[发明专利]一种CO2

说明书

本发明公开了一种CO₂‑夹带剂复合体系吞吐的分子动力学模拟方法，属于CO₂驱油技术领域。该CO₂‑夹带剂复合体系吞吐的分子动力学模拟方法包括：提供CO₂‑夹带剂复合体系模型，并开发以及优化粗粒度分子动力学力场之后，基于所述粗粒度分子动力学力场进行分子动力学模拟，并每隔5ps采集组分密度分布、均方位移的数据并进行计算分析。本发明提供的CO₂‑夹带剂复合体系吞吐的分子动力学模拟方法不仅可以模拟大尺度的动力学行为，而且能够更加全面地表征页岩油藏中分子间以及分子与壁面间相互作用；同时，可在分子层面揭示分子间、分子与壁面等作用下页岩微纳米孔道内的分子颗粒流动规律，从而实现了揭示多机理协同作用下页岩油藏动用机理。

技术领域

本发明属于CO₂驱油技术领域，尤其涉及一种CO₂-夹带剂复合体系吞吐的分子动力学模拟方法。

背景技术

因页岩储层具有低孔、超低渗、纳米孔隙发育以及润湿性复杂等特点，导致页岩油的实验研究存在高温和高压条件的限制，很难从微观角度揭示分子颗粒渗流规律，只能从宏观角度观察原油驱替效果。

近年来，分子动力学模拟技术在原油运移行为、表面活性剂降低CO₂/原油界面张力行为、表面活性剂聚集与吸附行为等方面取得重要的研究成果。其中，CO₂吞吐不仅可以提高页岩油藏的采收率，而且有助于缓解温室效应，被认为是极具前景的提高页岩油藏采收率技术。然而，目前CO₂吞吐极具潜力却未在现场广泛应用，其主要原因在于：一是页岩油藏相较于常规油藏CO₂吞吐提高采收率机理和影响因素更复杂，导致CO₂与原油在页岩微纳米孔道中的渗流机理不明确；二是现有CO₂吞吐技术提高页岩油藏采收率效果有限，难以达到在现场规模应用的经济下限。因此，需要明确页岩油藏CO₂吞吐作用机理，完善CO₂吞吐提高采收率技术，以期实现页岩油藏更高效地开发。

但是，目前页岩油藏CO₂吞吐提高采收率研究相对较少，而且在提高采收率机理方面大都是借鉴常规油藏，更是未能形成针对页岩油藏CO₂复合体系协同作用机理的认识，CO₂复合体系的粗粒度分子动力学力场不够完善，无法完整表征CO₂复合体系与页岩有机质/矿物-原油的相互作用，严重制约了页岩油藏CO₂复合体系吞吐微观渗流理论方面的探讨和研究。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种CO₂-夹带剂复合体系吞吐的分子动力学模拟方法，通过开发“CO₂-夹带剂-原油-页岩有机质/矿物狭缝”体系的粗粒度分子动力学力场，并开展粗粒度分子动力学模拟，不仅可以模拟大尺度的动力学行为，而且能够更加全面地表征页岩油藏中分子间以及分子与壁面间相互作用；同时，通过引入多机理CO₂-夹带剂复合体系与页岩有机质、矿物、原油的协同作用机制，在分子层面揭示分子间、分子与壁面等作用下页岩微纳米孔道内的分子颗粒流动规律，从而揭示多机理协同作用下页岩油藏动用机理。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

第一方面，在本发明实施例中提供一种CO₂-夹带剂复合体系吞吐的分子动力学模拟方法，包括以下步骤：

S101：提供CO₂-夹带剂复合体系模型；

S102：开发并优化粗粒度分子动力学力场，具体包括：

将所述CO₂-夹带剂复合体系模型模拟成全原子体系模型，并进行全原子分子动力学模拟，得到全原子体系初始模型；