本說明書屬于油氣田勘探和開發(fā)領(lǐng)域，尤其涉及一種納米孔隙內(nèi)流體組成和流體相態(tài)的測定方法。

背景技術(shù)：

1、頁巖油藏是典型的多尺度空間，廣泛分布著納米級的孔隙和毫米級的裂縫，不同尺度的空間內(nèi)的油氣組成存在著差異。準(zhǔn)確確定頁巖油藏內(nèi)的流體的組成和相態(tài)可以更為準(zhǔn)確的對資源進行評價，可以確定更為合理的開發(fā)方案。

2、裂縫內(nèi)的流體組成可以通過收集裂縫的產(chǎn)出液進行確定，而納米孔隙內(nèi)的流體組成的確定難度較大。目前，一般是通過保壓取芯結(jié)合核磁共振的方式來定性判斷不同尺寸的納米孔隙內(nèi)的流體相態(tài)(氣態(tài)、液態(tài)或混合態(tài))，并確定納米孔隙內(nèi)的流體組分，然而，這種方式無法準(zhǔn)確確定納米孔隙內(nèi)的流體的具體組成。

3、針對如何準(zhǔn)確確定納米孔隙內(nèi)的流體的具體組成，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本說明書提供了一種納米孔隙內(nèi)流體組成和流體相態(tài)的測定方法，以達(dá)到準(zhǔn)確確定納米孔隙內(nèi)的流體組成和流體相態(tài)的目的。

2、本說明書提供了一種納米孔隙內(nèi)流體組成和流體相態(tài)的測定方法是這樣實現(xiàn)的：

3、一種納米孔隙內(nèi)流體組成和流體相態(tài)的測定方法，包括：

4、確定裂縫區(qū)域的壓力、裂縫區(qū)域內(nèi)各個組分的逸度和裂縫區(qū)域內(nèi)流體的基礎(chǔ)特征參數(shù)；

5、將所述裂縫區(qū)域的壓力作為納米孔隙的初始壓力，通過預(yù)設(shè)次數(shù)的蒙特卡羅實驗對納米孔隙內(nèi)的各個組分的摩爾組成進行測定，并將每一次蒙特卡羅實驗的測定結(jié)果作為所述納米孔隙的初始流體組成集合；

6、在所述初始流體組成集合中隨機選取多組滿足預(yù)設(shè)條件的組成，作為所述納米孔隙的候選流體組成集合；

7、根據(jù)所述納米孔隙的初始壓力和裂縫區(qū)域內(nèi)流體的基礎(chǔ)特征參數(shù)，計算得到所述候選流體組成集合中各個組成中各個組分的逸度；

8、將所述候選流體組成集合中各個組成中各個組分的逸度與所述裂縫區(qū)域內(nèi)各個組分的逸度進行對比，以確定所述納米孔隙內(nèi)的流體組成和各個組分的摩爾組成。

9、在一個實施方式中，將所述候選流體組成集合中各個組成中各個組分的逸度與所述裂縫區(qū)域內(nèi)各個組分的逸度進行對比，以確定所述納米孔隙內(nèi)的流體組成和各個組分的摩爾組成，包括：

10、分別計算所述候選流體組成集合中各個組成中各個組分的逸度與所述裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第一逸度差異，得到多個第一逸度差異；

11、根據(jù)所述多個第一逸度差異，在所述候選流體組成集合中選取兩組第一逸度差異最小的流體組成，作為所述納米孔隙的第一流體組成和第二流體組成，其中，第一流體組成中各個組分的逸度與所述裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第一逸度差異小于第二流體組成中各個組分的逸度與所述裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第一逸度差異；

12、分別計算所述第一流體組成和第二流體組成中各個組分的逸度與所述裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第二逸度差異；

13、根據(jù)所述第一流體組成、第一流體組成中各個組分的逸度與裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第二逸度差異、第二流體組成、第二流體組成中各個組分的逸度與裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第二逸度差異，通過弦截法公式進行迭代運算，以計算得到納米孔隙內(nèi)的流體組成和各個組分的摩爾組成。

14、在一個實施方式中，在通過弦截法公式計算得到納米孔隙內(nèi)的流體組成和各個組分的摩爾組成之后，還包括：

15、將計算得到的納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的逸度與裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第一逸度差異，以及計算得到的納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的摩爾組成與預(yù)設(shè)條件進行對比驗證；

16、在驗證未通過的情況下，對納米孔隙的初始壓力進行調(diào)整，通過調(diào)整后的納米孔隙的初始壓力重新計算得到納米孔隙內(nèi)的流體組成和各個組分的摩爾組成，直至驗證通過；

