中国石油大学(华东)张伟获国家专利权
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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利一种考虑微观吸附机理的页岩气藏混合注气参数优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121565344B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202610090298.2,技术领域涉及:G16C60/00;该发明授权一种考虑微观吸附机理的页岩气藏混合注气参数优化方法是由张伟;杨洋;袁彬;宋文铜设计研发完成,并于2026-01-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种考虑微观吸附机理的页岩气藏混合注气参数优化方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种考虑微观吸附机理的页岩气藏混合注气参数优化方法,涉及油气田开发技术领域。本发明采用拉丁超立方采样方法在四维参数空间内生成初始样本点集,利用初始样本点集进行分子动力学模拟建立样本数据库和驱替效率预测模型,基于目标孔径值构建贝叶斯优化采集函数,结合驱替效率预测模型预测结果,最大化贝叶斯优化采集函数确定最具潜力的混合注气参数,生成新四维样本点并进行分子动力学模拟获取其驱替效率后,得到新参数点更新样本数据库,通过多次更新后样本数据库优化驱替效率预测模型得到最优混合注气参数,建立孔径与最优混合注气参数的关系,揭示了不同孔径下页岩储层的主导驱替机制,实现了对混合注气参数的高效优化。
本发明授权一种考虑微观吸附机理的页岩气藏混合注气参数优化方法在权利要求书中公布了:1.一种考虑微观吸附机理的页岩气藏混合注气参数优化方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1,采用拉丁超立方采样方法在四维参数空间内生成初始样本点集; 所述四维参数空间包括四个参数,分别为CO2N2摩尔配比、注入气体总分子数、注入压力和孔径,其中,CO2N2摩尔配比、注入气体总分子数、注入压力共同组成混合注气参数; 步骤2,对初始样本点集中的各四维样本点进行注气-吸附平衡-驱替生产全流程模拟,获取各四维样本点的驱替效率,构建样本数据库; 所述步骤2中,包括以下子步骤: 步骤2.1,根据初始样本点集中各四维样本点的孔径建立石英狭缝孔模型,在石英狭缝孔模型的孔隙中填充初始流体,所述初始流体为甲烷分子,基于Peng-Robinson状态方程确定初始甲烷分子数目为: ; 式中,为初始分子数目;为甲烷密度;为储层温度;为储层压力;为孔隙体积;为阿伏伽德罗常数;为甲烷摩尔质量; 步骤2.2,根据各四维样本点的CO2N2摩尔配比和注入气体总分子数,确定混合气体中CO2分子和N2分子的数目,将混合气体注入至石英狭缝孔模型的孔隙中,在分子动力学模拟软件中,利用石英狭缝孔模型进行吸附平衡分子动力学模拟; 所述混合气体中CO2分子数目和N2分子数目的计算公式为: ; ; 式中,为混合气体中的CO2分子数目;为混合气体中的N2分子数目;为第个四维样本点的CO2N2摩尔配比;为第个四维样本点的注入气体总分子数; 步骤2.3,利用吸附平衡后的石英狭缝孔模型进行驱替分子动力学模拟,得到各四维样本点处的驱替效率; 所述驱替效率计算公式为: ; 式中,为第个四维样本点的驱替效率;为驱替结束后孔隙内剩余的甲烷分子数; 步骤2.4,分别将初始样本点集中的各四维样本点作为参数点,并将各四维样本点的驱替效率作为参数点的标签,建立样本数据库,,其中,为四维样本点,为四维样本点总数; 步骤3,根据样本数据库建立驱替效率预测模型,用于根据混合注气参数预测驱替效率; 步骤4,根据目标孔径值构建贝叶斯优化采集函数,结合驱替效率预测模型的预测结果,通过最大化贝叶斯优化采集函数确定最具潜力的混合注气参数; 所述步骤4中,包括以下子步骤: 步骤4.1,根据目标孔径值构建贝叶斯优化采集函数,得到: ; 式中,为贝叶斯优化采集函数;为CO2N2摩尔配比;为注入气体总分子数;为注入压力;为孔径;为驱替效率预测模型的预测均值;为驱替效率预测模型的预测标准差;为平衡参数; 步骤4.2,以各混合注气参数的边界约束作为限制,最大化贝叶斯优化采集函数优化混合注气参数,确定最具潜力的混合注气参数为: ; 式中,为最具潜力的CO2N2摩尔配比;为最具潜力的注入气体总分子数;为最具潜力的注入压力;为求解贝叶斯优化采集函数最大值所对应混合注气参数的函数;为CO2N2摩尔配比、注入气体总分子数和注入压力组成的三维参数空间,,其中,、分别为CO2N2摩尔配比的最小值和最大值;、分别为注入气体总分子数的最小值和最大值;、分别为注入压力的最小值和最大值; 步骤5,根据步骤4中所获取的最具潜力混合注气参数及目标孔径值,生成新四维样本点并进行注气-吸附平衡-驱替生产全流程模拟,得到新四维样本点的驱替效率后,将新四维样本点作为新参数点加入至样本数据库中,更新样本数据库并重复步骤3,利用更新后的样本数据库优化驱替效率预测模型; 步骤6,判断当前优化次数是否达到预设最大优化次数,若已达到则输出目标孔径值的最优混合注气参数和最优驱替效率,并进入步骤7中,否则,则返回步骤4中重新优化贝叶斯优化采集函数; 步骤7,选取多个代表性孔径值作为目标孔径值,重复步骤4~步骤6,得到各代表性孔径值所对应的最优混合注气参数和最优驱替效率,建立孔径与最优混合注气参数之间的关系,并配合利用各代表性孔径值进行注气-吸附平衡-驱替生产全流程模拟,得到各代表性孔径值模拟的微观机理参数,揭示不同孔径下页岩气藏的主导驱替机制。
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