[发明专利]页岩纳米孔内气体流量的确定方法和装置

权利要求书

1.一种页岩纳米孔内气体流量的确定方法，其特征在于，包括：

获取目标页岩纳米孔的物理属性数据；

根据预设的有效分子自由程模型和所述物理属性数据，确定所述目标页岩纳米孔内的有效分子自由程，其中，所述预设的有效分子自由程模型是根据页岩孔隙壁面对气体分子自由运动路径的几何截断作用以及页岩孔隙壁面与气体分子之间的相互作用对分子自由运动路径的影响建立的；

根据预设的通道内单位宽度气体质量流量模型和所述有效分子自由程，确定所述目标页岩纳米孔内的气体质量流量，其中，所述预设的通道内单位宽度气体质量流量模型是根据所述预设的有效分子自由程模型建立的；

其中，所述预设的有效分子自由程模型用以下公式表示：

其中，λ_eff为有效分子自由程，λ₀为不受限空间内的气体分子自由程，H为通道两侧之间的距离，d为气体分子距离通道一侧的距离，h₁为考虑页岩孔隙壁面与气体分子之间的相互作用时气体分子朝向通道一侧飞行的角度概率分布函数，h₂为考虑页岩孔隙壁面与气体分子之间的相互作用时气体分子朝向通道另一侧飞行的角度概率分布函数，α₁为分子朝向通道一侧飞行时的运动角度，α₂为分子朝向通道另一侧飞行时的运动角度，c是表示壁面作用力相对强度的常数，ε_wf/ε_ff表征壁面-气体势能强度的比值，其中，ε_wf表示壁面与气体分子之间的势能强度，ε_ff表示气体分子之间的势能强度；

其中，所述预设的通道内单位宽度气体质量流量模型用以下公式表示：

其中，M_eff为通道内单位宽度气体质量流量，H为通道两侧之间的距离，P_O为通道出口处的压力，ΔP＝P_in-P_O为通道入口处与通道出口处压力之差，Kn_Oeff为通道出口处的有效努森数，Kn_Oeff＝λ_Oeff/H，其中，λ_Oeff为通道出口处的有效分子自由程，为通道入口压力与通道出口压力的比值，μ_O为通道出口处的气体粘度，R为气体常数，T_o为通道出口处的气体温度，L为通道的长度，b＝-1为滑脱系数，α为气体的稀有效应系数，无因次。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稀有效应系数按照以下公式确定：

其中，α为稀有效应系数，Kn_eff为有效努森数，α₀为Kn_Oeff→∞时的稀有效应系数，Kn_Oeff＝λ_Oeff/H，Kn_Oeff为通道出口处的有效努森数，λ_Oeff为通道出口处的有效分子自由程，γ和β为拟合常数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述拟合常数通过与实验数据或者分子模拟数据进行拟合得到。