[发明专利]纳米多孔材料电导率的估算

摘要

本发明提供了估算粘土矿物体系的电导率并将所述估算应用于更大规模分析的方法和系统。所述粘土的电导率可以通过构建无水的电荷中性粘土的分子模型、然后通过取代所述粘土结构模型中的离子赋予电荷密度来估算。插入反离子以供电荷中性，并且向所述模型添加水分子来反映选定的水化水平。力场系数赋值之后，分子动力学模拟提供了可由其估算扩散系数的数据。对所述反离子的扩散系数应用能斯特‑爱因斯坦关系式提供了所述粘土体系的离子电导率。这种电导率可用于导出地层因数，并可应用于直接数值模拟分析。

主权项

操作计算机系统计算粘土矿物中电导率的方法，所述方法包括以下步骤：构建粘土矿物的分子表示，所述分子表示包含：原子无水结构，其以多个平行层排列，所述无水结构包括代替所述结构中的金属原子的取代位点，其浓度对应于选定的电荷密度；至少一个物种的反离子，其被布置在所述无水结构的层之间的夹层空间中，浓度对应于所述选定的电荷密度；和多个水分子，其被布置在所述夹层空间中；结合与所述粘土矿物选定的压力和温度条件相对应的边界条件，向所述分子表示进行力场参数赋值；然后操作所述计算机系统进行在模拟时间间隔内的运动方程式的分子动力学模拟，以确定在所述模拟时间间隔期间的多个时间下所述表示中反离子的位置坐标；由所述多个时间下的位置坐标，计算反离子物种中的一者或多者的自扩散系数；和然后由所述自扩散系数计算反离子物种的离子电导率。