一种纳米孔隙内流体组成和流体相态的测定方法

本说明书属于油气田勘探和开发领域，尤其涉及一种纳米孔隙内流体组成和流体相态的测定方法。

背景技术：

1、页岩油藏是典型的多尺度空间，广泛分布着纳米级的孔隙和毫米级的裂缝，不同尺度的空间内的油气组成存在着差异。准确确定页岩油藏内的流体的组成和相态可以更为准确的对资源进行评价，可以确定更为合理的开发方案。

2、裂缝内的流体组成可以通过收集裂缝的产出液进行确定，而纳米孔隙内的流体组成的确定难度较大。目前，一般是通过保压取芯结合核磁共振的方式来定性判断不同尺寸的纳米孔隙内的流体相态(气态、液态或混合态)，并确定纳米孔隙内的流体组分，然而，这种方式无法准确确定纳米孔隙内的流体的具体组成。

3、针对如何准确确定纳米孔隙内的流体的具体组成，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本说明书提供了一种纳米孔隙内流体组成和流体相态的测定方法，以达到准确确定纳米孔隙内的流体组成和流体相态的目的。

2、本说明书提供了一种纳米孔隙内流体组成和流体相态的测定方法是这样实现的：

3、一种纳米孔隙内流体组成和流体相态的测定方法，包括：

4、确定裂缝区域的压力、裂缝区域内各个组分的逸度和裂缝区域内流体的基础特征参数；

5、将所述裂缝区域的压力作为纳米孔隙的初始压力，通过预设次数的蒙特卡罗实验对纳米孔隙内的各个组分的摩尔组成进行测定，并将每一次蒙特卡罗实验的测定结果作为所述纳米孔隙的初始流体组成集合；

6、在所述初始流体组成集合中随机选取多组满足预设条件的组成，作为所述纳米孔隙的候选流体组成集合；

7、根据所述纳米孔隙的初始压力和裂缝区域内流体的基础特征参数，计算得到所述候选流体组成集合中各个组成中各个组分的逸度；

8、将所述候选流体组成集合中各个组成中各个组分的逸度与所述裂缝区域内各个组分的逸度进行对比，以确定所述纳米孔隙内的流体组成和各个组分的摩尔组成。

9、在一个实施方式中，将所述候选流体组成集合中各个组成中各个组分的逸度与所述裂缝区域内各个组分的逸度进行对比，以确定所述纳米孔隙内的流体组成和各个组分的摩尔组成，包括：

10、分别计算所述候选流体组成集合中各个组成中各个组分的逸度与所述裂缝区域内相同组分的逸度之间的第一逸度差异，得到多个第一逸度差异；

11、根据所述多个第一逸度差异，在所述候选流体组成集合中选取两组第一逸度差异最小的流体组成，作为所述纳米孔隙的第一流体组成和第二流体组成，其中，第一流体组成中各个组分的逸度与所述裂缝区域内相同组分的逸度之间的第一逸度差异小于第二流体组成中各个组分的逸度与所述裂缝区域内相同组分的逸度之间的第一逸度差异；

12、分别计算所述第一流体组成和第二流体组成中各个组分的逸度与所述裂缝区域内相同组分的逸度之间的第二逸度差异；

13、根据所述第一流体组成、第一流体组成中各个组分的逸度与裂缝区域内相同组分的逸度之间的第二逸度差异、第二流体组成、第二流体组成中各个组分的逸度与裂缝区域内相同组分的逸度之间的第二逸度差异，通过弦截法公式进行迭代运算，以计算得到纳米孔隙内的流体组成和各个组分的摩尔组成。

14、在一个实施方式中，在通过弦截法公式计算得到纳米孔隙内的流体组成和各个组分的摩尔组成之后，还包括：

15、将计算得到的纳米孔隙内的流体组成中各个组分的逸度与裂缝区域内相同组分的逸度之间的第一逸度差异，以及计算得到的纳米孔隙内的流体组成中各个组分的摩尔组成与预设条件进行对比验证；

