基于LAMMPS实现页岩纳米孔多组分气体和页岩油的竞争吸附

关键词:分子动力学,吸附,竞争吸附,CH4/CO2/H2,页岩油,LAMMPS,GROMACS

摘要:MS软件可视化程度高,操作简便,但是速度慢,效率低。为此,我们使用LAMMPS/GROMACS软件进行气体和页岩油吸附,竞争吸附的研究。我们基于LAMMPS/GROMACS研究不同页岩孔隙(石英,蒙脱石,伊利石,高岭石,方解石,石墨烯,真实干酪根)中气体(CO2,CH4,H2,N2等)和 页岩油(NC6,NC8,NC12等)的吸附和竞争吸附行为,涉及到不同壁面类型,不同宽度,不同油气类型,不同摩尔比例,不同温度压力的设置,可以分析模拟快照,密度分布,扩散系数,相互作用能等。

整个分子动力学过程通过Lammps实现,其中部分壁面需要在MS中进行调整。全部流程如下:

1,建立壁面模型(干酪根,石墨烯,二氧化硅,蒙脱石,高岭石,伊利石,方解石等);建立原油组分分子结构;建立注入气(CO2, CH4, N2)的分子结构;

2,赋予干酪根CVFF力场,粘土矿物ClayFF力场,CO2, N2分别用fix rigid设为刚体,CH4用联合原子/OPLS力场,原油组分用OPLS-AA力场。

3,利用in文件将壁面,油,CO2气体等组合成data文件。

4,进行能量最小化,设置平板移动速度进行分子动力学模拟。

可以提供代码和一对一教学,可以进行答疑,可以针对特定需求来建模和代码。

可以在论文中分析的图和数据有:

1 初始模型

2 平衡模型(不同摩尔比)

3 密度分布

4 气体吸附量

5 相互作用力(静电力与范德华力)

6 不同含水量的吸附图像

7 不同含水的密度分布

8 不同含水下的气体吸附量

9 气体损失率

10 扩散能力

11 封存效率

12 力场验证

13 吸附气/自由气判定

14 模型随机性

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