòu)研究    劉濤

分子模擬輔助研究氨芐青霉素殘留快速檢測(cè)免疫傳感器的特異性    王明華

生物分子在納米材料表面的吸附及納米孔道中的輸運(yùn)行為    沈嘉煒

蛋白質(zhì)在不同界面的識(shí)別、吸附及穩(wěn)定性研究    陳欣

油氣資源豐度模擬方法研究與應(yīng)用    謝紅兵

改性吸附材料對(duì)惡臭氣體的吸附效應(yīng)與機(jī)理研究    劉南

粘土礦物負(fù)載牛血清白蛋白的研究    呂東琴

聚合物微器件超聲波聯(lián)接機(jī)理與方法研究    馮余其

遼西某膨潤(rùn)土礦提純與凝膠工藝研究    蔣思

有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)水中克百威的吸附研究    任娟

纖維素超臨界水解制取還原糖的研究    張明玉

白土的改性及催化法脫除芳烴中的烯烴    曾憲松

硯山膨潤(rùn)土的改型及其對(duì)含磷廢水的吸附研究    王麗芹

紅壤—水溶液體系中Cr（Ⅵ）的吸附特性研究    蘆鵬

基于人工甜味受體模型的甜味識(shí)別機(jī)理研究    武雯

二酮與醇二元體系過(guò)量性質(zhì)研究    王一鶴

四川盆地頁(yè)巖氣藏和連續(xù)型-非連續(xù)型氣藏基本特征    劉樹根;曾祥亮;黃文明;馬文辛;

硅鋯層柱蒙脫石的合成及熱穩(wěn)定性    賈定先,李棟藩,張盈珍

高質(zhì)量濃度苯胺工業(yè)廢水的治理    王中麟,黃京生

土壤有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體的研究進(jìn)展    魏朝富,謝德體,李保國(guó)

柱撐粘土礦物材料的晶體結(jié)構(gòu)和晶體化學(xué)特征    陸琦,雷新榮,湯中道,劉惠芳

中國(guó)南方志留系底部?jī)?yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育的構(gòu)造-環(huán)境模式    王清晨;嚴(yán)德天;李雙建;

新疆某地鈉蒙脫石的季銨鹽處理與插層復(fù)合物制備    孫紅娟,彭同江,劉福生,李國(guó)武

氧化鋁柱撐蒙脫石的合成及初步表征    王麗英,孫忠

插層型粘土復(fù)合材料的制備與研究現(xiàn)狀    曹明禮,余永富,袁繼祖,于陽(yáng)輝,車麗萍

多孔有機(jī)膨潤(rùn)土顆粒研制及對(duì)PO_4~(3-)的吸附研究    楊瑩琴,宋力,馬萬(wàn)山

鋁基、鈦基柱撐蒙脫石納米多孔材料的研究    翁國(guó)堅(jiān)

有機(jī)蒙脫石制備工藝優(yōu)化及結(jié)構(gòu)變化規(guī)律研究    宋美寧

短期NaCl脅迫對(duì)不同小麥品種幼苗K~+吸收和Na~+、K~+積累的影響    王曉冬;王成;馬智宏;侯瑞鋒;高權(quán);陳泉;

NA樣本最近鄰密度估計(jì)的相合性    楊善朝

Na~+在植物中的有益作用    李三相;周向睿;王鎖民;

Na~＋─H~＋交換與血管平滑肌細(xì)胞增殖    常英姿

NA樣本回歸函數(shù)遞歸型估計(jì)的強(qiáng)相合性    李永明,王榮太

四翅濱藜耐鹽性及植株Na~+吸收量初報(bào)    單娜娜;胡偉;

耐鹽性不同的小麥根和根莖結(jié)合部的拒Na~+作用    楊洪兵,丁順華,邱念偉,王寶山,崔大勇

NaCl脅迫對(duì)阿月渾子各器官Na~+、K~+吸收的影響    克熱木·伊力,袁琳,馬合木提·卡熱

武漢上空背景Na層長(zhǎng)期變化和夜間變化特征的激光雷達(dá)觀測(cè)研究    彭才華;易帆;張紹東;

