[发明专利]页岩纳米孔内气体流量的确定方法和装置

说明书

本申请提供了一种页岩纳米孔内气体流量的确定方法和装置，其中，该方法包括：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物理属性数据，确定目标页岩纳米孔内的有效分子自由程，其中，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有效分子自由程，确定目标页岩纳米孔内的气体质量流量，其中，预设的通道内单位宽度气体质量流量模型是根据预设的有效分子自由程模型建立的。上述方法可以有效提升页岩纳米孔的气体流量的计算准确度，为页岩气藏开发提供理论支撑。

技术领域

本申请涉及页岩气勘探开发技术领域，特别涉及一种页岩纳米孔内气体流量的确定方法和装置。

背景技术

与常规油气藏不同，页岩气藏作为一种非常规油气资源，具有纳米级孔隙发育、孔隙比表面积大等特点。与壁面有关的因素对纳米孔内气体流动有着重大影响，其中，壁面作用力或壁面-气体相互作用强度在动量和能量传输过程中起着不可忽略的作用，需要引起重视。

然而，基于现有的页岩纳米孔内气体流量计算方法所确定出的页岩纳米孔内气体流量与实际情况往往会存在较大的差异。即，现有方法没有考虑纳米孔壁面与气体分子之间的相互作用，基于现有方法得到的页岩纳米孔内气体流量的准确度往往相对较低、存在较大的误差。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种页岩纳米孔内气体流量的确定方法和装置，以解决现有技术中页岩纳米孔内气体流量的计算方法未考虑壁面-气体分子相互作用而导致计算精度较低问题。

本申请实施例提供了一种页岩纳米孔内气体流量的确定方法，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物理属性数据，确定目标页岩纳米孔内的有效分子自由程，其中，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有效分子自由程，确定目标页岩纳米孔内的气体质量流量，其中，预设的通道内单位宽度气体质量流量模型是根据预设的有效分子自由程模型建立的。

在一个实施例中，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表示壁面与气体之间的势能强度，ε_ff表示气体分子之间的势能强度。

在一个实施例中，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：