CN111912961A - 一种泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法及系统。通过建立不同类型的干酪根分子模型，将各干酪根分子模型加载进入石墨烯片层结构组成的狭缝型孔隙中，进行能量最小化处理、驰豫处理和模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙；将页岩油分子加载至干酪根狭缝型孔隙，得到干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型；对上述模型中的页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，得到干酪根及页岩油密度结果，并绘制干酪根及页岩油密度曲线；根据上述曲线，得到干酪根吸附油量；确定单位面积干酪根吸附油量和干酪根比表面积；根据单位面积干酪根吸附油量和干酪根比表面积，确定不同演化阶段的干酪根吸附油量。本发明能够提高干酪根吸附油量评价的准确度。

Description

一种泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法及系统

技术领域

本发明涉及泥页岩中干酪根吸附油定量评价领域，特别是涉及一种泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法及系统。

背景技术

美国页岩油和我国泥岩裂缝油藏的有效勘探开发表明，页岩具有作为油储层的潜力，但油在页岩中能否有效流动、可流动量多少，除了与页岩自身的孔喉大小、结构、分布、连通性有关之外，还与液-固相互作用及油在储层中的赋存状态和机理(如吸附、游离、溶解等)有关，这又进一步与页岩油的组成、类型及物理性质(如粘度、密度)等有关。

初步评价表明，我国页岩油资源十分丰富，地质资源量可达320亿桶(全球共计3450亿桶)，在全球41个国家中排名第三位。目前，我国在鄂尔多斯盆地三叠系延长组、准噶尔盆地二叠系芦草沟组、松辽盆地青一段地区发现了一批地质资源在5×10⁸吨至10×10⁸吨之间的储量。在渤海湾地区和四川盆地的灰质页岩中也有许多重要发现。与北美海相页岩油相比，我国的湖相页岩油较重，含蜡量高，极性组分(胶质、沥青质)较北美页岩油含量要高。这些重质组分与页岩中干酪根及矿物内广泛发育的纳米孔有着较强的相互作用，使得湖相页岩油在页岩储层中吸附性更强，并使之难以被有效开发。因此，在进行页岩油资源评价过程中，应该考虑这些导致可采资源估算误差的极性组分。

分子动力学方法自开创以来，其理论、技术和应用领域都得到了极大的拓展，可应用于平衡和非平衡体系。由于干酪根的复杂性，在进行页岩油在干酪根表面的相互作用的分子动力学模拟研究时，学者们通常使用石墨烯这种二维碳材料来代替干酪根。但是干酪根元素及官能团组成复杂，用石墨烯这种二维简单碳材料代替干酪根开展页岩油吸附研究并不可行，且分子动力学模拟的页岩油吸附体系过小(模拟体系通常小于20nm，而页岩储层孔径大于20nm的孔径占很大一部分)，难以应用到页岩油吸附的地质情况中去。

发明内容

本发明的目的是提供一种泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法及系统，能够提高干酪根吸附油量评价的准确度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法，包括：

建立不同类型的干酪根分子模型，将各所述干酪根分子模型加载进入石墨烯片层结构组成的狭缝型孔隙中，得到初始模型；

将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型；

将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙；

将页岩油分子加载至所述干酪根狭缝型孔隙，得到干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型；

对所述干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型中的页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，得到干酪根及页岩油密度结果；

根据所述干酪根及页岩油密度结果，绘制干酪根及页岩油密度曲线；

根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根吸附油量；

根据所述干酪根吸附油量，确定单位面积干酪根吸附油量；

确定干酪根比表面积；

根据所述单位面积干酪根吸附油量和所述干酪根比表面积，确定不同演化阶段的干酪根吸附油量。

可选的，所述将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型，具体包括：

利用Gromacs软件对所述初始模型在75℃和20MPa的温压条件下进行能量最小化处理和200ps驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型。

可选的，所述将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙，具体包括：

对所述压实后的干酪根集合体模型进行200ps驰豫升温；

在800℃及常压的温压条件下利用NPT系综对驰豫升温后的干酪根集合体模型进行2ns的模拟、降温和加压处理，得到干酪根狭缝型孔隙。

可选的，所述根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根吸附油量，具体包括：

根据所述干酪根及页岩油密度曲线采用公式

和

得到干酪根左侧壁面的吸附油量和右侧壁面的吸附油量；

将所述干酪根左侧壁面的吸附油量和所述右侧壁面的吸附油量相加，得到干酪根吸附油量；

其中，m_a1为干酪根左侧壁面的吸附油量；L₁为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的左侧位置；L₂为页岩油密度曲线吸附区与游离区的交界左侧位置；m_a2为干酪根右侧壁面的吸附油量；L₃为页岩油密度曲线吸附区与游离区的交界右侧位置；L₄为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的右侧位置；S_model为干酪根-页岩油溶胀及吸附模型的截面积；ρ_oil为页岩油密度曲线。