17、將驗證通過時的納米孔隙內(nèi)的流體組成和各個組分的摩爾組成作為確定的納米孔隙內(nèi)的流體組成和各個組分的摩爾組成并輸出；

18、對確定的納米孔隙內(nèi)的流體組成進行單相穩(wěn)定性測試；

19、在測試未通過的情況下，確定納米孔隙屬于兩相狀態(tài)，對所述確定的納米孔隙區(qū)域的流體組成進行兩相閃蒸計算，輸出氣相組成、液相組成、氣相摩爾分?jǐn)?shù)和液相摩爾分?jǐn)?shù)；

20、在測試通過的情況下，確定納米孔隙屬于單相狀態(tài)，輸出納米孔區(qū)域的流體組成。

21、在一個實施方式中，根據(jù)所述納米孔隙的初始壓力和裂縫區(qū)域內(nèi)流體的基礎(chǔ)特征參數(shù)，計算得到所述候選流體組成集合中各個組成中各個組分的逸度，包括：

22、獲取所述納米孔隙所在油藏的溫度、氣體常數(shù)、納米孔隙內(nèi)分子的直徑和納米孔隙的半徑；

23、根據(jù)生產(chǎn)資料確定裂縫區(qū)域內(nèi)流體的基礎(chǔ)特征參數(shù)；所述流體的基礎(chǔ)特征參數(shù)包括以下至少之一：臨界壓力、臨界溫度和偏心因子；

24、根據(jù)所述納米孔隙的初始壓力、油藏的溫度、氣體常數(shù)、納米孔隙內(nèi)分子的直徑、納米孔隙的半徑、裂縫區(qū)域的臨界壓力、裂縫區(qū)域的臨界溫度和裂縫區(qū)域的偏心因子，按照如下公式計算納米孔隙的偏差因子：

25、z3-(1-b)z2+(a-2b-3b2)z-(ab-b2-b3)＝0

26、其中，z為偏差因子，pm為納米孔隙內(nèi)的初始壓力，r為氣體常數(shù)，t為油藏的溫度，σlj為納米孔隙內(nèi)分子的直徑，rp為納米孔隙的半徑，pc為裂縫區(qū)域的臨界壓力，tc為裂縫區(qū)域的臨界溫度，ω為裂縫區(qū)域的偏心因子；

27、根據(jù)所述納米孔隙的偏差因子，計算得到候選流體組成集合中各個組成中各個組分的逸度。

28、在一個實施方式中，在所述初始流體組成集合中隨機選取多組滿足預(yù)設(shè)條件的組成，作為所述納米孔隙的候選流體組成集合，包括：

29、在所述初始流體組成集合中隨機選取多組滿足如下條件的組成：

30、0＜zmi＜1

31、

32、其中，zmi為組成m中的組分i的摩爾組成。

33、在一個實施方式中，分別計算所述候選流體組成集合中各個組成中各個組分的逸度與所述裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第一逸度差異，得到多個第一逸度差異值，包括：

34、按照如下公式計算候選流體組成集合中各個組成中各個組分的逸度與裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第一逸度差異：

35、

36、其中，diffi為候選流體組成m中組分i的逸度與裂縫區(qū)域內(nèi)組分i的逸度之間的第一逸度差異，fmi為候選流體組成m中組分i的逸度，fbi為裂縫區(qū)域內(nèi)組分i的逸度。

37、在一個實施方式中，分別計算所述第一流體組成和第二流體組成中各個組分的逸度與所述裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第二逸度差異，包括：

38、按照如下公式計算第一流體組成中各個組分的逸度和裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第二逸度差異：

39、δfmai＝fmai-fmbi

40、其中，δfmai為第一流體組成中組分i的逸度和裂縫區(qū)域內(nèi)組分i的逸度之間的逸度差異，fmai為第一流體組成中組分i的逸度，fbi為裂縫區(qū)域內(nèi)組分i的逸度；

41、按照如下公式計算第二流體組成中各個組分的逸度和裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第二逸度差異：

42、δfmbi＝fmbi-fbi

43、其中，δfmbi為第二流體組成中組分i的逸度和裂縫區(qū)域內(nèi)組分i的逸度之間的逸度差異，fmbi為第二流體組成中組分i的逸度。

44、在一個實施方式中，通過弦截法公式進行迭代運算，以計算得到納米孔隙內(nèi)的流體組成和各個組分的摩爾組成，包括：

45、根據(jù)所述第一流體組成和第二流體組成，獲取第一流體組成和第二流體組成中各個組分的摩爾組成；

46、根據(jù)所述第一流體組成和第二流體組成中各個組分的摩爾組成、第一流體組成中各個組分的逸度和裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第二逸度差異、第二流體組成中各個組分的逸度和裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第二逸度差異，按照如下公式計算得到弦截法公式進行迭代計算的初始值：

