对有机物质湿透性的实验和分子见解:对碳化合物回收和源岩中的气体地质储存的影响

科学领域:

• 地质化学 地质化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 石油工程是石油工程中的一个.

背景情况:

• 煤炭等有机丰富的岩石的浸湿性对于流体流动,孔隙可访问性和碳化合物回收至关重要.
• 了解有机物质的成熟程度如何影响湿度是优化地下过程的关键,如碳捕集和能量储存.

研究的目的:

• 调查有机物成熟度和表面化学对煤炭对碳化合物,水和气体的湿透性的影响.
• 用综合实验和分子动力学 (MD) 模拟方法阐明有机丰富的水库中的流体表面相互作用.

主要方法:

• 使用拉曼光谱,表面能量分析,XRD,FTIR和泽塔电位测量,对来自不同盆地的煤样进行表征.
• 接触角度测量以评估可湿性.
• 使用煤模型进行分子动力学 (MD) 模拟,以量化流体表面相互作用能量.

主要成果:

• 较不成熟的煤 (RJB,约65%TOC) 是水湿的,而成熟的煤 (JB,75%TOC) 是气湿的 (例如,CO2接触角度高达130°).
• 对于像烯这样的碳化合物,疏水性随着成熟度的增加而增加.
• MD模拟证实,随着成熟,碳化合物亲和力增加,水粘附力减少;二氧化碳与成熟的煤化物相互作用最强.
• (H2) 的相互作用很小,这解释了它的移动性,但吸附能力有限.

结论:

• 有机物质的成熟度显著改变了煤炭的湿透性,影响了水库中的流体行为.
• 成熟的煤对二氧化碳具有强烈的亲和力,这表明它有可能增强石油回收和碳封存.
• 这些发现为设计有效的碳化合物回收和在有机丰富的构成中储存二氧化碳和气的战略提供了机械的见解.