煤储层气水吸附量确定方法和装置制造方法及图纸

本说明书提供了一种煤储层气水吸附量确定方法和装置，其中，该方法包括：根据流体状态方程计算第一体相逸度和第二体相逸度；将目标煤储层中的孔隙离散为若干个小区间，并利用势能函数，计算第一流固相互作用势能和第二流固相互作用势能；基于第一体相逸度、第二体相逸度、第一流固相互作用势能和第二流固相互作用势能，计算第一吸附相逸度和第二吸附相逸度；根据第一吸附相逸度和第二吸附相逸度，计算第一吸附相密度和第二吸附相密度；基于第一吸附相密度和第二吸附相密度，确定第一绝对吸附量和第二绝对吸附量。上述方案提出了煤储层气水绝对吸附量的预测方法，能够准确快速地预测煤储层的气水绝对吸附量，为煤层气水储量评价提供理论指导。

【技术实现步骤摘要】
煤储层气水吸附量确定方法和装置
本申请涉及煤层气开发
，特别涉及一种煤储层气水吸附量确定方法和装置。
技术介绍
煤层气作为一种常规油气资源的接替能源，已经成为世界能源结构中的重要组成部分。吸附作为气体在煤层中的最主要赋存方式，对评价煤层气体的可采性和气水产出机理的揭示具有重大的理论指导意义。目前，已有气体吸附解吸理论存在一些不足，例如，Langmuir模型只能描述吸附量随压力单调变化的情况，并不能反映吸附量随压力增加先增大后降低特征，因而不能准确预测煤层中气水吸附量。针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本说明书实施例提供了一种煤储层气水吸附量确定方法和装置，以解决现有技术中无法准确预测煤层气水吸附量的问题。本说明书实施例提供了一种煤储层气水吸附量确定方法，包括：根据流体状态方程计算第一体相逸度和第二体相逸度，其中，第一体相逸度为目标煤储层中甲烷的体相逸度，第二体相逸度为目标煤储层中水的体相逸度；将目标煤储层中的孔隙离散为若干个小区间，并利用势能函数，计算第一流固相互作用势能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤储层气水吸附量确定方法，其特征在于，包括：/n根据流体状态方程计算第一体相逸度和第二体相逸度，其中，所述第一体相逸度为目标煤储层中甲烷的体相逸度，所述第二体相逸度为所述目标煤储层中水的体相逸度；/n将所述目标煤储层中的孔隙离散为若干个小区间，并利用势能函数，计算第一流固相互作用势能和第二流固相互作用势能，其中，所述第一流固相互作用势能为所述目标煤储层中甲烷与煤岩孔隙壁面之间的流固相互作用势能，所述第二流固相互作用势能为所述目标煤储层中水与煤岩孔隙壁面之间的流固相互作用势能；/n基于所述第一体相逸度、所述第二体相逸度、所述第一流固相互作用势能和所述第二流固相互作用势能，计算第一吸附相逸...

【技术特征摘要】
1.一种煤储层气水吸附量确定方法，其特征在于，包括：
根据流体状态方程计算第一体相逸度和第二体相逸度，其中，所述第一体相逸度为目标煤储层中甲烷的体相逸度，所述第二体相逸度为所述目标煤储层中水的体相逸度；
将所述目标煤储层中的孔隙离散为若干个小区间，并利用势能函数，计算第一流固相互作用势能和第二流固相互作用势能，其中，所述第一流固相互作用势能为所述目标煤储层中甲烷与煤岩孔隙壁面之间的流固相互作用势能，所述第二流固相互作用势能为所述目标煤储层中水与煤岩孔隙壁面之间的流固相互作用势能；
基于所述第一体相逸度、所述第二体相逸度、所述第一流固相互作用势能和所述第二流固相互作用势能，计算第一吸附相逸度和第二吸附相逸度，其中，所述第一吸附相逸度为所述目标煤储层中甲烷在所述若干个小区间中各小区间上的吸附相逸度，所述第二吸附相逸度为所述目标煤储层中水在所述若干个小区间中各小区间上的吸附相逸度；
根据所述第一吸附相逸度和所述第二吸附相逸度，计算第一吸附相密度和第二吸附相密度，其中，所述第一吸附相密度为所述目标煤储层中甲烷的吸附相密度，所述第二吸附相密度为所述目标煤储层中水的吸附相密度；
基于所述第一吸附相密度和所述第二吸附相密度，确定第一绝对吸附量和第二绝对吸附量，其中，所述第一绝对吸附量为所述目标煤储层中甲烷的绝对吸附量，所述第二绝对吸附量为所述目标煤储层中水的绝对吸附量。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述第一吸附相密度和所述第二吸附相密度，计算第一绝对吸附量和第二绝对吸附量之后，还包括：
获取所述目标煤储层的物理属性参数；
基于所述目标煤储层的物理属性参数、所述第一绝对吸附量和所述第二绝对吸附量，确定第一地质储量和第二地质储量，其中，所述第一地质储量为所述目标煤储层中甲烷的地质储量，所述第二地质储量为所述目标煤储层中水的地质储量。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据流体状态方程计算第一体相逸度和第二体相逸度，包括：
按照以下公式计算第一体相逸度和第二体相逸度：