200mmoL/L NaCl脅迫對(duì)鹽芥Na~+含量的影響    劉艷;

不同類型抗鹽植物K~+、Na~+選擇性的研究    高永生;王鎖民;鄭文菊;任繼周;張承烈;

鹽堿脅迫下水稻體內(nèi)Na~+、K~+響應(yīng)    王志春;楊福;梁正偉;陳淵;

小麥質(zhì)膜Na~+/ H~+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)體基因的分離    王化波;劉冬成;張愛民;

Nave Bayes Ensemble Learning based on Oracle Selection    

U(Ⅵ)在Na長(zhǎng)石上的吸附行為研究    張昱瑩;范橋輝;吳王鎖;

番茄堿對(duì)人紅細(xì)胞膜Na~+-K~+-ATPase活性影響的研究    段江燕;張金紅;

NA干擾技術(shù)及其在2型糖尿病中的應(yīng)用    李京艷;崔景秋;馮憑;

除鹽系統(tǒng)“漏Na~+”對(duì)離子交換的影響及其對(duì)策    錢玉寶;

鹽脅迫下胡楊調(diào)控細(xì)胞內(nèi)K~+/Na~+平衡的生理和信號(hào)機(jī)制    孫健;王美娟;丁明全;鄧澍榮;陳少良;

優(yōu)秀短道速滑運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞Na~+,K~+-ATP酶的活性特征    高維緯;臧廣悅;

NA小說(shuō)童書出版商的下一個(gè)熱點(diǎn)    商報(bào)記者 渠競(jìng)帆

小麥Na~+/H~+逆轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的功能分析    許海霞

棉花液泡型Na～+/H～+逆向運(yùn)轉(zhuǎn)體基因的克隆、功能鑒定及其在耐鹽性中的重要作用    吳長(zhǎng)艾

Na～+/H～+交換器-1核酶對(duì)缺氧大鼠肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞凋亡及凋亡相關(guān)基因表達(dá)的影響    陸俊羽

長(zhǎng)穗偃麥草Na～+/H～+反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的分離與功能分析    喬衛(wèi)華

半導(dǎo)體泵浦的高功率Yb，Na：CaF_2激光器特性的研究    葛文琦

血漿RNA和PBMCs DNA HIV-1耐藥準(zhǔn)種多態(tài)性和分子進(jìn)化研究    焦麗燕

BiFeO_3與ANbO_3（A=K，Na，Li）固溶體陶瓷的多鐵特性及磁電耦合性質(zhì)研究    霍紹新

Na～+/H～+交換蛋白1抑制劑抗糖基化終末產(chǎn)物所致內(nèi)皮損傷的作用及機(jī)制研究    宋濤

關(guān)鍵天體反應(yīng)~(18)Ne（α，p）~(21)Na的實(shí)驗(yàn)研究    張立勇

小麥拒Na～+機(jī)理的研究    楊洪兵

木欖Na~+/H~+逆向運(yùn)輸?shù)鞍谆虻目寺?nbsp;   郭慶水

水稻液泡膜Na~+/H~+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因OsNHX2的功能分析    滕新霞

外源H_2S對(duì)鹽脅迫下小麥生長(zhǎng)及Na~+吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的效應(yīng)    鮑敬

菊花Na~+/H~+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的克隆、功能驗(yàn)證及表達(dá)分析    劉亞欣

紫花苜蓿Na～+/H～+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的分離與鑒定    安寶燕

硫化氫調(diào)控鹽脅迫下楊樹根系K~+/Na~+平衡的研究    朱會(huì)朋

菊芋液泡膜Na~+/H~+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的克隆及其轉(zhuǎn)基因煙草的耐鹽性研究    嚴(yán)一諾

關(guān)于Na系連體詞和“的”型Na形容詞的比較研究——修飾名詞的場(chǎng)合    姜玥

擇優(yōu)取向型K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3陶瓷厚膜制備及性能研究    呂蒙普