لتحقيق الهدف المزدوج لتطوير الغاز الصخري بكفاءة عالية وتخزين ثاني أكسيد الكربون الجيولوجي، تُظهر تقنية الإزاحة بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (Sc-CO₂) آفاق تطبيق جيدة. ومع ذلك، لا يزال هناك نقص في الفهم المنهجي للآليات المجهرية لإزاحة CH₄ بواسطة Sc-CO₂ في وسائل الخزن المسامية للصخور الصخرية، لا سيما على مستوى مقياس المسام فيما يتعلق بآليات نقل المادة. بناءً على هيكل مسام النانو والمصفوفة للصخور الصخرية، تم إنشاء نموذج ثنائي الأبعاد على مقياس المسام لدراسة النظامية للعملية المجهرية لإزاحة غاز الصخر بواسطة Sc-CO₂ (عند درجة حرارة 40 ℃ وضغط 8 ميجاباسكال) وتأثير العوامل المختلفة تحت تأثير الحمل، الانتشار، والامتزاز. أظهرت النتائج: ① في الفضاء المسامي، يشكل Sc-CO₂ بمفعول الحمل والانتشار جبهة تركيز متقدمة لتحقيق إزاحة فعالة لـ CH₄ الحر. في مصفوفة الصخر، يحل Sc-CO₂ تدريجياً محل CH₄ الممتز بواسطة قوى الامتزاز القوية، حيث تظهر كمية الامتزاز ثلاث مراحل: "لا امتزاز - زيادة - تشبع"، بينما كمية امتزاز CH₄ تتبع المراحل "الحفاظ على التشبع - إزالة الامتزاز - الصفر". ② مع زيادة معامل الانتشار (D_s)، يعزز Sc-CO₂ الامتزاز داخل المصفوفة، لكن فعالية الحمل والانتشار في المسام تنخفض، مما يؤدي إلى انخفاض تركيز Sc-CO₂ وارتفاع تركيز CH₄ داخل المسام. ③ مع زيادة انتقائية النقل (sel), يتعزز امتزاز Sc-CO₂ في المصفوفة، لكن آليات الحمل والانتشار داخل المسام تتعرض للكبح، مما يؤدي إلى انخفاض تركيز Sc-CO₂ وطول زمن التوازن، في حين أن حركة CH₄ تتأثر بشكل طفيف بـ sel. ④ زيادة ثابت سرعة إزالة الامتزاز (k_d) تعزز بشكل كبير إزالة امتزاز CH₄ وتركيزه الكلي داخل المسام، بينما لا يتأثر Sc-CO₂ بتغير k_d بسبب قوى الامتزاز القوية، مما يجعل كمية وتركيز Sc-CO₂ مستقرة.

الحمل-الانتشار-الامتزاز;نقل المادة;نمذجة مقياس المسام;مقياس النانو;ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (Sc-CO₂);زيادة معدل الاسترداد;غاز الصخر