47、

48、其中，為弦截法公式進行迭代計算的初始值，zmai為第一流體組成中組分i的摩爾組成，zmbi為第二流體組成中組分i的摩爾組成，δfmai為第一流體組成中組分i的逸度和裂縫區(qū)域內(nèi)組分i的逸度之間的第二逸度差異，δfmbi為第二流體組成中組分i的逸度和裂縫區(qū)域內(nèi)組分i的逸度之間的第二逸度差異；

49、獲取預(yù)設(shè)的弦截法公式的誤差精度；

50、根據(jù)所述第一流體組成中各個組分的逸度與裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第二逸度差異、第二流體組成中各個組分的逸度與裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第二逸度差異和計算得到的弦截法公式進行迭代計算的初始值，按照如下的弦截法公式對納米孔隙內(nèi)的流體組成進行迭代計算：

51、

52、其中，為第k次迭代計算得到的納米孔隙內(nèi)的流體組成，為第k-1次迭代計算得到的納米孔隙內(nèi)的流體組成，k為從0開始隨迭代次數(shù)依次遞增的非負(fù)數(shù)，為第k-1次迭代計算得到的納米孔隙內(nèi)的流體組成中組分i的逸度與裂縫區(qū)域內(nèi)組分i的逸度之間的第二逸度差異；

53、在計算得到的納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的逸度與裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第二逸度差異小于所述誤差精度的情況下，終止迭代計算，輸出計算得到的納米孔隙內(nèi)的流體組成和各個組分的摩爾組成。

54、在一個實施方式中，將計算得到的納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的逸度與裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第一逸度差異，以及計算得到的納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的摩爾組成與預(yù)設(shè)條件進行對比驗證，包括：

55、確定納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的逸度與裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第一逸度差異的規(guī)定誤差和納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的摩爾組成的總和的可允許誤差；

56、按照如下公式將所述納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的逸度與裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第一逸度差異與所述規(guī)定誤差進行對比：

57、

58、其中，diffi為所述納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的逸度與裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第一逸度差異，ε為規(guī)定誤差，fi為所述納米孔隙內(nèi)的流體組成中組分i的逸度，fbi為裂縫區(qū)域內(nèi)組分i的逸度；

59、按照如下公式將所述納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的摩爾組成的總和與所述可允許誤差進行對比：

60、

61、其中，δ為可允許誤差，zi為所述納米孔隙內(nèi)的流體組成中組分i的摩爾組成；

62、在所述納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的逸度與裂縫區(qū)域內(nèi)相同組分的逸度之間的第一逸度差異小于所述規(guī)定誤差，以及納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的摩爾組成的總和與1之間的差值小于可允許誤差的情況下，判定驗證通過，否則，判定驗證未通過。

63、在一個實施方式中，對確定的納米孔隙內(nèi)的流體組成進行單相穩(wěn)定性測試，包括：

64、根據(jù)納米孔隙內(nèi)的壓力，按照如下公式對所述納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的氣液平衡常數(shù)進行計算：

65、

66、其中，為納米孔隙內(nèi)的流體組成中組分i的氣液平衡常數(shù)，pm為納米孔隙內(nèi)的壓力，tci為組分i的臨界溫度，pci為組分i的臨界壓力，ωi為組分i的偏心因子，exp(·)為以自然數(shù)e為底的指數(shù)函數(shù)；

67、根據(jù)所述納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的氣液平衡常數(shù)，按如下公式對納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的氣液平衡常數(shù)進行初始化得到初始化集合：

68、

69、其中，ki為納米孔隙內(nèi)的流體組成中組分i的氣液平衡常數(shù)初始化集合；

70、根據(jù)所述納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的氣液平衡常數(shù)初始化集合，按照如下公式對所述納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的氣液平衡常數(shù)初始化集合中每一個值的中間變量進行計算：

71、

72、其中，xi為納米孔隙內(nèi)的流體組成中組分i的氣液平衡常數(shù)初始化集合中每一個值的中間變量，zi為納米孔隙內(nèi)的流體組成中組分i的摩爾組成；

73、根據(jù)納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的氣液平衡常數(shù)初始化集合中每一個值的中間變量，按照如下公式對所述中間變量進行迭代計算：

