东北石油大学三亚海洋油气研究院王凤娇获国家专利权
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龙图腾网获悉东北石油大学三亚海洋油气研究院申请的专利一种评价二氧化碳-原油互溶程度的分子动力学模拟方法及系统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:CN119724380B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-04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:202510221638.6,技术领域涉及:G16C10/00;该发明授权一种评价二氧化碳-原油互溶程度的分子动力学模拟方法及系统是由王凤娇;孟详昊;徐贺;王森;胡超洋;刘义坤设计研发完成,并于2025-02-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种评价二氧化碳-原油互溶程度的分子动力学模拟方法及系统在说明书摘要公布了:本发明属于油气勘探开发技术领域,公开了一种评价二氧化碳‑原油互溶程度的分子动力学模拟方法及系统,包括:基于分子动力学软件构建油气组分模型并开展分子动力学模拟,记录模拟过程中体系的总能量以及分子内部的能量变化情况,结合内聚能密度、溶解度参数计算公式计算不同条件下各组分的溶解度参数。通过组分间溶解度参数的差异反映两种物质间的互溶性。本发明能够从组分间能量的角度迅速而准确的量化不同条件下的油气互溶程度,为评价油气互溶能力提供重要参数,对于油藏的高效开发具有一定的指导意义。
本发明授权一种评价二氧化碳-原油互溶程度的分子动力学模拟方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种评价二氧化碳-原油互溶程度的分子动力学模拟方法,其特征在于,所述方法包括: S1、基于分子动力学模拟软件构建油气组分模型并开展分子动力学模拟; S2、基于分子动力学模拟结果,统计模型体系内部所有分子的总能量以及分子内部能量; S3、结合内聚能密度、溶解度参数分析不同条件下CO2-原油的互溶程度; 所述S2中,基于分子动力学模拟结果,统计模型体系内部所有分子的总能量以及分子内部能量包括: S21、开展油气互溶过程并记录模型体系总能量随模拟时间的变化情况,即为Etotal; S22、屏蔽CO2与原油组分之间的相互作用,开展油气互溶过程,记录分子内部能量,即为Eintra; 内聚能计算公式为: 式中:Ecoh表示分子体系的内聚能;Einter表示分子间相互作用能;…表示数值的平均值;△Hv表示摩尔汽化热;RT为液体转化为气体所需的膨胀功; 分子间相互作用计算公式为: 式中:Einter表示分子间相互作用能;Eintra表示分子内部能量;Etotal表示模拟体系中所有分子的总能量;Evan表示分子间通过范德华力获得的能量;Eelect表示分子间通过静电作用获得的能量;Eother表示分子间通过氢键相互作用获得的能量; 所述S3中,结合内聚能密度、溶解度参数分析不同条件下CO2-原油的互溶程度包括: 内聚能密度是表示单位体积内的内聚能,计算公式为: 式中:CED为每单位体积的内聚能;Ecoh表示分子体系的内聚能;V为油气体系体积; 溶解度参数计算公式为: 式中:CED为每单位体积的内聚能;SP为溶解度参数; 所述S1中,基于分子动力学模拟软件构建油气组分模型包括: S11、依次构建CO2、C8H18、羟基化或甲基化孔道的组分结构; S12、将原油、孔道结构组合形成孔道-原油-孔道的三明治结构,再与CO2组合形成完整的驱替模型; S13、对驱替模型赋予力场和电荷,采用OPLS-AA力场描述原油组分模型,采用ClayFF力场描述孔道模型,采用EPM2力场描述CO2模型,最终模型电荷保持电中性状态; 所述S1中,开展分子动力学模拟包括: S14、开展平衡分子动力学模拟,对模型中的CO2分子、原油分子赋予温度使其在体系内部依靠分子间相互作用自由扩散,从而模拟初始的地层环境; S15、开展非平衡分子动力学模拟,即进一步对CO2施加一定的外力作用,模拟CO2驱替原油的过程; 分子内部的能量即为体系屏蔽CO2分子、原油分子后剩余原子的总能量; 具体的:以C8H18作为原油成分,分别建立以羟基化石英、甲基化石英作为基础晶胞的孔道壁面,通过分子动力学模拟软件依次构建原油、CO2、羟基化孔道或甲基化孔道体系结构; 将结构组合形成完整的初始模型,孔道空间尺寸为24.6Å×157Å×38Å,并对初始模型赋予力场和电荷; 为模型中的CO2分子、原油分子赋予初始动能,在NVT系综下开展平衡分子动力学模拟,模拟真实的地层环境; 开展非平衡分子动力学模拟,为CO2分子施加外力作用,模拟孔道内部CO2驱替原油的过程。
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