可选的，所述根据所述干酪根吸附油量，确定单位面积干酪根吸附油量，具体包括：

获取干酪根模型左侧截面积和右侧截面积；

将所述左侧截面积和所述右侧截面积相加，得到干酪根模型截面积之和；

将所述干酪根吸附油量除以所述干酪根模型截面积之和，得到单位面积干酪根吸附油量。

可选的，所述根据所述单位面积干酪根吸附油量和所述干酪根比表面积，确定不同演化阶段的干酪根吸附油量，具体包括：

将所述单位面积干酪根吸附油量与所述干酪根比表面积相乘，得到不同演化阶段的干酪根吸附油量。

一种泥页岩中干酪根吸附油定量评价系统，包括：

第一初始模型建立模块，用于建立不同类型的干酪根分子模型，将各所述干酪根分子模型加载进入石墨烯片层结构组成的狭缝型孔隙中，得到初始模型；

压实模块，用于将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型；

退火模块，用于将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙；

第二初始模型建立模块，用于将页岩油分子加载至所述干酪根狭缝型孔隙，得到干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型；

赋值模块，用于对所述干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型中的页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，得到干酪根及页岩油密度结果；

油密度曲线绘制模块，用于根据所述干酪根及页岩油密度结果，绘制干酪根及页岩油密度曲线；

干酪根吸附油量确定模块，用于根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根吸附油量；

单位面积干酪根吸附油量确定模块，用于根据所述干酪根吸附油量，确定单位面积干酪根吸附油量；

干酪根比表面积确定模块，用于确定干酪根比表面积；

不同演化阶段的干酪根吸附油量确定模块，用于根据所述单位面积干酪根吸附油量和所述干酪根比表面积，确定不同演化阶段的干酪根吸附油量。

可选的，所述压实模块，具体包括：

压实单元，用于利用Gromacs软件对所述初始模型在75℃和20MPa的温压条件下进行能量最小化处理和200ps驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型。

可选的，所述退火模块，具体包括：

升温单元，用于对所述压实后的干酪根集合体模型进行200ps驰豫升温；

退火单元，用于在800℃及常压的温压条件下利用NPT系综对驰豫升温后的干酪根集合体模型进行2ns的模拟、降温和加压处理，得到干酪根狭缝型孔隙。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明使用真实干酪根模型克服了以往单纯使用石墨烯来代替干酪根来研究干酪根与页岩油之间吸附过程中存在的问题：由于石墨烯是二维碳材料，其表面非常光滑，其表面结构与干酪根分子差距巨大；且页岩油分子无法穿过石墨烯材料进入其片层结构中去，无法产生溶胀现象，与真实的干酪根结构不符。对干酪根集合体模型进行的预处理克服了干酪根集合体压实不完全的问题：干酪根集合体压实不完全会导致其内部存在“大孔隙”，使得干酪根集合体模型的密度低于干酪根样品的密度。本发明对单位面积干酪根吸附油量的处理过程克服了分子动力学模拟体系过小无法应用到页岩油吸附的地质情况的问题：分子动力学模拟的页岩油-干酪根体系过小，模拟体系的孔径通常小于20nm，而页岩储层孔径大于20nm的孔径占很大一部分，通过对单位面积干酪根吸附油量的计算，结合实际地质参数-干酪根比表面积，计算干酪根吸附油量，大大提高了结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法流程图；

图2为本发明干酪根壁面模型的建立过程结果图；

图3为本发明干酪根集合体模拟退火过程结果图；

图4为本发明不同类型干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型示意图；

图5为本发明II型干酪根溶胀及吸附分子动力学模拟图；

图6为本发明干酪根吸附油定量计算所需各参量随R_o变化的演化图；

图7为本发明干酪根吸附油量随Ro的演化趋势图；

图8为本发明泥页岩中干酪根吸附油定量评价系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法流程图。如图1所示，一种泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法包括：

