正十七烷在伊利石狭缝孔隙中的吸附与赋存规律研究

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作者 马立涛 李洋冰 +4 位作者 黄英 刘成 张群 陈韵 唐鑫 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期29-38,共10页

采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)和分子动力学(MD)方法,利用Materials Studio 2020构建了4 nm、8 nm、15 nm和50 nm的伊利石狭缝孔隙模型,对研究区北部湾盆地涠西南凹陷区流二段油页岩原油主体组分正十七烷(CH 3(CH 2)15 CH 3)进行了吸附规律... 采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)和分子动力学(MD)方法,利用Materials Studio 2020构建了4 nm、8 nm、15 nm和50 nm的伊利石狭缝孔隙模型,对研究区北部湾盆地涠西南凹陷区流二段油页岩原油主体组分正十七烷(CH 3(CH 2)15 CH 3)进行了吸附规律和扩散现象研究。研究表明,原油的吸附能力受到压力和孔径的影响较大,受温度影响相对较小。大孔径模型可以提供更多赋存空间,大量的吸附位导致大孔径模型的容纳能力强于小孔径模型的吸附能力,当狭缝孔壁吸附位被大量占据时,原油主要以游离态赋存于狭缝孔中。相同边界条件和温压条件下,绝对吸附量随着压力的增大而增加,绝对吸附量随着温度的增加呈递减趋势;烷烃在吸附和扩散运移中,分子总是向着狭缝片层方向运动,在狭缝壁面附近形成吸附层,4 nm、8 nm、15 nm和50 nm的伊利石狭缝孔中出现2个吸附层,距离孔隙中心分别约0.34 nm,3.67 nm,7.25 nm和24.21 nm处,最大吸附密度分别为0.40 g/cm 3,0.40 g/cm 3,0.28 g/cm 3和0.37 g/cm 3;烃类物质在页岩中的赋存状态主要可分为3个区,孔径小于2.3 nm的小分子吸附区,2.3~3.9 nm为强吸附区,大于3.9 nm为弱吸附区,伊利石对正十七烷的吸附行为均为物理吸附。 展开更多

关键词 伊利石 吸附模拟 分子扩散运动 狭缝孔 赋存状态 涠西南凹陷

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高岭石和伊利石表面润湿性的分子动力学研究 被引量：11

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作者 薛荣 邓倩 +2 位作者 陆现彩 张立虎 张迎春 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期594-602,共9页

粘土矿物广泛分布于地表土壤和沉积地层中,粘土矿物的表面润湿性与泥质烃源岩的油气初次运移、土壤中污染物的赋存形式和活动性等重要过程密切相关。本文着眼于探究泥质烃源岩中粘土矿物表面润湿性对初次排烃的影响,分别构建了由高岭石... 粘土矿物广泛分布于地表土壤和沉积地层中,粘土矿物的表面润湿性与泥质烃源岩的油气初次运移、土壤中污染物的赋存形式和活动性等重要过程密切相关。本文着眼于探究泥质烃源岩中粘土矿物表面润湿性对初次排烃的影响,分别构建了由高岭石和伊利石基面构成的狭缝型孔隙,采用分子动力学方法研究孔隙体系中有机分子癸烷和水的分布情况,分析了纯水和低盐度孔隙流体条件下表面润湿性的差别以及烷烃、醇、苯等不同有机物在矿物表面分布的不同趋势。研究表明:伊利石表面总是表现出亲水性,而高岭石的两种表面具有不同的润湿性,羟基面更加亲水;Na Cl会使粘土的硅氧面由部分亲水向完全亲水转变;另外,有机质的类型不同,极性有机分子在倾向于吸附在粘土表面的同时,还受其他有机分子聚集的影响而呈现不同的分布。 展开更多

关键词 润湿性 分子动力学 粘土矿物 狭缝型孔隙

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脱硫建筑石膏水化特性与机理分析 被引量：13

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作者 刘云霄 张春苗 +4 位作者 赵洁 周恩泉 孙毅 蔡磊 张恒 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2583-2587,共5页