16、在验证未通过的情况下，对纳米孔隙的初始压力进行调整，通过调整后的纳米孔隙的初始压力重新计算得到纳米孔隙内的流体组成和各个组分的摩尔组成，直至验证通过；

17、将验证通过时的纳米孔隙内的流体组成和各个组分的摩尔组成作为确定的纳米孔隙内的流体组成和各个组分的摩尔组成并输出；

18、对确定的纳米孔隙内的流体组成进行单相稳定性测试；

19、在测试未通过的情况下，确定纳米孔隙属于两相状态，对所述确定的纳米孔隙区域的流体组成进行两相闪蒸计算，输出气相组成、液相组成、气相摩尔分数和液相摩尔分数；

20、在测试通过的情况下，确定纳米孔隙属于单相状态，输出纳米孔区域的流体组成。

21、在一个实施方式中，根据所述纳米孔隙的初始压力和裂缝区域内流体的基础特征参数，计算得到所述候选流体组成集合中各个组成中各个组分的逸度，包括：

22、获取所述纳米孔隙所在油藏的温度、气体常数、纳米孔隙内分子的直径和纳米孔隙的半径；

23、根据生产资料确定裂缝区域内流体的基础特征参数；所述流体的基础特征参数包括以下至少之一：临界压力、临界温度和偏心因子；

24、根据所述纳米孔隙的初始压力、油藏的温度、气体常数、纳米孔隙内分子的直径、纳米孔隙的半径、裂缝区域的临界压力、裂缝区域的临界温度和裂缝区域的偏心因子，按照如下公式计算纳米孔隙的偏差因子：

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

26、其中，z为偏差因子，pm为纳米孔隙内的初始压力，r为气体常数，t为油藏的温度，σlj为纳米孔隙内分子的直径，rp为纳米孔隙的半径，pc为裂缝区域的临界压力，tc为裂缝区域的临界温度，ω为裂缝区域的偏心因子；

27、根据所述纳米孔隙的偏差因子，计算得到候选流体组成集合中各个组成中各个组分的逸度。

28、在一个实施方式中，在所述初始流体组成集合中随机选取多组满足预设条件的组成，作为所述纳米孔隙的候选流体组成集合，包括：

29、在所述初始流体组成集合中随机选取多组满足如下条件的组成：

30、0＜zmi＜1

31、

32、其中，zmi为组成m中的组分i的摩尔组成。

33、在一个实施方式中，分别计算所述候选流体组成集合中各个组成中各个组分的逸度与所述裂缝区域内相同组分的逸度之间的第一逸度差异，得到多个第一逸度差异值，包括：

34、按照如下公式计算候选流体组成集合中各个组成中各个组分的逸度与裂缝区域内相同组分的逸度之间的第一逸度差异：

35、

36、其中，diffi为候选流体组成m中组分i的逸度与裂缝区域内组分i的逸度之间的第一逸度差异，fmi为候选流体组成m中组分i的逸度，fbi为裂缝区域内组分i的逸度。

37、在一个实施方式中，分别计算所述第一流体组成和第二流体组成中各个组分的逸度与所述裂缝区域内相同组分的逸度之间的第二逸度差异，包括：

38、按照如下公式计算第一流体组成中各个组分的逸度和裂缝区域内相同组分的逸度之间的第二逸度差异：

39、δfmai＝fmai-fmbi

40、其中，δfmai为第一流体组成中组分i的逸度和裂缝区域内组分i的逸度之间的逸度差异，fmai为第一流体组成中组分i的逸度，fbi为裂缝区域内组分i的逸度；

41、按照如下公式计算第二流体组成中各个组分的逸度和裂缝区域内相同组分的逸度之间的第二逸度差异：

42、δfmbi＝fmbi-fbi

43、其中，δfmbi为第二流体组成中组分i的逸度和裂缝区域内组分i的逸度之间的逸度差异，fmbi为第二流体组成中组分i的逸度。

44、在一个实施方式中，通过弦截法公式进行迭代运算，以计算得到纳米孔隙内的流体组成和各个组分的摩尔组成，包括：

45、根据所述第一流体组成和第二流体组成，获取第一流体组成和第二流体组成中各个组分的摩尔组成；

46、根据所述第一流体组成和第二流体组成中各个组分的摩尔组成、第一流体组成中各个组分的逸度和裂缝区域内相同组分的逸度之间的第二逸度差异、第二流体组成中各个组分的逸度和裂缝区域内相同组分的逸度之间的第二逸度差异，按照如下公式计算得到弦截法公式进行迭代计算的初始值：

