به گزارش الفبای رشد به نقل از ایسنا، بخش نانویی و شبیهسازی مولکولی این پروژه در حوزه مدلسازی رفتار جذب گاز در مقیاس اتمی متمرکز بوده و با استفاده از رویکرد ترکیبی گراند کانونیکال مونتکارلو و دینامیک مولکولی، پارامترهای مؤثر بر جذب سطحی، از جمله فشار، اندازه منفذ و حجم قابلدسترس ساختار کروژن، مورد بررسی قرار گرفته است. اهمیت این پژوهش در آن است که برآورد دقیق ظرفیت جذب گاز در مخازن شیل، نقشی کلیدی در پیشبینی عملکرد تولید و طراحی راهبردهای استخراج ایفا میکند.
بر اساس یافتههای این مطالعه، اندازهگیری حجم قابلدسترس با استفاده از گاز هلیوم بهعنوان پروکسی تجربی میتواند منجر به برآورد بیشازحد این پارامتر شود. شبیهسازیها نشان داده است که حجمهای بهدستآمده از روش هلیومانبساط در برخی موارد تقریباً دو برابر مقدار واقعی است. این موضوع چالش مهمی برای ارزیابی دادههای آزمایشگاهی ایجاد میکند و ضرورت بازنگری در تفسیر نتایج اندازهگیریهای مبتنی بر هلیوم را مطرح میسازد.
پژوهشگران برای رفع این محدودیت، ضریبهای تصحیحی در حدود ۰.۵ برای دادههای حاصل از اندازهگیری هلیوم پیشنهاد کردهاند. این ضرایب بر اساس مدلهای کروژن دارای ساختار عمدتاً میکروپور استخراج شده و نشان میدهد که توزیع اندازه منافذ (PSD) میتواند اندکی بر مقدار دقیق این ضریب اثر بگذارد. استفاده از این اصلاحات میتواند دقت برآورد فضای خالی قابلدسترس را در تحلیلهای ذخیرهسازی گاز بهبود دهد.
مطالعه شبیهسازیشده نشان داده است که رفتار جذب گازهای مختلف در ماتریس کروژن تفاوت قابلتوجهی دارد. در فشارهای پایین، گازهای اتان و دیاکسیدکربن افزایش شدیدتری در منحنی جذب مطلق خود نشان میدهند که بیانگر میل ترکیبی بالاتر آنها با ساختار کروژن است. با این حال، در فشارهای بالاتر، جذب مطلق اتان به دلیل اندازه مولکولی بزرگتر و اشباع سریعتر منافذ، نسبت به برخی گازهای دیگر کمتر گزارش شده است.
نتایج این تحقیق تأکید ویژهای بر عملکرد جذب دیاکسیدکربن داشته است. یافتهها نشان میدهد که دی اکسیدکربن نسبت به سایر گازهای بررسیشده، میل جذب قویتری در ساختار کروژن دارد. این ویژگی میتواند اهمیت دوگانهای داشته باشد؛ از یک سو به کاهش انتشار گازهای گلخانهای کمک میکند و از سوی دیگر امکان افزایش بازیافت گاز از سازندهای شیل را فراهم میسازد. پژوهشگران اشاره کردهاند که استفاده از مخازن شیل برای ذخیرهسازی زمینشناسی دیاکسیدکربن میتواند بهعنوان راهبردی در مدیریت کربن و کاهش اثرات تغییرات اقلیمی مطرح شود.
در مقایسه میان مدلهای ایزوترم جذب، مدلهای پیشرفتهتر نظیر Brunauer-Emmett-Teller فوقبحرانی و Dubinin-Radushkevich فوقبحرانی عملکرد بهتری نسبت به مدل کلاسیک لانگمویر در پیشبینی جذب مطلق نشان دادهاند. با این حال، هیچیک از مدلهای بررسیشده نتوانستهاند بهطور کامل مقادیر جذب مطلق را با دقت کامل پیشبینی کنند که این مسئله نشاندهنده نیاز به توسعه مدلهای نظری پیچیدهتر در آینده است.