煅烧后的脱硫石膏即脱硫建筑石膏在水化时具有水化速度快、对缓凝剂不敏感、保水性差的特点,对比天然建筑石膏,分析以上特性产生的原因。结果表明:脱硫建筑石膏颗粒较大的内比表面积,无定形相(一种比β-半水石膏结晶颗粒小得多的相)及... 煅烧后的脱硫石膏即脱硫建筑石膏在水化时具有水化速度快、对缓凝剂不敏感、保水性差的特点,对比天然建筑石膏,分析以上特性产生的原因。结果表明:脱硫建筑石膏颗粒较大的内比表面积,无定形相(一种比β-半水石膏结晶颗粒小得多的相)及狭缝孔的存在,导致水化反应迅速;狭缝孔隙的存在影响缓凝剂的作用效果,适当粉磨将脱硫建筑石膏颗粒中狭缝孔隙打开,使之对缓凝剂的吸附效果提高,缓凝剂作用效果改善;脱硫石膏矿物杂质含量少于天然石膏,是一种硫酸钙含量较高的石膏,在煅烧不完全、标准稠度需水量较大时仍具有较高强度。 展开更多

关键词 脱硫石膏 水化特性 狭缝孔 无定形相

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狭缝孔内甲烷蒸汽重整化学平衡的分子模拟 被引量：2

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作者 彭璇 汪文川 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1530-1534,共5页

采用反应蒙特卡罗方法研究了狭缝孔内甲烷蒸汽重整反应的化学平衡.模拟中将CH4,CO和H2均描述成球形LJ分子,H2O和CO2分子的势能分别采用TIP4P和EMP2模型计算.狭缝孔壁与LJ点位之间的相互作用采用Steele的10-4-3模型计算.由于没有狭缝孔... 采用反应蒙特卡罗方法研究了狭缝孔内甲烷蒸汽重整反应的化学平衡.模拟中将CH4,CO和H2均描述成球形LJ分子,H2O和CO2分子的势能分别采用TIP4P和EMP2模型计算.狭缝孔壁与LJ点位之间的相互作用采用Steele的10-4-3模型计算.由于没有狭缝孔内该反应的实验数据,因此比较了用经典热力学预测与RCMC方法得到的主体相平衡组成.两种方法得到的结果比较吻合,表明采用RCMC方法预测孔内的化学平衡是可靠的.讨论了其它工艺条件对孔内化学平衡的影响. 展开更多

关键词 狭缝孔 甲烷蒸汽重整 反应蒙特卡罗 化学平衡 分子模拟

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柴达木盆地英西地区渐新统下干柴沟组上段储层微观孔隙结构特征 被引量：5

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作者 夏青松 陆江 +5 位作者 杨鹏 张昆 杨朝屹 聂俊杰 朱云舫 李立芳 《岩性油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期132-144,共13页

柴达木盆地英西地区渐新统下干柴沟组上段为“自生自储”型油气藏。利用X射线衍射全岩矿物含量分析、薄片鉴定、扫描电镜观察、二氧化碳吸附、氮气吸附/脱附、高压压汞、核磁共振、自发渗吸等实验手段,系统分析柴达木盆地英西地区渐新... 柴达木盆地英西地区渐新统下干柴沟组上段为“自生自储”型油气藏。利用X射线衍射全岩矿物含量分析、薄片鉴定、扫描电镜观察、二氧化碳吸附、氮气吸附/脱附、高压压汞、核磁共振、自发渗吸等实验手段,系统分析柴达木盆地英西地区渐新统下干柴沟组上段储层特征,精细表征了其微观孔隙结构特征。研究结果表明:(1)英西地区渐新统下干柴沟组上段储层为细粒沉积岩,其矿物成分主要为白云石和铁白云石等碳酸盐,含有长石、石英等陆源碎屑,伊蒙混层和伊利石等黏土矿物。(2)研究区储集岩整体较为致密,孔隙度为1.0%~14.5%,平均为4.0%,渗透率为0.011~6.146 mD,平均为0.125 mD,具有低孔特低渗特征。(3)研究区储集岩的孔隙类型以晶间孔、溶蚀孔、溶洞和裂缝为主,储层孔隙形态为平行狭缝型。(4)研究区微孔的质量体积平均为0.005 6 mL/g,占总孔的质量体积的34.70%;中孔的质量体积平均为0.006 6 mL/g,占总孔体积的40.84%,宏孔的质量体积相对较小,为0.003 9 mL/g,占总孔体积的24.46%,因此,对岩石储集性贡献最大的为中孔,其次是微孔。 展开更多

