مطالعه جذب سطحی متان درون منافذ کانی کلسیت در مخازن شیل گازی با روش شبیه سازی مولکولی

محاسبه صحیح میزان جذب سطحی مطلق سیال متان درون نانومنافذ مخازن شیل گاز به منظور تخمین حجم گاز درجا یکی از کلیدی ترین پارامترها است. در مطالعات آزمایشگاهی تنها همدمای جذب سطحی اضافی به صورت مستقیم قابل اندازه گیری است و برای محاسبه همدمای جذب سطحی مطلق، نیاز به معلوم بودن پارامتر چگالی جذب شده می باشد. بدین منظور در اکثر مطالعات با استفاده از مقداری ثابت برای این پارامتر و با به کار بردن مدل جذب لانگمویر، همدمای جذب سطحی مطلق محاسبه می شود. در پژوهش حاضر با استفاده از روش شبیه سازی مولکولی به مطالعه دقیق تر نحوه محاسبه چگالی جذب شده در کانی کلسیت پرداخت شده است. بدین منظور سیال متان درون کانی کلسیت با سایز منفذ ۴ نانومتر در دماهای ۳۰ و ۹۰ درجه سانتی گراد و فشار تا ۵۰ مگاپاسکال شبیه سازی و به بررسی اثرات دما و فشار در مقدار جذب سطحی و چگالی جذب شده پرداخت شده است. این مطالعه نشان داد که مقدار جذب سطحی، با افزایش فشار و دما، به ترتیب افزایش و کاهش می یابد. همچنین نتایج حاکی از آن است که استفاده از مدل جذب لانگمویر با چگالی جذب شده ثابت، برای تخمین جذب سطحی مطلق مقادیر کمتری نسبت به مقدار واقعی از خود نشان می دهد و با افزایش فشار، این خطا افزایش می یابد و استفاده از چگالی جذب شده بدست آمده از شبیه سازی مولکولی به منظور تبدیل همدمای جذب سطحی اضافی به مطلق می تواند نتایج قابل قبولی ارائه دهد.

کلیدواژه ها:

شیل گازی ، جذب سطحی ، چگالی جذب شده ، کلسیت ، لانگمویر ، شبیه سازی مولکولی