[发明专利]一种纳米孔喉中流体临界注入压力的计算方法

说明书

本发明公开了一种纳米孔喉中流体临界注入压力的计算方法。本发明包括以下步骤：1)构建纳米孔喉结构；2)构建流体和推动板；3)模型尺寸调整，设置真空区域，完成模型构建；4)力场和电荷参数分配；5)分子力学优化、平衡分子动力学模拟和拉伸分子动力学模拟，统计、分析油相在充注纳米孔喉时的受力变化过程，通过公式P＝F/S，得油相充注纳米孔喉的临界注入压力。本发明利用计算机模拟技术得到了一种纳米孔喉中流体临界注入压力的计算方法，避免了数学计算方法中因忽略分子间相互作用而导致的结果偏差，该方法可实现对纳米孔喉尺寸、流体组分等模拟条件的调控，为非常规油气藏临界物性研究提供了一条便捷而有效的途径。

技术领域

本发明属于分子模拟的技术领域，特别是指一种纳米孔喉中流体临界注入压力的计算方法。

背景技术

非常规油气储层具有岩性致密、低孔低渗透率和自然产能低等特点。近年来的研究发现，非常规油气储层基质以纳米级孔喉网络系统为主，孔喉直径分布在几纳米至几百纳米范围内，参阅附图1。纳米尺度下，细小孔喉影响作用增强，比表面积增大，流体和岩石之间存在强烈的界面效应，而界面效应的引入导致产生注入压力。油藏理论分析和勘探实践表明，非常规油气成藏是一个运移动力克服阻力的过程，当孔喉注入压力过高或充注动力不足时，油气往往无法充注进入储层。因此，准确计算纳米孔喉中流体的临界注入压力对于预测油气成藏下限及评估油气采收率至关重要。

临界注入压力研究是一项精细而繁重的工作，目前所采用的各种方法各有优劣，例如：(1)数学计算法，一些学者根据流体和岩石的物性参数计算注入压力，而临界注入压力是流体和岩石相互作用的结果，用于计算注入压力的数学模型将流体和固体视为连续相，从而忽略了分子间相互作用；因此，数学方法计算结果常常与实际不相符，实用性不强。(2)数值模拟法，油气藏数值模拟是应用计算机研究油气藏流体渗流规律的数值计算方法，该方法简单方便、周期短，但是只有准确获得孔喉分布曲线和实际生产数据，才能计算临界注入压力；因此，此方法具有一定的局限性。(3)实验方法，许多学者对致密岩石的临界注入压力进行了研究，目前应用较广泛的是原油充注物理模拟，即压差-流量法；该实验方法简单直观，应用较为普遍，但是仍然存在岩心制备困难、实验周期长和注入压力不易捕获等缺点。因此，为了准确计算纳米孔喉中流体的临注入压力，亟需引入新的技术方法。

发明内容

本发明提供一种纳米孔喉中流体临界注入压力的计算方法，本发明可实现对纳米孔喉尺寸、流体组分等模拟条件的调控，该方法的提出为非常规油气藏临界物性研究提供了一条便捷而有效的途径。

本发明的一种纳米孔喉中流体临界注入压力的计算方法，其主要是通过以下技术方案加以实现的：包括以下步骤：1)构建纳米孔喉结构，利用Materials Studio软件数据库构建纳米孔喉；2)构建流体和推动板，利用Materials Studio软件中的Amorphous CellConstruction模块构建水相和油相盒子，将水相填充至步骤1)所得的孔喉结构中，将油相放置于水相的左侧，并在油相的左侧放置一块刚性板，得模型；3)模型尺寸调整，利用Materials Studio软件中的Lattice Parameters功能，在步骤2)所得的模型的左右两侧均设置真空区域，完成模型构建；4)对步骤3)所构建的模型进行力场和电荷参数分配；5)采用LAMMPS软件执行分子力学优化、平衡分子动力学模拟和拉伸分子动力学模拟，统计、分析油相在充注纳米孔喉时的受力变化过程，通过公式P＝F/S，得油相充注纳米孔喉的临界注入压力。