[发明专利]煤岩对气体吸附能力的预测方法及装置

说明书

本申请提供了一种煤岩对气体吸附能力的预测方法及装置，该方法包括：获取目标煤岩的组分、环境温度和含水饱和度，并根据预设的变化关系曲线确定目标煤岩的平均孔隙宽度；获取气体在不同环境压力和温度下的体相密度及体相化学势；将目标煤岩的平均孔隙宽度离散为多个孔隙区间，确定每个孔隙区间上的流固相互作用引起的化学势，并将其与体相化学势一并代入吸附平衡准则模型，对应获得每个孔隙区间上流流相互作用引起的化学势；根据每个孔隙区间上流流相互作用引起的化学势对应获得每个孔隙区间上气体的吸附相密度；根据每个孔隙区间上气体的吸附相密度与体相密度获得目标煤岩对气体的吸附量。本申请可以提高预测煤岩对气体吸附能力的准确性和效率。

技术领域

本申请涉及煤层气勘探发开技术领域，尤其是涉及一种煤岩对气体吸附能力的预测方法及装置。

背景技术

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实验较为成熟，但实验周期较长，煤样准备阶段需2～3天，首次吸附平衡需1天，且改变实验条件后仍需稳定2小时。另外，在实现本申请的过程中，本申请的发明人发现：已有气体吸附解吸理论亦存在一些不足，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。

有鉴于此，目前亟需可快速准确预测煤岩对气体吸附能力的技术方案。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种煤岩对气体吸附能力的预测方法及装置，以提高预测煤岩对气体吸附能力的准确性和效率。

为达到上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种煤岩对气体吸附能力的预测方法，包括：

获取目标煤岩的组分、环境温度和含水饱和度，根据平均孔隙宽度随煤岩的组分、环境温度和含水饱和度的变化关系曲线确定目标煤岩的平均孔隙宽度；

获取气体在不同环境压力和温度下的体相密度及体相化学势；

将目标煤岩的平均孔隙宽度离散为多个孔隙区间，并确定每个孔隙区间上的流固相互作用引起的化学势；

将所述体相化学势及每个孔隙区间上的流固相互作用引起的化学势，分别代入吸附平衡准则模型，对应获得每个孔隙区间上流流相互作用引起的化学势；

根据每个孔隙区间上流流相互作用引起的化学势对应获得每个孔隙区间上气体的吸附相密度；

将每个孔隙区间上气体的吸附相密度分别与所述体相密度之差，沿目标煤岩的平均孔隙宽度积分，获得目标煤岩对气体的吸附量。

本申请实施例的煤岩对气体吸附能力的预测方法，所述平均孔隙宽度随煤岩的组分、环境温度和含水饱和度的变化关系曲线，包括：

L_s＝[(-0.00023M_VM-0.0013)(θ-308.15)+0.012M_VM+1.16]×[1+0.0056(M_EMC-S_water)]；

其中，L_s为平均孔隙宽度，M_VM为挥发分含量，θ为温度，M_EMC为平衡湿度，S_water为含水饱和度。

本申请实施例的煤岩对气体吸附能力的预测方法，所述获取气体在不同环境压力和温度下的体相密度，包括：

根据公式获取气体在不同环境压力和温度下的体相密度；