【技术实现步骤摘要】
天然气水合物的弹性波波速确定方法、装置和设备
本申请涉及水合物资源勘探与开发监测
，特别涉及一种天然气水合物的弹性波波速确定方法、装置和设备。
技术介绍
天然气水合物是在高压和低温的条件下，由水分子构成的笼状多面体结构和被束缚在该结构中适当尺寸的气体分子所组成的晶体化合物，天然气水合物是十分重要的“清洁能源”。由于地层孔隙介质中有天然气水合物存在的情况下，会增加孔隙介质整体的刚性和硬度，使得弹性波在该孔隙介质中传播时候，波速会明显增大，因此，在勘探或者开发自然环境中赋存的天然气水合物时候，主要是通过含天然气水合物的孔隙介质的地球物理响应，来确定天然气水合物存在与否。天然气水合物中弹性波的传播速度是非常重要的物理属性，在天然气水合物资源的勘探和开发过程中扮演着十分重要的角色，并且对天然气水合物的弹性波波速的准确识别直接影响着勘探和开发过程中的工程实践效率。现有技术中，通常是在实验室条件下测量天然气水合物弹性波波速，具体的，是在人工合成的天然气水合物样品的一端放置弹性波发生装置，另一端放置弹性波接受器，测量...
【技术保护点】
1.一种天然气水合物的弹性波波速确定方法，其特征在于，包括：/n获取目标温度、目标压强、弹性变形区间和天然气水合物的第一晶体结构；/n在所述目标温度和所述目标压强下，对所述第一晶体结构进行平衡处理，得到平衡后的第二晶体结构和所述第二晶体结构的密度；/n在所述目标温度下、在所述弹性变形区间内分别向所述第二晶体结构施加轴向应变和剪切应变，进行非平衡分子动力学模拟，得到所述第二晶体结构的应力应变关系；/n根据所述应力应变关系，确定弹性常数；/n根据所述弹性常数和所述第二晶体结构的密度，计算弹性波在所述第二晶体结构中传播时的波速。/n
【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物的弹性波波速确定方法，其特征在于，包括：
获取目标温度、目标压强、弹性变形区间和天然气水合物的第一晶体结构；
在所述目标温度和所述目标压强下，对所述第一晶体结构进行平衡处理，得到平衡后的第二晶体结构和所述第二晶体结构的密度；
在所述目标温度下、在所述弹性变形区间内分别向所述第二晶体结构施加轴向应变和剪切应变，进行非平衡分子动力学模拟，得到所述第二晶体结构的应力应变关系；
根据所述应力应变关系，确定弹性常数；
根据所述弹性常数和所述第二晶体结构的密度，计算弹性波在所述第二晶体结构中传播时的波速。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取所述天然气水合物的第一晶体结构之前，还包括：
根据天然气水合物晶胞，确定天然气水合物中各个原子的位置信息；
根据所述天然气水合物中各个原子的位置信息，分别在横向、纵向和竖向上进行等量扩充，得到天然气水合物的初始晶体结构；
利用最速下降法对所述初始晶体结构进行校正，得到所述天然气水合物的第一晶体结构。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述目标温度和所述目标压强下，对所述第一晶体结构进行平衡处理，包括：
设置特征参数；
控制所述第一晶体结构中所有分子的键长和键角并采用周期性边界条件控制所述第一晶体结构在横向、纵向和竖向上的边界，基于所述特征参数对所述第一晶体结构进行平衡处理。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述目标温度下，在所述弹性变形区间内分别向所述第二晶体结构施加轴向应变和剪切应变进行非平衡分子动力学模拟，包括：
设置特征参数；
基于所述特征参数，在所述弹性变形区间内向所述第二晶体结构施加轴向应变进行非平衡分子动力学模拟，其中，所述轴向应变作用于所述第二晶体结构中与横向垂直的面元上，并且所述轴向应变的方向平行于所述横向；
基于所述特征参数，在所述弹性变形区间内向所述第二晶体结构施加剪切应变进行非平衡分子动力学模拟，其中，所述剪切应变作用于所述第二晶体结构中与竖向垂直的面元上，并且所述剪切应变的方向垂直于于所述竖向，平行于所述横向。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述特征参数包括以下至少之一：力场参数、目标温度、目标压强、分子之间相互作用参数、长程作用力参数、模拟时间步长和模拟时间总长度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下公式，根据所述弹性常数和所述第二晶体结构的密度，计算弹性波在所述第二晶体结构中传播时的波速：
其中，VP为弹性波在所述第二晶体结构中传播时的纵波速度；VS为弹性波在所述第二晶体结构中传播时的...
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