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申请/专利权人：西南石油大学

摘要：本发明公开了一种基于LBM模拟混合矿物孔道中吸附作用的方法，属于非常规天然气勘探开发技术领域。步骤S1、开展X射线衍射实验，确定目标页岩样品中的岩石矿物成分组成；S2、针对目标页岩样品中含量超过5%的岩石矿物成分，开展矿物提纯，获得不同类型矿物；S3、对提取获得的不同类型矿物开展室内等温吸附实验，获得不同类型矿物的Langmuir体积和Langmuir压力；S4、建立D2Q9形式的单松弛LBM‑SC模型；S5、计算不同类型矿物的吸附强度系数；S6、将吸附强度系数导入LBM‑SC模型中进行模拟，分析不同矿物的吸附作用对页岩气流动的影响。该方法实现了矿物吸附作用对页岩气流动影响的模拟和分析，操作简便，计算工作量小，为优化页岩气开发策略提供理论支持。

主权项：1.一种基于LBM模拟混合矿物孔道中吸附作用的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过X射线衍射实验分析目标页岩样品中的岩石矿物成分组成；S2：针对目标页岩样品中质量含量超过5%的岩石矿物成分进行矿物提纯，提取获得不同类型矿物；S3：在目标温度T和湿度下，对步骤S2获得的不同类型矿物分别开展室内等温吸附实验，获得不同类型矿物的Langmuir体积和Langmuir压力，并计算出吸附体积V；S4：针对页岩储层微尺度孔隙特征，并设置不同类型矿物含量比例，建立D2Q9形式的单松弛LBM-SC模型；LBM-SC模型演化方程如下： 其中，，式中，包括矿物对气体的吸附力和气体粒子之间的相互作用力；为分布函数；为平衡分布函数；为粒子离散速度；为迭代时间步长；为松弛时间；为权重；为速度，为密度；代表格子速度；x为格子空间位置，t为格子空间时间，下标i表示离散速度方向，i=0，1，…，m-1；m=9，表示离散速度数；矿物吸附作用力和气体粒子之间的相互作用力的计算公式如下： 式中，为调节系数；为矿物吸附强度系数；为气体粒子之间的相互作用力强度系数；为伪势函数，取；为开关函数；S5：计算不同类型矿物的吸附强度系数，具体包括以下子步骤：S51：矿物表面化学势的计算公式如下： 式中，为化学势，J；为玻尔兹曼常数，1.38×10−23JK；为温度，K；为吸附解吸平衡压力，MPa；为Langmuir压力，MPa；S52：表面覆盖度的计算公式如下： 式中，为表面覆盖度；为吸附强度系数；S53：由吸附体积与Langmuir体积计算表面覆盖度： S54：联立步骤S51-S53的公式，推导得出吸附强度系数的计算公式： S6：将计算出的不同类型矿物的吸附强度系数导入步骤S4的LBM-SC模型中，开始进行模拟，模拟结束后绘制壁面位置与归一化速度关系图，分析不同矿物的吸附作用对页岩气流动的影响。

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