لتحقيق الهدفين المتمثلين في تطوير الغاز الصخري بكفاءة واحتجاز ثاني أكسيد الكربون الجيولوجي، أظهرت تقنية إزاحة ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (Sc-CO₂) آفاق تطبيق جيدة. ومع ذلك، لا تزال هناك معرفة منهجية ناقصة حول الآلية الدقيقة لإزاحة CH₄ بواسطة Sc-CO₂ في وسط مسامي صخري متعدد المسام، لا سيما على المستوى الحجري لفهم آلية انتقال المادة. استنادًا إلى هيكل المسام النانوية والمصفوفة الصخرية للغاز الصخري، تم بناء نموذج ثنائي الأبعاد على مقياس المسام لدراسة عملية الإزاحة الدقيقة وتأثير العوامل تحت تأثير الحمل-الانتشار-الامتزاز لثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (درجة الحرارة 40 ℃ والضغط 8 ميجا باسكال). تشير النتائج إلى: ① في الفراغ المسامي، يشكل Sc-CO₂ جبهة تركيز دافعة من خلال الحمل والانتشار، مما يحقق إزاحة فعالة لـ CH₄ الحر. في المصفوفة، يستبدل Sc-CO₂ تدريجيًا CH₄ الممتز بواسطة قوة امتزازية قوية، وتظهر كمية الامتزاز ثلاث مراحل: "امتزاز صفري — نمو — تشبع"، بينما كمية امتصاص CH₄ تتبع "تشبع مستمر — تحرر — انعدام". ② مع زيادة معامل الانتشار (D_s)، يزداد امتزاز Sc-CO₂ في المصفوفة، لكن تأثير الحمل-الانتشار في المسام يتناقص، مما يقلل من تركيز Sc-CO₂ ويرفع تركيز CH₄. ③ مع زيادة الانتقائية في النقل (sel)، يزداد امتزاز Sc-CO₂ في المصفوفة، ولكن تأثير الحمل والانتشار داخل المسام يتأثر سلبًا، مما يقلل تركيز Sc-CO₂ ويطيل زمن التوازن، في حين أن حركة CH₄ تتأثر بشكل ضعيف بـ sel. ④ زيادة ثابت معدل التحلل (k_d) تعزز بشكل كبير تحرر CH₄، وتركيز CH₄ الإجمالي في المسام يرتفع، في حين أن Sc-CO₂ لا يظهر حساسية لهذا التغيير بسبب قوة الامتزاز القوية، وتظل كمية وتركز Sc-CO₂ مستقرة.

الحمل-الانتشار-الامتزاز;انتقال المادة;محاكاة مقياس المسام;مقياس نانوي;ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (Sc-CO₂);زيادة معدل الاستخلاص;الغاز الصخري