非常規(guī)油氣儲層吸附能力是束縛封存CO2的關(guān)鍵。因此，精確測定儲層CO2吸附性能對于合理評價目標(biāo)儲層CO2封存容量至關(guān)重要，其核心問題在于如何確定臨界點（304.25 K、7.39 MPa）附近CO2吸附相密度。傳統(tǒng)方法通常假設(shè)CO2吸附相密度為定值或簡單擬合值，但其違背臨界點附近CO2體相密度劇烈變化的事實，進(jìn)而導(dǎo)致絕對吸附量計算顯著偏差。為此，非常規(guī)油氣勘探/開發(fā)與二氧化碳地質(zhì)封存團(tuán)隊采用高精度分子動力學(xué)模擬（Materials Studio + LAMMPS），首次揭示了近臨界區(qū)CO2吸附相的真實密度與分子構(gòu)型演化規(guī)律，為非常規(guī)油氣儲層CO2封存潛力評價提供了關(guān)鍵理論依據(jù)。主要研究發(fā)現(xiàn)包括：

（1）CO2分子構(gòu)型的“彎曲”現(xiàn)象：吸附相CO2分子比體相分子鍵角顯著減小約4°（從180°降至平均176°）。CO2分子構(gòu)型變化源于其柔性的分子結(jié)構(gòu)，致使其于限域空間內(nèi)彎曲變形以適應(yīng)高密度吸附相態(tài)。吸附相與體相中CO2鍵角差異及鍵長伸縮能差異較大，進(jìn)而證實近臨界區(qū)CO2吸附行為特異性。

（2）吸附相密度的動態(tài)演化特征與主控機制：吸附相密度顯著受控于礦物類型（伊利石 > 干酪根 > 石英）、孔徑（反比于孔隙尺寸）、溫度（反比于溫度）和壓力（正比于壓力）。干酪根基質(zhì)（有機相）表面粗糙度越高，吸附層越厚但密度峰值越低；石英（無機相）表面粗糙度導(dǎo)致CO2-石英間流固作用勢能曲線區(qū)別于CO2與光滑石英表面間的作用勢能曲線。

（3）CO2分子模型的甄選與突破：相比剛性模型及COMPASS力場，柔性TraPPE力場模型可更為精確地刻畫近臨界點附近CO2密度和鍵角變化趨勢。基于Vashishta + L-J的混合勢函數(shù)可定量描述CO2-石英間作用關(guān)系。

以上研究工作發(fā)表于工程技術(shù)領(lǐng)域一區(qū)TOP期刊Chemical Engineering Journal（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.165425）。論文第一作者為2023級碩士生冀新海，通訊作者為鄒杰老師，通訊單位為昆明理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院。

以上研究工作獲得國家自然科學(xué)基金（42272202和52264001）、云南省基礎(chǔ)研究計劃（202501AS070128、202501CF070116和202401BE070001-035）和云南省外國專家項目（202505AP120008）支持。