步骤101：建立不同类型的干酪根分子模型，将各所述干酪根分子模型加载进入石墨烯片层结构组成的狭缝型孔隙中，得到初始模型。

利用Avogadro软件建立I型、II型及III型干酪根分子模型，作为一种优选的实施例，这里仅选用II型干酪根分子模型举例说明，具体的，使用Packmol软件将100个II型干酪根分子加载进入石墨烯片层结构(石墨烯片层结构尺寸约为7.38nm×7.67nm×0.85nm)组成的狭缝型孔隙中，干酪根壁面初始模型见图2a。

步骤102：将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型，具体包括：

利用Gromacs软件对所述初始模型在75℃和20MPa的温压条件下，使用NPT系统，进行能量最小化处理和200ps驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型。

图2为本发明干酪根壁面模型的建立过程结果图，其中，a为初始模型示意图；b为驰豫50ps时模型结构图；c为驰豫100ps示意图；d为驰豫150ps示意图；e为驰豫200ps示意图。

步骤103：将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙，具体包括：

对所述压实后的干酪根集合体模型进行200ps驰豫升温。

在800℃及常压的温压条件下利用NPT系综对驰豫升温后的干酪根集合体模型进行2ns的模拟、降温和加压处理，得到干酪根狭缝型孔隙。

图3为本发明干酪根集合体模拟退火过程结果图。其中，a为800℃、常压条件下模拟2ns结果图；b为75℃、20MPa温压条件下模拟2ns结果图。本步骤主要对压实后的干酪根集合体模型进行200ps驰豫的升温，并将体系的压力降为常压，在800℃及常压的温压条件下利用NPT系综对整个体系进行模拟，模拟时长为2ns，模拟结果的最后一帧图像见图3a。然后将体系降温，加压，在75℃及20MPa的温压条件下利用NPT系综对整个体系进行模拟，时长2ns，模拟结果的最后一帧图像见图3b。

步骤104：将页岩油分子加载至所述干酪根狭缝型孔隙，得到干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型。

使用Packmol软件将页岩油分子加载至步骤103所得干酪根狭缝型孔隙中，加载后的初始模型见图4，模型两侧是是经模拟退火过程后的干酪根壁面模型，模型中间部分是页岩油模型。

图4为本发明不同类型干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型示意图，a为I型干酪根-页岩油溶胀及吸附模型示意图；b为II型干酪根-页岩油溶胀及吸附模型示意图；c为III型干酪根-页岩油溶胀及吸附模型示意图。

步骤105：对所述干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型中的页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，得到干酪根及页岩油密度结果。

图5为本发明II型干酪根溶胀及吸附分子动力学模拟图。其中a为模拟的最后一帧结果图；b为干酪根及页岩油密度曲线图。使用Charmm36/Cgenff力场对步骤104所得干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型中页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，页岩油分子与干酪根分子的相互作用力使用Lorentz-Berthelot混合规则，静电力模型使用Particle-Mesh-Ewald模型(PME)，范德华半径取1.4nm，使用Gromacs软件对力场赋值后的模型进行NPT系统的模拟，模拟温度为75℃，压力20MPa，模拟时间200ns，以II型干酪根为例，模拟结果见图5a，并绘制干酪根及页岩油密度曲线图(步骤106)，见图5b。

步骤106：根据所述干酪根及页岩油密度结果，绘制干酪根及页岩油密度曲线。

步骤107：根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根吸附油量，具体包括：

根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根左侧壁面的吸附油量和右侧壁面的吸附油量。具体的，采用下列公式计算干酪根左侧壁面的吸附油量和右侧壁面的吸附油量。

将所述干酪根左侧壁面的吸附油量和所述右侧壁面的吸附油量相加，得到干酪根吸附油量。

其中，m_a1为干酪根左侧壁面的吸附油量，单位为g；L₁为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的位置(左侧)，单位为nm；L₂为页岩油密度曲线吸附区与游离区的交界位置(左侧)，单位为nm；m_a2为干酪根右侧壁面的吸附油量，单位为g；L₃为页岩油密度曲线吸附区与游离区的交界位置(右侧)，单位为nm；L₄为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的位置(右侧)，单位为nm；S_model为干酪根-页岩油溶胀及吸附模型的截面积，单位为m²；ρ_oil为页岩油密度曲线，单位为kg/m³(ρ_oil，L₁，L₂，L₃，L₄，可以从页岩油的密度曲线中读取)。