关键词 晶间孔 低孔特低渗 平行狭缝型孔隙形态 吸附/脱附实验 核磁共振 下干柴沟组上段 渐新统 英西地区 柴达木盆地

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分子动力学模拟狭缝炭孔内的毛细相变现象

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作者 刘涛 袁佩青 +1 位作者 刘洪来 袁渭康 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期116-119,共4页

采用约束恒温NVT系综分子动力学方法模拟了乙烯在不同孔径狭缝炭孔内的相变现象,并通过临界指数率和中线定律外推了相应的相变临界点。乙烯分子间的相互作用采用Le-nnard-Jones模型,乙烯分子与炭孔墙的相互作用则采用10-4-3模型。研究发... 采用约束恒温NVT系综分子动力学方法模拟了乙烯在不同孔径狭缝炭孔内的相变现象,并通过临界指数率和中线定律外推了相应的相变临界点。乙烯分子间的相互作用采用Le-nnard-Jones模型,乙烯分子与炭孔墙的相互作用则采用10-4-3模型。研究发现,狭缝炭孔内发生相变的真正原因是吸附内层局部密度的突变。由于狭缝炭孔墙的作用,孔内相变与体相中的汽液相变有很大差异,进而导致孔内相变的临界点与体相中汽液相变临界点有很大差异,且孔径越小,差异越大。 展开更多

关键词 分子动力学 狭缝炭孔 毛细相变 临界点 乙烯 临界指数率 Lennard—Jones模型 等温吸附

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硬壁狭缝中硬球流体的密度泛函理论研究

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作者 张立红 李英峰 +1 位作者 张军 卢贵武 《石油大学学报（自然科学版）》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期144-146,共3页

用Rosenfeld密度泛函理论对由两平行硬墙约束的硬球流体系统进行了研究,计算了不同墙距离之间硬球流体的密度分布。结果表明,靠近狭缝,硬球流体的密度最大;在距硬壁一个分子直径附近也出现一个密度极大值;在两硬壁的中间位置,流体的密... 用Rosenfeld密度泛函理论对由两平行硬墙约束的硬球流体系统进行了研究,计算了不同墙距离之间硬球流体的密度分布。结果表明,靠近狭缝,硬球流体的密度最大;在距硬壁一个分子直径附近也出现一个密度极大值;在两硬壁的中间位置,流体的密度较小且变化平缓。虽然该研究采用的模型及研究对象与前人有所不同,但计算结果与文献中的蒙特卡罗模拟结果基本一致。 展开更多

关键词 密度泛函理论 硬球流体 硬壁狭缝

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一种从吸附等温线计算固体中平板型孔径的新方法 被引量：1

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作者 陈晓立 《中国纺织大学学报》 CSCD 1996年第4期104-110,共7页

根据表面热力学原理,假定固体中间隙孔为平板型,推导出从多孔固体在液氮温度物理吸附氮气的等温线脱附分支计算其间隙孔径的方程。对用不同方法(经典方法、BB方法和本文方法)计算结果进行了比较。计算结果表明:在o<p/p_s<1范围内... 根据表面热力学原理,假定固体中间隙孔为平板型,推导出从多孔固体在液氮温度物理吸附氮气的等温线脱附分支计算其间隙孔径的方程。对用不同方法(经典方法、BB方法和本文方法)计算结果进行了比较。计算结果表明:在o<p/p_s<1范围内,用本文方法和BB方法计算出的孔直径(d_T和d_H)都大于用经典方法计算出的孔直径d_C;在p/p_s<0.71时,d_T>d_H;在p/p_s>0.71时,d_T>d_H;在p/p_s趋近于1时,BB方法和本文方法与经典方法趋于相同。 展开更多

