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页岩储集层中CO2与CH4的竞争吸附研究
目录
内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.2研究意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.3国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
研究方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
2.1样品采集与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
2.2实验设备与仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
2.3实验方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
页岩储集层特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
3.1页岩储集层结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
3.2页岩储集层孔隙结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
3.3页岩储集层表面性质．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
CO2与CH4在页岩储集层中的吸附行为．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
4.1吸附等温线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
4.2吸附动力学．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
4.3吸附热力学．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
CO2与CH4的竞争吸附研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
5.1竞争吸附机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
5.2竞争吸附模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
5.3竞争吸附影响因素．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
实验结果与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
6.1吸附量对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
6.2吸附速率对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
6.3吸附热力学参数对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
结果讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
7.1页岩储集层对CO2与CH4吸附的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
7.2CO2与CH4竞争吸附的相互作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
7.3页岩储集层中CO2与CH4吸附的优化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
1.内容综述
本研究聚焦于页岩储集层中二氧化碳（COsub2）与甲烷（CHsub4）的竞争吸附特性。通过实验分析，揭示了两种气体在储层中的吸附行为及其相互竞争的影响机制。研究采用先进的多孔材料模型模拟，结合热力学计算和分子动力学模拟方法，深入探讨了COsub2与CHsub4在不同温度、压力条件下的吸附性能差异。此外，还对吸附过程的动力学参数进行了详细分析，包括吸附速率和平衡吸附量等关键指标。研究结果表明，在高压条件下，COsub2表现出更强的吸附能力；而在低压环境下，CHsub4则占据了主导地位。这些发现不仅有助于优化储层开采技术，还能为未来碳捕获与封存（CCS）项目提供科学依据。
1.1研究背景
在全球能源需求日益增长和环境保护压力不断增大的背景下，非常规天然气资源如页岩气逐渐成为人们关注的焦点。页岩储集层作为页岩气的储藏空间，其地质特征复杂多变，且常常伴生有二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）等温室气体。这些气体在储集层中的赋存状态和相互作用机制，对于页岩气的有效开发和可持续利用具有重要意义。
近年来，随着对气候变化问题的深入研究，人们越来越关注温室气体
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