[发明专利]一种毛细凝聚量关键参数孔隙结构凝聚比例的确定方法

说明书

本发明公开了一种毛细凝聚量关键参数孔隙结构凝聚比例的确定方法，包括：制备粘土矿物颗粒样品，并进行二次电子成像，得到二次电子灰度图；基于二次电子灰度图进行孔隙提取；对提取后的孔隙图中的不同孔隙进行多边形拟合，并统计每个拟合多边形的端点所对应的角度；建立油‑水‑岩模型，并进行分子动力学模拟；根据分子动力学模拟结果得到密度分布图；基于密度分布图计算接触角；基于接触角和每个拟合多边形的端点所对应的角度，拟合孔隙多边形单个角的毛细凝聚液面；基于孔隙多边形单个角的毛细凝聚液面确定不同分压对应的凝聚比例。本发明从机理上出发，确定孔隙结构凝聚比例系数，从而确定页岩油吸附量，拟合结果更加准确，更加节省物力财力。

技术领域

本发明涉及页岩油吸附技术领域，特别是涉及一种毛细凝聚量关键参数孔隙结构凝聚比例的确定方法。

背景技术

页岩油通常具有吸附、游离和溶解三种赋存状态，主要以吸附或游离状态赋存，含有少量溶解态。互溶态页岩油吸收于干酪根，几乎不可动(即不可采)，而吸附-游离态页岩油是潜在可采的(即可动的)；但在当前技术条件下，游离态页岩油是最具有可采性的部分。

高温高压甲烷吸附、油溶液吸附实验是目前油气行业中较为常用的测试吸页岩附量的技术方法。针对页岩，前者更适用于对甲烷等气态烃的吸附能力分析，而在油吸附能力及吸附量研究中适用性差。油溶液吸附实验无法测试随着压力增大，油吸附的变化。但实际地层中，压力是影响页岩油吸附的重要因素之一。

烃蒸气吸附是表征页岩及其主要组成矿物吸附能力的重要实验。烃蒸气吸附实验结果包含吸附量和毛细凝聚量(游离量)两部分。目前，主要通过分子动力学模拟和开尔文公式分别对气态烃吸附量和凝聚量进行计算。然而，由于缺乏对页岩及其主要组成矿物微观表面和孔隙结构性质的认识，需要利用大量烃蒸气吸附实验结果来标定凝聚量的计算公式，即确定孔隙结构凝聚比例系数。显然，这种方式会浪费大量资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种毛细凝聚量关键参数孔隙结构凝聚比例的确定方法，通过表征矿物微观表面和孔隙结构性质，从机理上出发，确定孔隙结构凝聚比例系数，从而确定页岩油吸附量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种毛细凝聚量关键参数孔隙结构凝聚比例的确定方法，包括：

制备粘土矿物颗粒样品，并进行二次电子成像，得到二次电子灰度图；

基于所述二次电子灰度图进行孔隙提取；

对提取后的孔隙图中的不同孔隙进行多边形拟合，并统计每个拟合多边形的端点所对应的角度；

建立油-水-岩模型，并进行分子动力学模拟；

根据分子动力学模拟结果得到密度分布图；

基于所述密度分布图计算接触角；

基于所述接触角和所述每个拟合多边形的端点所对应的角度，拟合孔隙多边形单个角的毛细凝聚液面；孔隙多边形单个角的毛细凝聚液面中的凝聚部分为弯液面与单个角顶端所围成的部分；

基于所述孔隙多边形单个角的毛细凝聚液面确定不同分压对应的凝聚比例。

可选地，所述基于所述二次电子灰度图进行孔隙提取，具体包括：

利用中值滤波法对所述二次电子灰度图进行去噪处理；

将去噪后的二次电子灰度图进行灰度统计，绘制灰度直方图；

基于灰度直方图中矿物峰与孔隙峰之间的阈值，进行孔隙提取，

将提取后的图进行二值化处理。

可选地，所述对提取后的孔隙图中的不同孔隙进行多边形拟合，并统计每个拟合多边形的端点所对应的角度，具体包括：