多孔介质内甲烷碳同位素迁移扩散的分子动力学模拟研究

作者：刘畅; 张慧; 赵耀中; 陈威^*

来源：能源研究与利用, 2021, (04): 8-13.

DOI：10.16404/j.cnki.issn1001-5523.2021.04.002

• 孔喉
• 同位素分馏
• 分子动力学模拟

页岩气的储量丰富,但开采难度大,目前对其在复杂纳米级孔结构中的流动状态与性质的研究仍不清晰,特别是其碳同位素在含孔喉纳米孔中的分馏机理尚不明确。因此,文中使用分子动力学模拟方法研究了在353 K和不同压差(10 MPa、15 MPa、20 MPa、25 MPa和30 MPa)下,甲烷碳同位素分子(12CH4和13CH4)在有无孔喉的纳米孔中的分馏特征,分析了孔喉结构对甲烷碳同位素分馏的影响规律。研究结果表明:由于同位素的质量差异和孔喉的受限作用,12CH4的迁移扩散速率大于13CH4,并且甲烷碳同位素在含孔喉纳米孔中比在无孔喉纳米孔时的分馏程度更大。

• 单位
  中国航天科技集团有限公司; 北京航天试验技术研究所; 苏州大学