[发明专利]基于分子模拟的页岩多矿物成分岩心骨架模型建立方法

权利要求书

1.基于分子模拟的页岩多矿物成分岩心骨架模型建立方法，依次包括以下步骤：

（1）提取地层页岩样品，通过X-射线衍射实验获取矿物成分种类信息，计算各矿物成分的百分含量，通过提取X射线衍射谱图中矿物晶体信息，得到各矿物晶胞信息；

（2）根据各矿物晶胞信息，输入对应的晶胞参数，分别构建各矿物原晶胞单元模型；

（3）对各矿物原晶胞单元模型进行切面，切出其最易暴露在外的面，作为复合矿物模型的最小单元；

（4）根据各矿物成分的百分含量计算各矿物的质量最小整数比，再除以各矿物晶胞的摩尔质量，得到页岩样品中各矿物分子最小整数比，根据所需建立的复合矿物模型的大小，将最小整数比乘以相应的系数，得到建立该模型所需的各矿物分子个数；

（5）使用分子模拟软件Materials Studio的Amorphous Cell Calculation板块，参照步骤（4）得到的各矿物分子个数，将步骤（3）得到的各矿物原晶胞单元切面模型进行随机吸附填充，形成不同矿物晶胞组成的复合矿物模型；

（6）对复合矿物模型进行结构优化，直到该模型的总能量达到最小的收敛值，得到页岩多矿物成分岩心骨架模型。

2.如权利要求1所述的基于分子模拟的页岩多矿物成分岩心骨架模型建立方法，其特征在于，所述步骤（1）包括以下内容：

S1、将页岩样品洗净、烘干、研磨至粉末；

S2、将样品粉末置于样品载片凹槽，使样品被测量面保持粗糙，与样品载片的表面保持平整均匀；

S3、获取X射线衍射谱图，采用分析软件或人工选择基线点划定基线；

S4、根据样品的X射线衍射谱图读取相关数据，再与矿物的标准X射线衍射数据对比，确定矿物成分的种类；

S5、提取X射线衍射谱图中矿物晶体信息，得到页岩样品中各矿物晶胞信息；

S6、对X射线衍射谱图进行分峰与拟合处理，计算各种黏土矿物以及非黏土矿物的质量百分含量。

3.如权利要求1所述的基于分子模拟的页岩多矿物成分岩心骨架模型建立方法，其特征在于，所述步骤（2）分别构建各矿物原晶胞单元模型，石英采用α-quartz晶胞模型，伊利石采用转化过程末期的伊利石类型，蒙脱石和白云石晶胞模型均来自于美国矿物学家晶体结构数据库。

4. 如权利要求1所述的基于分子模拟的页岩多矿物成分岩心骨架模型建立方法，其特征在于，所述步骤（3）对各矿物原晶胞单元模型进行切面，切出其最易暴露在外的面作为复合矿物模型的最小单元，石英矿物晶胞切取（1 0 0）面，伊利石晶胞切取（0 0 1）面，蒙脱石晶胞切取（0 0 -1）面，白云石晶胞切取（1 0 4）面。

5. 如权利要求1所述的基于分子模拟的页岩多矿物成分岩心骨架模型建立方法，其特征在于，所述步骤（6）是指运用分子模拟软件Materials Studio中Forcite模块的GeometryOptimization任务对复合矿物模型进行结构优化，使其处于能量最低化。