页岩油注CO2重有机质沉积机理的分子模拟

来源：石油科学通报杂志2024年第2期北京时间：

作者：黄世军；王鹏；赵凤兰

单位：中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249%中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249;中国石化石油勘探开发研究院,北京 102206

摘要：页岩油注CO2 过程中的重有机质沉积风险不容忽视,明确页岩油注CO2 过程中重有机质沉积的微观作用机理是准确预测重有机质沉积风险的关键.采用平衡分子动力学(EMD)和巨正则蒙特卡洛(GCMC)模拟方法,基于页岩基质纳米孔隙结构特征,通过建立代表性的有机质孔隙模型,探究了页岩油烃类组分在页岩基质纳米孔隙中的分布规律、影响因素及CO2 注入对烃类组分分布规律的影响.模拟结果表明,有机质孔隙中的重质组分主要以吸附态的形式存在,轻质组分主要以游离态的形式分布在孔隙中央区域;CO2 注入会抽提页岩油中的轻质组分,破坏胶质—沥青质分子的稳定结构,重有机质分子在芳核结构间的π-π堆积作用下发生缔合、沉积,并最终吸附在页岩基质纳米孔隙壁面.此外,CO2 注入会能置换出部分吸附态的甲烷和乙烷,干酪根基质内的微孔空间是主要的CO2 地质封存空间.研究结果揭示了页岩油注CO2 过程中的重有机质沉积的微观作用机理.

关键词：页岩油,注CO2,重有机质沉积机理,分子模拟