（柳波 文）頁巖氣因具有清潔、高效、分布廣泛等特點引起人們廣泛關(guān)注。提高對頁巖氣儲層過量吸附的認識能夠更為準確的預(yù)測儲層生產(chǎn)能力和改進精煉工藝。儲層基質(zhì)的可及體積是頁巖氣儲層過量吸附的一個重要因素，可及體積雖然可以通過實驗進行研究，但是滿足儲層實際環(huán)境的實驗難以開展，通過分子模擬氦氣膨脹對可及體積進行計算可以有效解決這一問題。今年5月，《化學(xué)工程雜志》（Chemical Engineering Journal）在線發(fā)表了柳波團隊與國際合作者題為“Helium expansion revisited: Effects of accessible volume on excess adsorption in kerogen matrices”的論文（https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.152690）。
本次研究采用混合巨正則Monte Carlo/分子動力學(xué)（GCMC/MD）模擬氦氣膨脹的方法，得到干酪根基質(zhì)的可及體積和其對各種氣體的過量吸附容量。發(fā)現(xiàn)Supercritical Dubinin-Radushkevich（SDR）模型和 Supercritical Brunauer-Emmett-Teller（SBET）模型雖然比傳統(tǒng)的Langmuir模型在絕對吸附值計算上更準確，但是兩個模型在預(yù)測絕對吸附量方面仍有很大改進空間。最終得到CO2與其他氣體相比吸附能力更強，該研究在提高頁巖氣采收率和地質(zhì)封存方面有較大的意義。柳波教授作為第一作者，合作作者包括德國基爾大學(xué)Mehdi Ostadhassan教授，長江大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院徐耀輝教授等。該研究得到國家自然科學(xué)基金和黑龍江省科技攻關(guān)項目支持。
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圖1干酪根基質(zhì)模型1、2和3中，對(a) CH4、(b) C2H6、(c) CO2和(d) N2的吸附密度進行了比較，這些吸附密度是基于Langmuir、SDR和SBET模型計算得出（水平虛線表示氣體密度的實驗值）（審核：孟強）
論文信息與鏈接：Liu, B., Babaei, S., Kanduˇc, M., Tian, S., Bai, L., Xu, Y., Ostadhassan, M., 2024. Helium expansion revisited: Effects of accessible volume on excess adsorption in kerogen matrices. Chemical Engineering Journal l493,152690. （https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.152690）