47、

48、其中，为弦截法公式进行迭代计算的初始值，zmai为第一流体组成中组分i的摩尔组成，zmbi为第二流体组成中组分i的摩尔组成，δfmai为第一流体组成中组分i的逸度和裂缝区域内组分i的逸度之间的第二逸度差异，δfmbi为第二流体组成中组分i的逸度和裂缝区域内组分i的逸度之间的第二逸度差异；

49、获取预设的弦截法公式的误差精度；

50、根据所述第一流体组成中各个组分的逸度与裂缝区域内相同组分的逸度之间的第二逸度差异、第二流体组成中各个组分的逸度与裂缝区域内相同组分的逸度之间的第二逸度差异和计算得到的弦截法公式进行迭代计算的初始值，按照如下的弦截法公式对纳米孔隙内的流体组成进行迭代计算：

51、

52、其中，为第k次迭代计算得到的纳米孔隙内的流体组成，为第k-1次迭代计算得到的纳米孔隙内的流体组成，k为从0开始随迭代次数依次递增的非负数，为第k-1次迭代计算得到的纳米孔隙内的流体组成中组分i的逸度与裂缝区域内组分i的逸度之间的第二逸度差异；

53、在计算得到的纳米孔隙内的流体组成中各个组分的逸度与裂缝区域内相同组分的逸度之间的第二逸度差异小于所述误差精度的情况下，终止迭代计算，输出计算得到的纳米孔隙内的流体组成和各个组分的摩尔组成。

54、在一个实施方式中，将计算得到的纳米孔隙内的流体组成中各个组分的逸度与裂缝区域内相同组分的逸度之间的第一逸度差异，以及计算得到的纳米孔隙内的流体组成中各个组分的摩尔组成与预设条件进行对比验证，包括：

55、确定纳米孔隙内的流体组成中各个组分的逸度与裂缝区域内相同组分的逸度之间的第一逸度差异的规定误差和纳米孔隙内的流体组成中各个组分的摩尔组成的总和的可允许误差；

56、按照如下公式将所述纳米孔隙内的流体组成中各个组分的逸度与裂缝区域内相同组分的逸度之间的第一逸度差异与所述规定误差进行对比：

57、

58、其中，diffi为所述纳米孔隙内的流体组成中各个组分的逸度与裂缝区域内相同组分的逸度之间的第一逸度差异，ε为规定误差，fi为所述纳米孔隙内的流体组成中组分i的逸度，fbi为裂缝区域内组分i的逸度；

59、按照如下公式将所述纳米孔隙内的流体组成中各个组分的摩尔组成的总和与所述可允许误差进行对比：

60、

61、其中，δ为可允许误差，zi为所述纳米孔隙内的流体组成中组分i的摩尔组成；

62、在所述纳米孔隙内的流体组成中各个组分的逸度与裂缝区域内相同组分的逸度之间的第一逸度差异小于所述规定误差，以及纳米孔隙内的流体组成中各个组分的摩尔组成的总和与1之间的差值小于可允许误差的情况下，判定验证通过，否则，判定验证未通过。

63、在一个实施方式中，对确定的纳米孔隙内的流体组成进行单相稳定性测试，包括：

64、根据纳米孔隙内的压力，按照如下公式对所述纳米孔隙内的流体组成中各个组分的气液平衡常数进行计算：

65、

66、其中，为纳米孔隙内的流体组成中组分i的气液平衡常数，pm为纳米孔隙内的压力，tci为组分i的临界温度，pci为组分i的临界压力，ωi为组分i的偏心因子，exp(·)为以自然数e为底的指数函数；