其中，fibulk为体相中组分i的逸度，单位为Pa，其中，i＝1,2，组分1为甲烷，组分2为水，f1bulk为所述第一体相逸度，为所述第二体相逸度；xi为体相中组分i的摩尔分数，无量纲；p为系统压力，单位为Pa；R为气体状态常数，单位为J/(K·mol)；θ为系统温度，单位为K；为体相中组分i的密度，单位为mol/m3；为体相中组分i的引力参数，单位为J·m3·mol-2；为体相中组分i的斥力参数，单位为m3/mol；为体相中组分i的极性参数，单位为m3/mol；abulk为体相中混合物的引力参数，单位为J·m3·mol-2；bbulk为体相中混合物的斥力参数，单位为m3/mol；cbulk为体相中混合物的极性参数，单位为m3/mol。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据势能函数，计算第一流固相互作用势能和第二流固相互作用势能，包括：
按照以下公式计算第一流固相互作用势能：



其中，为所述第一流固相互作用势能，为z位置上的甲烷分子与左壁面的相互作用势能，单位为J；ρatoms为碳原子密度，取3.82×1019个/m2；为甲烷分子与碳原子的流固分子碰撞直径，单位为m；为甲烷分子与壁面的流固相互作用参数，单位为J；dcc为碳原子直径，取1.4×10-10m；dss为碳平面间距，取3.35×10-10m；z'为吸附质分子与第一层碳原子中心的距离，m；
按照以下公式计算第二流固相互作用势能：






其中，为3dff/8位置上的一次吸附水组分与左壁面的相互作用势能，单位为J；为z位置上的二次吸附水组分与左壁面的相互作用势能，单位为J；所述第二流固相互作用势能包括和为水分子与碳原子的流固分子碰撞直径，单位为m；为水分子与壁面的流固相互作用参数，单位为J；dff为流体分子直径，单位为m；dcc为碳原子直径，取1.4×10-10m；ΨHB为水分子与碳基吸附剂表面官能团的氢键势能，取1.242×10-21J。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一体相逸度、所述第二体相逸度、所述第一流固相互作用势能和所述第二流固相互作用势能，计算第一吸附相逸度和第二吸附相逸度，包括：
按照以下公式计算第一吸附相逸度和第二吸附相逸度：



其中，fiads(z)为吸附相中组分i在z位置上的逸度，单位为Pa，其中，i＝1,2，组分1为甲烷，组分2为水，f1ads(z)为所述第一吸附相逸度，为所述第二吸附相逸度；fibulk为体相中组分i的逸度，单位为Pa，f1bulk为所述第一体相逸度，为所述第二体相逸度；Ψifs(z)为z位置上的组分i与左壁面的相互作用势能，单位为J；Ψifs(Ls-z)为z位置上的组分i与右壁面的相互作用势能，单位为J；所述第一流固相互作用势能包括Ψ1fs(z)和Ψ1fs(Ls-z)；所述第二流固相互作用势能包括和Ls为孔隙直径，单位为m；kB为波尔兹曼常数，取1.38×10-23J/K；θ为系统温度，单位为K。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一吸附相逸度和所述第二吸附相逸度，计算第一吸附相密度和第二吸附相密度，包括：
在满足摩尔分数约束条件和最小能值约束条件下按照以下公式计算第一吸附相密度和第二吸附相密度：



其中，fiads(z)为吸附相中组分i在z...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾泉树，汪志明，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11