《表2 甲烷在不同起泡剂影响下的自扩散系数》

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《泡沫压裂液添加剂对煤层甲烷扩散影响的分子模拟》

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模拟计算得到甲烷在4种起泡剂溶液影响下不同时间的甲烷扩散均方位移（图9）。可以看出，均方位移与时间在一定程度上呈正相关线性关系，其中十二烷基苯磺酸钠的线性关系最好。十二烷基硫酸钠与十二烷基磺酸钠的均方位移大小接近，可能是二者分子组成和结构较为接近的缘故。另外，十二烷基苯磺酸钠和甜菜碱的均方位移明显大于另外两种起泡剂。基于式（1）可以计算甲烷自扩散系数，可知未加入添加剂时含水煤层中甲烷的自扩散系数为0.087×10–8 m2/s。十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和甜菜碱加入后的甲烷自扩散系数如表2所示。与含水煤层原始状态相比，加入起泡剂后，十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和甜菜碱的甲烷自扩散系数分别降低了71.3%、74.7%、56.3%和54.0%。在这4种起泡剂中，十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠对甲烷扩散的不利影响最大。