74、

75、其中，為第k次迭代計算得到的結(jié)果，為納米孔隙區(qū)域的流體組成中組分i的逸度系數(shù)，為第k-1次迭代計算得到的結(jié)果，為第k-1次迭代計算得到的中間組成所對應(yīng)的納米孔隙區(qū)域的流體組成中組分i的逸度系數(shù)，z為整數(shù)集合；

76、根據(jù)第k次迭代計算得到的結(jié)果和第k-1次迭代計算得到的結(jié)果，按照如下公式計算迭代誤差：

77、

78、其中，err為迭代誤差；

79、根據(jù)所述迭代誤差，在迭代誤差大于1×10-8的情況下，繼續(xù)迭代計算，在迭代誤差小于等于1×10-8的情況下，按照如下公式計算tpd函數(shù)值：

80、

81、其中，tpdi為納米孔隙內(nèi)的流體組成中組分i的tpd函數(shù)值；

82、根據(jù)所述tpd函數(shù)值，在納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的氣液平衡常數(shù)初始化集合中的所有值均使tpd函數(shù)值大于等于-1×10-8的情況下，判定測試通過，在納米孔隙內(nèi)的流體組成中各個組分的氣液平衡常數(shù)初始化集合中的任意一個值使tpd函數(shù)值小于-1×10-8的情況下，判定測試未通過。

83、一種納米孔隙內(nèi)流體組成和流體相態(tài)的測定裝置，包括：

84、確定模塊，用于確定裂縫區(qū)域的壓力、裂縫區(qū)域內(nèi)各個組分的逸度和裂縫區(qū)域內(nèi)流體的基礎(chǔ)特征參數(shù)；

85、測定模塊，用于將所述裂縫區(qū)域的壓力作為納米孔隙的初始壓力，通過預(yù)設(shè)次數(shù)的蒙特卡羅實驗對納米孔隙內(nèi)的各個組分的摩爾組成進行測定，并將每一次蒙特卡羅實驗的測定結(jié)果作為所述納米孔隙的初始流體組成集合；

86、選擇模塊，用于在所述初始流體組成集合中隨機選取多組滿足預(yù)設(shè)條件的組成，作為所述納米孔隙的候選流體組成集合；

87、第一計算模塊，用于根據(jù)所述納米孔隙的初始壓力和裂縫區(qū)域內(nèi)流體的基礎(chǔ)特征參數(shù)，計算得到所述候選流體組成集合中各個組成中各個組分的逸度；

88、第二計算模塊，用于將所述候選流體組成集合中各個組成中各個組分的逸度與所述裂縫區(qū)域內(nèi)各個組分的逸度進行對比，以確定所述納米孔隙內(nèi)的流體組成和各個組分的摩爾組成。

89、一種電子設(shè)備，包括處理器以及用于存儲處理器可執(zhí)行指令的存儲器，所述處理器執(zhí)行所述指令時實現(xiàn)上述方法的步驟。

90、一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序/指令，該計算機程序/指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述方法的步驟。

91、本技術(shù)提供的納米孔隙內(nèi)流體組成和流體相態(tài)的測定方法，通過確定裂縫區(qū)域的壓力、裂縫區(qū)域內(nèi)各個組分的逸度和裂縫區(qū)域內(nèi)流體的基礎(chǔ)特征參數(shù)；將所述裂縫區(qū)域的壓力作為納米孔隙的初始壓力，通過預(yù)設(shè)次數(shù)的蒙特卡羅實驗對納米孔隙內(nèi)的各個組分的摩爾組成進行測定，并將每一次蒙特卡羅實驗的測定結(jié)果作為所述納米孔隙的初始流體組成集合；在所述初始流體組成集合中隨機選取多組滿足預(yù)設(shè)條件的組成，作為所述納米孔隙的候選流體組成集合；根據(jù)所述納米孔隙的初始壓力和裂縫區(qū)域內(nèi)流體的基礎(chǔ)特征參數(shù)，計算得到所述候選流體組成集合中各個組成中各個組分的逸度；將所述候選流體組成集合中各個組成中各個組分的逸度與所述裂縫區(qū)域內(nèi)各個組分的逸度進行對比，以確定所述納米孔隙內(nèi)的流體組成和各個組分的摩爾組成。通過上述方案可以實現(xiàn)對納米孔隙內(nèi)的流體組成和流體相態(tài)的準(zhǔn)確確定，從而準(zhǔn)確反映流體在納米孔隙內(nèi)的行為特性。