[发明专利]基于格子玻尔兹曼方法的岩石气体相对渗透率测算方法

权利要求书

1.一种基于格子玻尔兹曼方法的岩石气体相对渗透率测算方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)使用室内试验测定岩石样品不同含水饱和度条件下孔隙度，对岩石样品进行背散射电子成像，获得微观孔隙结构；使用四参数生长法，根据岩石不同含水饱和度下孔隙度、孔隙形态，设置参数，生成与不同含水饱和度下岩石样品孔隙度一致，孔隙形态相似的岩石多孔介质模型；

(2)对岩石多孔介质模型进、出气体边界施加偏压力，使用格子玻尔兹曼方法进行气体渗流模拟，对岩石多孔介质模型进、出气体边界施加偏压力，计算出不同孔隙度岩石多孔介质模型气体渗透率及不同含水饱和度岩石的气体相对渗透率；

(3)对不同含水饱和度下气体相对渗透率测试结果拟合，绘制岩石气体相对渗透率与不同含水饱和度关系曲线，获得相对渗透率与不同含水饱和度的函数关系，由此推算不同含水饱和度下的气体相对渗透率。

2.根据权利要求1所述的基于格子玻尔兹曼方法的岩石气体相对渗透率测算方法，其特征在于：步骤(1)中，采用四参数生长法，通过控制孔隙度、初始生长核和生长方向概率，生成与不同含水饱和度下岩石样品孔隙度一致，微观结构相似的多孔介质模型；通过设置固体基质、孔隙空间和固体边界参数，将多孔介质模型转化为进行格子玻尔兹曼气体渗流模拟的岩石多孔介质模型，生成与不同含水饱和度下岩石样品孔隙度一致，孔隙形态相似的岩石多孔介质模型。

3.根据权利要求1所述的基于格子玻尔兹曼方法的岩石气体相对渗透率测算方法，其特征在于：步骤(1)中，生成岩石多孔介质模型的过程为：

(1.1)确定表征岩石孔隙结构的单元体的大小，在四参数生长法中设置为N×N区域，根据岩石在各含水饱和度下的孔隙度，输入孔隙度参数，根据岩样BSE成像孔隙大小及孔隙分布，设置初始生长核参数及生长方向概率参数，生成与岩石试样孔隙度一致，孔隙结构一致的由孔隙和固体表示的多孔介质模型的.txt文件；

(1.2)通过Matlab编程，将多孔介质模型更改为由孔隙空间、孔隙边界部分及固体骨架部分组成的、进行格子玻尔兹曼气体渗流模拟的不同含水饱和度岩石多孔介质模型的.dat文件。

4.根据权利要求1所述的基于格子玻尔兹曼方法的岩石气体相对渗透率测算方法，其特征在于：步骤(2)中，使用格子玻尔兹曼方法计算出不同含水饱和度岩石的气体相对渗透率，获得气体相对渗透率曲线，得到气体相对渗透率与不同含水饱和度的函数关系，由此得出不同含水饱和度岩石的气体相对渗透率。

5.根据权利要求1所述的基于格子玻尔兹曼方法的岩石气体相对渗透率测算方法，其特征在于：步骤(2)中计算出的不同孔隙度与含水饱和度对应。

6.根据权利要求1所述的基于格子玻尔兹曼方法的岩石气体相对渗透率测算方法，其特征在于：步骤(2)中，使用格子玻尔兹曼方法计算出不同含水饱和度岩石的气体相对渗透率的方法为：

(2.1)在步骤(2)中以岩石多孔介质模型的孔隙度表征不同含水饱和度S_w，使用格子玻尔兹曼方法进行气体渗流模拟，为岩石多孔介质模型不同部分设置孔隙空间、孔隙边界部分及固体骨架部分的边界条件；

(2.2)通过输入岩石多孔介质模型的进、出气边界气体偏压力，进行气体渗流模拟，得到不同含水饱和度岩石多孔介质模型气体渗透率，并计算出气体相对渗透率。

7.根据权利要求1所述的基于格子玻尔兹曼方法的岩石气体相对渗透率测算方法，其特征在于：步骤(3)中，得到相对渗透率与不同含水饱和度的函数关系后，选一含水饱和度，计算出所述含水饱和度下岩石的气体相对渗透率。