步骤108：根据所述干酪根吸附油量，确定单位面积干酪根吸附油量，具体包括：

获取干酪根模型左侧截面积和右侧截面积。

将所述左侧截面积和所述右侧截面积相加，得到干酪根模型截面积之和。

将所述干酪根吸附油量除以所述干酪根模型截面积之和，得到单位面积干酪根吸附油量。

将步骤107所得左、右两侧干酪根壁面吸附油量之和(m_a1+m_a2)除以两侧干酪根模型截面积之和(2·S_model)质量得到单位面积干酪根吸附油量Qa，I型、II型及III型干酪根单位面积吸附油量分别为1.149mg/m²、1.239mg/m²及1.316mg/m²。

步骤109：确定干酪根比表面积。

将页岩微孔(＜10nm)、小孔(10nm～50nm)、中孔(50nm～150nm)、大孔(150nm～1000nm、1000nm～10000nm)按对数坐标对其进行划分，每段平均分为10份，统计第n段(D_n-1～D_n)孔径内有机孔隙的表面积，则有机孔隙表面积SK可由这n段比表面积之和而来：

式中，n为泥页岩孔径分段统计个数，n＝50，无量纲；SK_n为第n段(D_n-1～D_n)孔径内干酪根孔隙的表面积，单位为m²。

设第n段(D_n-1～D_n)孔径内有机质孔隙均由直径为D_n的球型孔隙组成，则SK_n可由下式而来：

式中，NK_n为第n段(D_n-1～D_n)孔径内有机质孔隙个数，无量纲；

为单个直径为D_n的球型孔隙的表面积，单位为m²；RK为干酪根孔隙表面粗糙系数，按Ha16页岩油样品干酪根孔隙表面粗糙系数取值，RK＝1.2176。

可由球的表面积计算公式所得：

第n段(D_n-1～D_n)孔径内有机质孔隙个数NK_n可由第n段(D_n-1～D_n)孔径内有机质孔隙体积VK_n除以单个直径为D_n的球型孔隙的体积

而来：

式中，

为1g原始有机碳对应干酪根孔隙体积，单位为m³；Pk_n为第n段(D_n-1～D_n)孔径在扫描电镜孔径分布上的比例，无量纲。

第n段(D_n-1～D_n)孔径在核磁共振孔径分布上的比例Pk_n可由下式而来：

式中，P_SEM为基于扫描电镜实验的孔径分布比例，无量纲。

干酪根孔隙体积随着干酪根生烃作用的增加在不断增大，但是由于溶胀作用，会减小一部分孔隙，地层对岩石的压实作用同样会导致有机孔隙减小，综合这三种因素，1g原始有机碳对应的有机孔隙体积

式中，V_gh为因干酪根生成油气所产生的有机孔隙体积，单位为cm³/g TOC；V_sw为干酪根溶胀体积，单位为cm³/TOC；V_os为油裂解成气产生的死碳体积，单位为cm³/g TOC；V_comp为压实系数，无量纲。

因干酪根生成油气所产生的有机孔隙体积V_gh可由下式所得：

V_gh＝V_f·F_t (9)

式中，V_f为干酪根中可转化部分所对应的体积，单位为cm³/g TOC；F_t为转化率，无量纲(图5a)。干酪根中可转化部分所对应的体积V_f可由1g有机碳对应的原始干酪根体积

及干酪根中不可转化部分所对应的体积V_s而来：

V_s＝m_s/ρ_s (12)

m_s＝1-HI⁰·0.083/100 (14)

式中，HI⁰为原始氢指数，单位为mg/g TOC(750mg/g TOC)；0.083为氢指数中碳的转化系数，无量纲；

为未熟干酪根密度，单位为g/cm³；ρ_s为干酪根中不可转化部分的密度，单位为g/cm³。参考傅家谟(1995)中未熟阶段及过熟阶段I型干酪根密度曲线图，

及ρ_s分别为1.25g/cm³及1.35g/cm³。

有机孔隙体积

与干酪根溶胀能力Q_v及因干酪根生成油气所产生的有机孔隙体积V_gh有关：

式中，Q_v为I型干酪根溶胀率，无量纲(图5b)。

图6为本发明干酪根吸附油定量计算所需各参量随Ro变化的演化图。其中，a为转化率随R_o演化图；b为溶胀率随R_o演化图；c为有机孔隙体积随R_o演化图；d为干酪根比表面积随R_o演化图。

