Adsorption de l'eau dans la matière organique, les minéraux argileux et le réservoir profond porteur de gaz : Apports de l'expérimentation et de la simulation moléculaire

Dans cette recherche, les courbes isothermes d'adsorption des molécules d'eau dans le réservoir porteur de gaz ont été obtenues par expérimentation gravimétrique. Les performances d'adsorption des molécules d'eau sur les trois composants individuels que sont la matière organique, l'illite et la montmorillonite ont été analysées par simulation moléculaire. Ensuite, en combinant les résultats expérimentaux et de simulation moléculaire, le mécanisme d'adsorption de l'eau sur le réservoir porteur de gaz a été discuté. Les résultats révèlent qu'à faible charge, l'adsorption primaire régie par les groupes fonctionnels de surface prédomine durant le processus d'adsorption. À forte charge, l'adsorption secondaire, déterminée par la formation de clusters d'eau dans l'espace des pores internes, joue un rôle crucial. Sous haute pression, la structure interne des pores exerce un effet nettement plus fort sur l'adsorption de l'eau que les groupes fonctionnels de surface. L'effet de l'eau sur le transport de gaz est principalement attribué à la formation de clusters d'eau lors de l'adsorption secondaire. Pour la matière organique, l'adsorption des molécules d'eau n'apparaît que dans la zone proche des deux côtés de la paroi du pore. Pour les minéraux argileux, l'adsorption des molécules d'eau se produit à la fois dans la zone centrale et sur les deux côtés du nanopore. L'adsorption des molécules d'eau sur la matière organique est significativement plus faible que celle sur les minéraux argileux. Les minéraux argileux dominent l'adsorption de l'eau dans le réservoir porteur de gaz. Le mode d'adsorption de l'eau dans le réservoir porteur de gaz diffère de celui dans la matière organique et les minéraux argileux. Les molécules d'eau retenues sur les minéraux argileux sont plus difficiles à désorber, ce qui affecte plus visiblement la connectivité des pores du réservoir porteur de gaz ainsi que le comportement ultérieur de production de gaz.