[发明专利]一种天然气解析过程中碳同位素分馏计算方法及应用

权利要求书

1.一种天然气解析过程中碳同位素分馏计算方法，其特征在于，包括：

(1)获取初始时刻初始条件下的第一游离气质量和吸附气质量，计算所述第一游离气和所述吸附气的碳同位素初始值，并计算所述第一游离气中¹²CH₄和¹³CH₄的质量；

(2)待开采开始时，根据质量守恒方程计算第一时间间隔内流出地层的流出气体质量和所述第一时间间隔末尾时刻的地层压力，再根据所述流出气体质量与所述初始时刻时所述第一游离气质量之间的关系计算所述第一时间间隔内所述流出气体的碳同位素值，并计算所述流出气体中¹²CH₄和¹³CH₄的质量；

(3)计算所述吸附气含量、解吸气质量以及所述吸附气和所述解吸气的碳同位素值，并确定所述解吸气中¹²CH₄和¹³CH₄的质量；

(4)根据所述初始时刻时所述第一游离气中¹²CH₄和¹³CH₄的质量、所述流出气体中¹²CH₄和¹³CH₄的质量和所述解吸气中¹²CH₄和¹³CH₄的质量计算所述第一时间间隔末尾时刻所述第一游离气中¹²CH₄和¹³CH₄的质量以及所述第一游离气的碳同位素值；

(5)待开采过程进入相邻的第二时间间隔时，以所述第一时间间隔末尾时刻时所述第一游离气中¹²CH₄和¹³CH₄的质量作为所述第二时间间隔初始时刻的第二游离气中¹²CH₄和¹³CH₄的初始量，迭代重复步骤(2)-(4)计算过程直至岩石内压力等于外界压力时停止，并获得整个压力下降过程中岩石内气体含量变化和所有所述流出气体中的碳同位素演化数据。

2.根据权利 要求1所述的天然气解析过程中碳同位素分馏计算方法，其特征在于，所述初始时刻初始条件下的初始碳同位素值、所述第一游离气的碳同位素值和所述吸附气的碳同位素值之间满足的关系式为：

其中，m⁰为所述初始时刻初始条件下的原地含气量，为所述初始时刻初始条件下所述第一游离气的含量，为所述初始时刻初始条件下所述吸附气的含量，δ¹³C⁰为所述初始时刻初始条件下所述初始碳同位素值，为所述初始时刻初始条件下所述第一游离气的碳同位素值，为所述初始时刻初始条件下所述吸附气的碳同位素值，α为所述吸附气与所述第一游离气之间的同位素分馏系数，仅与地层温度有关。

3.根据权利 要求1所述的天然气解析过程中碳同位素分馏计算方法，其特征在于，所述初始时刻初始条件下的所述第一游离气中¹²CH₄和¹³CH₄的质量计算公式为：

其中，为所述初始时刻初始条件下所述第一游离气的含量，为所述初始时刻初始条件下所述第一游离气中¹²CH₄的质量，为所述初始时刻初始条件下所述第一游离气中¹³CH₄的质量，为所述初始时刻初始条件下所述第一游离气的碳同位素值，R＝0.011237。