经计算，本次研究得到了有机孔隙体积及干酪根比表面积随R_o的演化图(图6c、图6d)。从图中可以看出，随着R_o(镜质体发射率，可以反映有机质成熟度的变化)的增大，有机孔隙体积及干酪根比表面积均呈现先增大后减小的趋势，但是由于高演化阶段有机孔隙中小孔及中孔比例的增大，干酪根比表面积减小的趋势与有机孔隙体积减小的趋势相比较缓。

步骤110：根据所述单位面积干酪根吸附油量和所述干酪根比表面积，确定不同演化阶段的干酪根吸附油量，具体包括：

将所述单位面积干酪根吸附油量与所述干酪根比表面积相乘，得到不同演化阶段的干酪根吸附油量。干酪根吸附油量随R_o的增大呈现先增大后减小的趋势，虽然随着R_o的增大，地层温度在增大，但是温度造成的单位面积吸附量变化较小，干酪根吸附油量的趋势与干酪根比表面积的趋势一致，干酪根吸附油量主要受控于干酪根的比表面积。图7为本发明干酪根吸附油量随Ro的演化趋势图。

本发明步骤101-106中使用真实干酪根模型克服了以往单纯使用石墨烯来代替干酪根来研究干酪根与页岩油之间吸附过程中存在的问题：由于石墨烯是二维碳材料，其表面非常光滑，其表面结构与干酪根分子差距巨大；且页岩油分子无法穿过石墨烯材料进入其片层结构中去，无法产生溶胀现象，与真实的干酪根结构不符。对干酪根集合体模型进行的预处理克服了干酪根集合体压实不完全的问题：干酪根集合体压实不完全会导致其内部存在“大孔隙”，使得干酪根集合体模型的密度低于干酪根样品的密度。

步骤107-110对单位面积干酪根吸附油量的处理过程克服了分子动力学模拟体系过小无法应用到页岩油吸附的地质情况的问题：分子动力学模拟的页岩油-干酪根体系过小，模拟体系的孔径通常小于20nm，而页岩储层孔径大于20nm的孔径占很大一部分，通过对单位面积干酪根吸附油量的计算，结合实际地质参数-干酪根比表面积，计算干酪根吸附油量，大大提高了结果的准确性。

本发明还提供一种泥页岩中干酪根吸附油定量评价系统。图8为本发明泥页岩中干酪根吸附油定量评价系统结构图。如图8所示，一种泥页岩中干酪根吸附油定量评价系统包括：

第一初始模型建立模块201，用于建立不同类型的干酪根分子模型，将各所述干酪根分子模型加载进入石墨烯片层结构组成的狭缝型孔隙中，得到初始模型。

压实模块202，用于将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型。

退火模块203，用于将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙。

第二初始模型建立模块204，用于将页岩油分子加载至所述干酪根狭缝型孔隙，得到干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型。

赋值模块205，用于对所述干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型中的页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，得到干酪根及页岩油密度结果。

油密度曲线绘制模块206，用于根据所述干酪根及页岩油密度结果，绘制干酪根及页岩油密度曲线。

干酪根吸附油量确定模块207，用于根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根吸附油量。

单位面积干酪根吸附油量确定模块208，用于根据所述干酪根吸附油量，确定单位面积干酪根吸附油量。

干酪根比表面积确定模块209，用于确定干酪根比表面积。

不同演化阶段的干酪根吸附油量确定模块210，用于根据所述单位面积干酪根吸附油量和所述干酪根比表面积，确定不同演化阶段的干酪根吸附油量。

所述压实模块202，具体包括：

压实单元，用于利用Gromacs软件对所述初始模型在75℃和20MPa的温压条件下进行能量最小化处理和200ps驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型。

所述退火模块203，具体包括：

升温单元，用于对所述压实后的干酪根集合体模型进行200ps驰豫升温。

退火单元，用于在800℃及常压的温压条件下利用NPT系综对驰豫升温后的干酪根集合体模型进行2ns的模拟、降温和加压处理，得到干酪根狭缝型孔隙。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法，其特征在于，包括：

建立不同类型的干酪根分子模型，将各所述干酪根分子模型加载进入石墨烯片层结构组成的狭缝型孔隙中，得到初始模型；

将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型；

将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙；

将页岩油分子加载至所述干酪根狭缝型孔隙，得到干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型；

对所述干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型中的页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，得到干酪根及页岩油密度结果；

