【摘 要】
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本文采用分子动力学方法模拟研究液态水对甲烷、氮气、二氧化碳等煤层气中不同组分在煤层表面吸附性质的影响。对Kazemi模型进行改进,用平行排列碳纳米管构成单层平面代替储
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本文采用分子动力学方法模拟研究液态水对甲烷、氮气、二氧化碳等煤层气中不同组分在煤层表面吸附性质的影响。对Kazemi模型进行改进,用平行排列碳纳米管构成单层平面代替储层条件煤,模拟计算在含水量不同的情况下煤层气中不同组分与碳纳米管问的吸附情况。结果表明:不含液态水时,煤层气在碳纳米管表而的吸附能从人到小依次为CO2>CH4>N2;当含液态水时,煤层气的吸附能大小顺序变为N2>CH4>CO2>H2O,表明液态水存在会导敛煤层表面吸附性质发生逆转。模拟中还发现,液态水存在时,碳纳米管表面首先吸附很薄一层甲烷分子,再吸附一层聚成水膜或水滴的水分子团,为剩余气体提供大量吸附位,表明煤层相对含水量越大,碳纳米管吸附甲炕的结合能越大,吸附构型越稳定。加入氮气比加入二氧化碳更易导致碳纳米管对甲烷的吸附能降低;注入氮气和二氧化碳的混合气时,置换甲烷效果更好。
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