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Tortuosity of kerogen pore structure to gas diffusion at molecular- and nano-scales: A molecular dynamics simulation

机译：Kerogen孔隙结构的曲折性与分子和纳米尺度的气体扩散：分子动力学模拟

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The tortuosity of kerogen pore structures is a vital parameter in the quantification of the gas diffusion ability and production of shale reservoirs. In this study, we perform a molecular dynamics simulation on the gas diffusion in the molecular- and nano-scale pores of shale kerogen to evaluate the tortuosity of the kerogen pore structure to gas diffusion. A novel diffusion model is proposed to evaluate the tortuosity by considering gas adsorption affinity, transportation regime, and probe gas atomic size. The results indicate that the tortuosity of the kerogen pore structure to gas diffusion is not a constant; instead, it highly depends on the probe gas atomic size and gas adsorption ability. The diffusive tortuosity is overestimated when the effect of gas adsorption ability is ignored. We find that the electrical tortuosity is lower than the diffusive tortuosity. This confirms that the tortuosity is underestimated when considering a purely geometric effect. (C) 2019 Elsevier Ltd. All rights reserved.
机译：Kerogen孔隙结构的曲折是在量化气体扩散能力和页岩储层生产中的重要参数。在这项研究中，我们对Shale Kerogen的分子和纳米尺度孔中的气体扩散进行了分子动力学模拟，以评估Kerogen孔隙结构的曲折性与气体扩散。提出了一种新的扩散模型，通过考虑气体吸附亲和力，运输制度和探针气体原子尺寸来评估曲折性。结果表明，孔隙孔结构对气体扩散的曲折性不是恒定的;相反，它高度取决于探针气体原子尺寸和气体吸附能力。当忽略气体吸附能力的效果时，漫射曲折粒度高估。我们发现电气曲折低于扩散曲折性。这证实了在考虑纯几何效果时低估了曲折化。 （c）2019年elestvier有限公司保留所有权利。

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