67、根据所述纳米孔隙内的流体组成中各个组分的气液平衡常数，按如下公式对纳米孔隙内的流体组成中各个组分的气液平衡常数进行初始化得到初始化集合：

68、

69、其中，ki为纳米孔隙内的流体组成中组分i的气液平衡常数初始化集合；

70、根据所述纳米孔隙内的流体组成中各个组分的气液平衡常数初始化集合，按照如下公式对所述纳米孔隙内的流体组成中各个组分的气液平衡常数初始化集合中每一个值的中间变量进行计算：

71、

72、其中，xi为纳米孔隙内的流体组成中组分i的气液平衡常数初始化集合中每一个值的中间变量，zi为纳米孔隙内的流体组成中组分i的摩尔组成；

73、根据纳米孔隙内的流体组成中各个组分的气液平衡常数初始化集合中每一个值的中间变量，按照如下公式对所述中间变量进行迭代计算：

74、

75、其中，为第k次迭代计算得到的结果，为纳米孔隙区域的流体组成中组分i的逸度系数，为第k-1次迭代计算得到的结果，为第k-1次迭代计算得到的中间组成所对应的纳米孔隙区域的流体组成中组分i的逸度系数，z为整数集合；

76、根据第k次迭代计算得到的结果和第k-1次迭代计算得到的结果，按照如下公式计算迭代误差：

77、

78、其中，err为迭代误差；

79、根据所述迭代误差，在迭代误差大于1×10-8的情况下，继续迭代计算，在迭代误差小于等于1×10-8的情况下，按照如下公式计算tpd函数值：

80、

81、其中，tpdi为纳米孔隙内的流体组成中组分i的tpd函数值；

82、根据所述tpd函数值，在纳米孔隙内的流体组成中各个组分的气液平衡常数初始化集合中的所有值均使tpd函数值大于等于-1×10-8的情况下，判定测试通过，在纳米孔隙内的流体组成中各个组分的气液平衡常数初始化集合中的任意一个值使tpd函数值小于-1×10-8的情况下，判定测试未通过。

83、一种纳米孔隙内流体组成和流体相态的测定装置，包括：

84、确定模块，用于确定裂缝区域的压力、裂缝区域内各个组分的逸度和裂缝区域内流体的基础特征参数；

85、测定模块，用于将所述裂缝区域的压力作为纳米孔隙的初始压力，通过预设次数的蒙特卡罗实验对纳米孔隙内的各个组分的摩尔组成进行测定，并将每一次蒙特卡罗实验的测定结果作为所述纳米孔隙的初始流体组成集合；

86、选择模块，用于在所述初始流体组成集合中随机选取多组满足预设条件的组成，作为所述纳米孔隙的候选流体组成集合；

87、第一计算模块，用于根据所述纳米孔隙的初始压力和裂缝区域内流体的基础特征参数，计算得到所述候选流体组成集合中各个组成中各个组分的逸度；

88、第二计算模块，用于将所述候选流体组成集合中各个组成中各个组分的逸度与所述裂缝区域内各个组分的逸度进行对比，以确定所述纳米孔隙内的流体组成和各个组分的摩尔组成。

89、一种电子设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现上述方法的步骤。

90、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。

91、本技术提供的纳米孔隙内流体组成和流体相态的测定方法，通过确定裂缝区域的压力、裂缝区域内各个组分的逸度和裂缝区域内流体的基础特征参数；将所述裂缝区域的压力作为纳米孔隙的初始压力，通过预设次数的蒙特卡罗实验对纳米孔隙内的各个组分的摩尔组成进行测定，并将每一次蒙特卡罗实验的测定结果作为所述纳米孔隙的初始流体组成集合；在所述初始流体组成集合中随机选取多组满足预设条件的组成，作为所述纳米孔隙的候选流体组成集合；根据所述纳米孔隙的初始压力和裂缝区域内流体的基础特征参数，计算得到所述候选流体组成集合中各个组成中各个组分的逸度；将所述候选流体组成集合中各个组成中各个组分的逸度与所述裂缝区域内各个组分的逸度进行对比，以确定所述纳米孔隙内的流体组成和各个组分的摩尔组成。通过上述方案可以实现对纳米孔隙内的流体组成和流体相态的准确确定，从而准确反映流体在纳米孔隙内的行为特性。