根据所述干酪根及页岩油密度结果，绘制干酪根及页岩油密度曲线；

根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根吸附油量；

根据所述干酪根吸附油量，确定单位面积干酪根吸附油量；

确定干酪根比表面积；

根据所述单位面积干酪根吸附油量和所述干酪根比表面积，确定不同演化阶段的干酪根吸附油量。

2.根据权利要求1所述的泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法，其特征在于，所述将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型，具体包括：

利用Gromacs软件对所述初始模型在75℃和20MPa的温压条件下进行能量最小化处理和200ps驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型。

3.根据权利要求1所述的泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法，其特征在于，所述将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙，具体包括：

对所述压实后的干酪根集合体模型进行200ps驰豫升温；

在800℃及常压的温压条件下利用NPT系综对驰豫升温后的干酪根集合体模型进行2ns的模拟、降温和加压处理，得到干酪根狭缝型孔隙。

4.根据权利要求1所述的泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法，其特征在于，所述根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根吸附油量，具体包括：

根据所述干酪根及页岩油密度曲线采用公式

和

得到干酪根左侧壁面的吸附油量和右侧壁面的吸附油量；

将所述干酪根左侧壁面的吸附油量和所述右侧壁面的吸附油量相加，得到干酪根吸附油量；

其中，m_a1为干酪根左侧壁面的吸附油量；L₁为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的左侧位置；L₂为页岩油密度曲线吸附区与游离区的交界左侧位置；m_a2为干酪根右侧壁面的吸附油量；L₃为页岩油密度曲线吸附区与游离区的交界右侧位置；L₄为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的右侧位置；S_model为干酪根-页岩油溶胀及吸附模型的截面积；ρ_oil为页岩油密度曲线。

5.根据权利要求1所述的泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法，其特征在于，所述根据所述干酪根吸附油量，确定单位面积干酪根吸附油量，具体包括：

获取干酪根模型左侧截面积和右侧截面积；

将所述左侧截面积和所述右侧截面积相加，得到干酪根模型截面积之和；

将所述干酪根吸附油量除以所述干酪根模型截面积之和，得到单位面积干酪根吸附油量。

6.根据权利要求1所述的泥页岩中干酪根吸附油定量评价方法，其特征在于，所述根据所述单位面积干酪根吸附油量和所述干酪根比表面积，确定不同演化阶段的干酪根吸附油量，具体包括：

将所述单位面积干酪根吸附油量与所述干酪根比表面积相乘，得到不同演化阶段的干酪根吸附油量。

7.一种泥页岩中干酪根吸附油定量评价系统，其特征在于，包括：

第一初始模型建立模块，用于建立不同类型的干酪根分子模型，将各所述干酪根分子模型加载进入石墨烯片层结构组成的狭缝型孔隙中，得到初始模型；

压实模块，用于将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型；

退火模块，用于将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙；

第二初始模型建立模块，用于将页岩油分子加载至所述干酪根狭缝型孔隙，得到干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型；

赋值模块，用于对所述干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型中的页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，得到干酪根及页岩油密度结果；

油密度曲线绘制模块，用于根据所述干酪根及页岩油密度结果，绘制干酪根及页岩油密度曲线；

干酪根吸附油量确定模块，用于根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根吸附油量；

单位面积干酪根吸附油量确定模块，用于根据所述干酪根吸附油量，确定单位面积干酪根吸附油量；

干酪根比表面积确定模块，用于确定干酪根比表面积；

不同演化阶段的干酪根吸附油量确定模块，用于根据所述单位面积干酪根吸附油量和所述干酪根比表面积，确定不同演化阶段的干酪根吸附油量。

8.根据权利要求7所述的泥页岩中干酪根吸附油定量评价系统，其特征在于，所述压实模块，具体包括：

压实单元，用于利用Gromacs软件对所述初始模型在75℃和20MPa的温压条件下进行能量最小化处理和200ps驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型。

9.根据权利要求7所述的泥页岩中干酪根吸附油定量评价系统，其特征在于，所述退火模块，具体包括：

升温单元，用于对所述压实后的干酪根集合体模型进行200ps驰豫升温；

退火单元，用于在800℃及常压的温压条件下利用NPT系综对驰豫升温后的干酪根集合体模型进行2ns的模拟、降温和加压处理，得到干酪根狭缝型孔隙。

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