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专利号: 2023117275833
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.页岩气在粗糙页岩微纳米孔隙中的分子模拟方法,其特征在于:包括:构建多特征的粗糙结构的页岩壁面孔隙模型并量化粗糙结构;

基于甲烷和所述页岩壁面孔隙模型获得稳定吸附时甲烷和所述页岩壁面孔隙模型的相互作用能;

计算所述页岩壁面孔隙模型中甲烷稳定吸附的构型和统计时间内甲烷的密度分布;

计算在不同结构的模型中甲烷的吸附等温线;

向不同模型的吸附构型中注入二氧化碳,统计所述页岩壁面孔隙模型中甲烷和二氧化碳分子在孔隙中的残余量随时间变化的关系;

所述分子模拟方法包括赋存状态和限域运移;

所述页岩壁面孔隙模型包括平行狭缝壁面结构模型、三角壁面结构模型和矩形壁面结构模型;

所述赋存状态为油气在页岩储层中的存在形式;

所述限域运移为页岩储层中油气分子在孔隙中运动的特性;

所述三角壁面结构模型中用石墨烯弯折角度α来量化粗糙结构;

所述矩形壁面结构模型中用矩形结构高和宽的比值λ来量化粗糙结构。

2.如权利要求1所述的页岩气在粗糙页岩微纳米孔隙中的分子模拟方法,其特征在于:所述相互作用能为当气体分子靠近页岩壁面时,稳定构型的能量与气体分子和页岩壁面的能量和之差。

3.如权利要求2所述的页岩气在粗糙页岩微纳米孔隙中的分子模拟方法,其特征在于:所述相互作用能的计算公式如下:

ΔE=Eadsorbent+adsorbate‑Eadsorbent‑Eadsorbate其中,ΔE为分子间的相互作用能;Eadsorbent+adsorbate为吸附剂气体分子和吸附质页岩壁面形成的稳定构型的能量;Eadsorbent为气体分子独立存在时的能量;Eadsorbate为页岩壁面独立存在时的能量。

4.如权利要求3所述的页岩气在粗糙页岩微纳米孔隙中的分子模拟方法,其特征在于:所述吸附等温线通过Langmuir公式对模拟数据进行拟合得到,拟合模拟数据的计算公式如下:其中,v为吸附气体含量;a为Langmuir吸附常数;b为Langmuir压力常数;p为环境压力;

vL为Langmuir吸附体积;pL为Langmuir压力。

5.页岩气在粗糙页岩微纳米孔隙中的分子模拟系统,基于权利要求1~4任一所述的页岩气在粗糙页岩微纳米孔隙中的分子模拟方法,其特征在于:包括,模型构建模块,用于导出并利用编程构建所述页岩壁面孔隙模型;

赋存状态评估模块,用于计算所述相互作用能、所述甲烷的密度分布和所述甲烷的吸附等温线,评估不同页岩壁面孔隙模型中甲烷的赋存状态;

限域运移评估模块,用于计算所述不同页岩壁面孔隙模型中二氧化碳吸附量达到稳定吸附状态的时间,评估所述不同页岩壁面孔隙模型对甲烷的限域运移特性的影响。

6.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于:所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1~4任一所述的页岩气在粗糙页岩微纳米孔隙中的分子模拟方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~4任一所述的页岩气在粗糙页岩微纳米孔隙中的分子模拟方法的步骤。