[發(fā)明專利]基于分子模擬的頁(yè)巖多礦物成分巖心骨架模型建立方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310043951.6
• 申請(qǐng)日: 2023-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN116013423A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪周華;匡紅先;張琳羚;余曹;郭平;范琨鵬;朱光亞;位云生;劉煌;趙建飛;涂漢敏;胡義升;王爍石
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G16C20/20
• 分類號(hào): G16C20/20;G06F30/20
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.基于分子模擬的頁(yè)巖多礦物成分巖心骨架模型建立方法，依次包括以下步驟：

（1）提取地層頁(yè)巖樣品，通過(guò)X-射線衍射實(shí)驗(yàn)獲取礦物成分種類信息，計(jì)算各礦物成分的百分含量，通過(guò)提取X射線衍射譜圖中礦物晶體信息，得到各礦物晶胞信息；

（2）根據(jù)各礦物晶胞信息，輸入對(duì)應(yīng)的晶胞參數(shù)，分別構(gòu)建各礦物原晶胞單元模型；

（3）對(duì)各礦物原晶胞單元模型進(jìn)行切面，切出其最易暴露在外的面，作為復(fù)合礦物模型的最小單元；

（4）根據(jù)各礦物成分的百分含量計(jì)算各礦物的質(zhì)量最小整數(shù)比，再除以各礦物晶胞的摩爾質(zhì)量，得到頁(yè)巖樣品中各礦物分子最小整數(shù)比，根據(jù)所需建立的復(fù)合礦物模型的大小，將最小整數(shù)比乘以相應(yīng)的系數(shù)，得到建立該模型所需的各礦物分子個(gè)數(shù)；

（5）使用分子模擬軟件Materials?Studio的Amorphous?Cell?Calculation板塊，參照步驟（4）得到的各礦物分子個(gè)數(shù)，將步驟（3）得到的各礦物原晶胞單元切面模型進(jìn)行隨機(jī)吸附填充，形成不同礦物晶胞組成的復(fù)合礦物模型；

（6）對(duì)復(fù)合礦物模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，直到該模型的總能量達(dá)到最小的收斂值，得到頁(yè)巖多礦物成分巖心骨架模型。

2.如權(quán)利要求1所述的基于分子模擬的頁(yè)巖多礦物成分巖心骨架模型建立方法，其特征在于，所述步驟（1）包括以下內(nèi)容：

S1、將頁(yè)巖樣品洗凈、烘干、研磨至粉末；

S2、將樣品粉末置于樣品載片凹槽，使樣品被測(cè)量面保持粗糙，與樣品載片的表面保持平整均勻；

S3、獲取X射線衍射譜圖，采用分析軟件或人工選擇基線點(diǎn)劃定基線；

S4、根據(jù)樣品的X射線衍射譜圖讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，再與礦物的標(biāo)準(zhǔn)X射線衍射數(shù)據(jù)對(duì)比，確定礦物成分的種類；

S5、提取X射線衍射譜圖中礦物晶體信息，得到頁(yè)巖樣品中各礦物晶胞信息；

S6、對(duì)X射線衍射譜圖進(jìn)行分峰與擬合處理，計(jì)算各種黏土礦物以及非黏土礦物的質(zhì)量百分含量。

3.如權(quán)利要求1所述的基于分子模擬的頁(yè)巖多礦物成分巖心骨架模型建立方法，其特征在于，所述步驟（2）分別構(gòu)建各礦物原晶胞單元模型，石英采用α-quartz晶胞模型，伊利石采用轉(zhuǎn)化過(guò)程末期的伊利石類型，蒙脫石和白云石晶胞模型均來(lái)自于美國(guó)礦物學(xué)家晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.?如權(quán)利要求1所述的基于分子模擬的頁(yè)巖多礦物成分巖心骨架模型建立方法，其特征在于，所述步驟（3）對(duì)各礦物原晶胞單元模型進(jìn)行切面，切出其最易暴露在外的面作為復(fù)合礦物模型的最小單元，石英礦物晶胞切取（1?0?0）面，伊利石晶胞切取（0?0?1）面，蒙脫石晶胞切取（0?0?-1）面，白云石晶胞切取（1?0?4）面。

5.?如權(quán)利要求1所述的基于分子模擬的頁(yè)巖多礦物成分巖心骨架模型建立方法，其特征在于，所述步驟（6）是指運(yùn)用分子模擬軟件Materials?Studio中Forcite模塊的GeometryOptimization任務(wù)對(duì)復(fù)合礦物模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使其處于能量最低化。