深部炭層におけるナノ閉じ込めメタン貯蔵機構：濡れ性連成型簡易局所密度モデル

科学分野:

• 地球化学
• 石油工学
• 材料科学

背景:

• ナノポアは深部炭層を支配し、メタン貯蔵に影響を与える。
• 分子と壁の相互作用に対する濡れ性の影響は重要であるが、十分に理解されていない。
• ナノ閉じ込めメタン挙動の正確なモデリングは、資源評価に不可欠である。

研究 の 目的:

• 簡易局所密度（SLD）モデルと濡れ性効果を連成させる理論的枠組みを開発する。
• 深部炭層におけるナノ閉じ込めメタン挙動を体系的に記述する。
• ナノ閉じ込め挙動、ポアサイズ、濡れ性の間の知識のギャップを埋める。

主な方法:

• 分子と壁の相互作用項を組み込むことによる状態方程式（EoS）の修正。
• ナノポア壁エネルギーパラメータと吸着層厚さを相互作用強度と相関させる。
• 濡れ性依存シフト臨界特性の導出。

主要な成果:

• 深部炭層におけるバルク様ガスの割合は35%を超え、高い開発ポテンシャルを示唆する。
• 接触角が0°から80°に増加するにつれて、吸着量は最大46%減少する。
• 修正状態方程式は、相互作用の弱化により3 nmポアでバルク様ガスを約8%減少させる。

結論:

• 濡れ性は、炭層におけるナノ閉じ込め流体挙動を正確に予測するための重要な要因である。
• モデルに濡れ性を統合することで、メタン貯蔵と回収ポテンシャルの理解が深まる。
• この枠組みは、深部炭層ガス資源を評価するための新規なアプローチを提供する。