关键词 固体 物理吸附 等温线 平板型间隙孔 计算

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石墨狭缝吸附页岩气的分子模拟 被引量：11

9

作者 何映颉 杨洋 +1 位作者 张廷山 伍坤宇 《岩性油气藏》 CSCD 北大核心 2016年第6期88-94,共7页

为了深入了解页岩储层中有机质层状孔隙对甲烷的微观吸附机理,利用分子模拟软件构建了石墨狭缝模型来表征有机质层状孔隙,并运用巨正则蒙特卡罗、分子力学及分子动力学等方法模拟了扬子板块早古生代页岩储层在埋深为2~4 km的条件下,石... 为了深入了解页岩储层中有机质层状孔隙对甲烷的微观吸附机理,利用分子模拟软件构建了石墨狭缝模型来表征有机质层状孔隙,并运用巨正则蒙特卡罗、分子力学及分子动力学等方法模拟了扬子板块早古生代页岩储层在埋深为2~4 km的条件下,石墨狭缝对甲烷的吸附性能。结果表明：石墨狭缝对甲烷的吸附是物理吸附;随温度和压力的增加,其吸附量呈现出先急剧增加后缓慢增加再减小的趋势;当页岩气藏埋深为2~4 km时,页岩储层中有机质层状孔隙对甲烷的吸附量缓慢增加,并且在埋深为4 km时达到最大,因此4 km为页岩气最优埋深;甲烷沿石墨狭缝壁法线方向出现明显的吸附分层现象,其相对密度呈对称分布的趋势,而且随埋深的增加而有所减小;甲烷的自扩散系数随埋深的增加而增大,与吸附热及吸附量的变化原因一致。 展开更多

关键词 页岩气 吸附 扩散 纳米孔隙 石墨狭缝 分子模拟

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氮气和氧气在膜表面和狭缝孔内平衡吸附的分子模拟 被引量：5

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作者 王淑梅 高光华 +1 位作者 于养信 王晓琳 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期2113-2116,共4页

采用巨正则系综的Monte Carlo方法(GCMC)模拟常温(T=303 K)下,氮气和氧气在具有狭缝状膜孔的碳膜内的吸附.气体分子之间、气体分子与膜原子之间的相互作用均采用Sh ifted-Lennard-Jones势能模型.研究了303 K和10 MPa下,不同膜厚度和膜... 采用巨正则系综的Monte Carlo方法(GCMC)模拟常温(T=303 K)下,氮气和氧气在具有狭缝状膜孔的碳膜内的吸附.气体分子之间、气体分子与膜原子之间的相互作用均采用Sh ifted-Lennard-Jones势能模型.研究了303 K和10 MPa下,不同膜厚度和膜孔宽度时氧气在膜面和膜孔内的密度分布以及303 K和压力从1 MPa到10 MPa变化时,氮气和氧气在狭缝膜孔内超额吸附等温线.实验结果表明,膜孔端口效应显著,膜厚和膜孔宽度对孔内吸附影响较大,而膜构型对膜面吸附影响显著. 展开更多

关键词 MONTE CARLO模拟 碳膜 狭缝 气体吸附

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煤中CH_(4)渗透率估算方法研究 被引量：3

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作者 李文睿 赵耀耀 +1 位作者 王登科 刘鹏 《矿业科学学报》 CSCD 2022年第2期185-192,共8页

煤体内部气体流通路径主要由裂隙和孔隙构成,是典型的双重气路结构。为便于量化不同尺度气路的气体传输视渗透率,一般采用单一气路的孔隙或裂隙气路结构来建立渗透率数学模型。随着微结构表征技术的发展,对煤体内部裂隙和孔隙结构的表... 煤体内部气体流通路径主要由裂隙和孔隙构成,是典型的双重气路结构。为便于量化不同尺度气路的气体传输视渗透率,一般采用单一气路的孔隙或裂隙气路结构来建立渗透率数学模型。随着微结构表征技术的发展,对煤体内部裂隙和孔隙结构的表征更加精确,基于单一气路建立的渗透率模型显然不够精确。因此,本文将微米级气路结构简化为裂隙和孔隙两种形态,运用高精度CT技术获取孔隙、裂隙结构在总气路中的体积占比,即孔隙率、裂隙率;将参数代入渗透率统计分布模型,进而求得孔-裂隙整体视渗透率;将基于单一气路结构的孔隙视渗透率、裂隙视渗透率和双重气路结构的总视渗透率计算结果进行比较分析。结果表明:裂隙视渗透率会高估实际视渗透率,孔隙视渗透率会低估实际视渗透率,孔-裂隙双重结构视渗透率处于二者之间。从单一气路结构与双重气路结构的视渗透率计算相对偏差均值来看,基于孔隙气路的视渗透率相对偏差均值都未超过50%,更接近于实际双重气路结构的视渗透率。 展开更多

关键词 孔隙 裂隙 统计分布 视渗透率 相对偏差

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