一种泥页岩中干酪根溶胀油定量评价方法及系统

摘要

本发明涉及一种泥页岩中干酪根溶胀油定量评价方法及系统。通过建立不同类型的干酪根分子模型，将各干酪根分子模型加载进入石墨烯片层结构组成的狭缝型孔隙中，再进行能量最小化处理、驰豫处理和退火处理，得到干酪根狭缝型孔隙；将页岩油分子加载至干酪根狭缝型孔隙，得到干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型；对上述模型中的页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，得到干酪根及页岩油密度结果，并绘制干酪根及页岩油密度曲线；根据干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根溶胀油量；根据干酪根吸附油量，确定单位质量干酪根溶胀油量；根据单位质量干酪根溶胀油量，确定不同演化阶段的干酪根溶胀油量。本发明能够提高干酪根溶胀油定量评价的准确度。

权利要求

1.一种泥页岩中干酪根溶胀油定量评价方法，其特征在于，包括：建立不同类型的干酪根分子模型，将各所述干酪根分子模型加载进入石墨烯片层结构组成的狭缝型孔隙中，得到初始模型；

将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型；

将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙；

将页岩油分子加载至所述干酪根狭缝型孔隙，得到干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型；

对所述干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型中的页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，得到干酪根及页岩油密度结果；

根据所述干酪根及页岩油密度结果，绘制干酪根及页岩油密度曲线；

根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根溶胀油量；

根据所述干酪根溶胀油量，确定单位质量干酪根溶胀油量；

根据所述单位质量干酪根溶胀油量，确定不同演化阶段的干酪根溶胀油量；

所述将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型，具体包括：

利用Gromacs软件对所述初始模型在75℃和20MPa的温压条件下进行能量最小化处理和200ps驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型；

所述将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙，具体包括：

对所述压实后的干酪根集合体模型进行200ps驰豫升温；

在800℃及常压的温压条件下利用等温等压系综对驰豫升温后的干酪根集合体模型进行2ns的模拟、降温和加压处理，得到干酪根狭缝型孔隙；

所述根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根溶胀油量，具体包括：根据所述干酪根及页岩油密度曲线采用公式 得到干酪根溶胀油量；

其中，Qoil为干酪根的溶胀油量；Lo1为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的起始位置；Lo2为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的截止位置；Smodel为干酪根‑页岩油溶胀及吸附模型的截面积；ρoil为页岩油密度曲线；

所述根据所述干酪根溶胀油量，确定单位质量干酪根溶胀油量，具体包括：获取干酪根质量；

根据所述干酪根吸附油量和所述干酪根质量，确定单位质量干酪根溶胀油量；

所述根据所述单位质量干酪根溶胀油量，确定不同演化阶段的干酪根溶胀油量，具体包括：

获取不同演化阶段干酪根质量；

根据所述单位质量干酪根溶胀油量和所述不同演化阶段干酪根质量采用公式Qs＝Qw·mk·fs，确定不同演化阶段的干酪根溶胀油量；

其中，Qw为干酪根溶胀油量；mk为不同演化阶段干酪根质量；fs为不同演化阶段溶胀率减小系数。

2.一种泥页岩中干酪根溶胀油定量评价系统，其特征在于，包括：第一初始模型建立模块，用于建立不同类型的干酪根分子模型，将各所述干酪根分子模型加载进入石墨烯片层结构组成的狭缝型孔隙中，得到初始模型；

压实模块，用于将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型；

退火模块，用于将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙；

第二初始模型建立模块，用于将页岩油分子加载至所述干酪根狭缝型孔隙，得到干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型；

赋值模块，用于对所述干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型中的页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，得到干酪根及页岩油密度结果；

油密度曲线绘制模块，用于根据所述干酪根及页岩油密度结果，绘制干酪根及页岩油密度曲线；

干酪根溶胀油量确定模块，用于根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根溶胀油量；

单位质量干酪根溶胀油量确定模块，用于根据所述干酪根溶胀油量，确定单位质量干酪根溶胀油量；

不同演化阶段的干酪根溶胀油量确定模块，用于根据所述单位质量干酪根溶胀油量，确定不同演化阶段的干酪根溶胀油量；

所述压实模块，具体包括：

压实单元，用于利用Gromacs软件对所述初始模型在75℃和20MPa的温压条件下进行能量最小化处理和200ps驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型；

所述退火模块，具体包括：

升温单元，用于对所述压实后的干酪根集合体模型进行200ps驰豫升温；

退火单元，用于在800℃及常压的温压条件下利用等温等压系综对驰豫升温后的干酪根集合体模型进行2ns的模拟、降温和加压处理，得到干酪根狭缝型孔隙；

所述干酪根溶胀油量确定模块，具体包括：干酪根溶胀油量确定单元，用于根据所述干酪根及页岩油密度曲线采用公式得到干酪根溶胀油量；

其中，Qoil为干酪根的溶胀油量；Lo1为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的起始位置；Lo2为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的截止位置；Smodel为干酪根‑页岩油溶胀及吸附模型的截面积；ρoil为页岩油密度曲线;所述单位质量干酪根溶胀油量确定模块，具体包括：干酪根质量获取单元，用于获取干酪根质量；

单位质量干酪根溶胀油量确定单元，用于根据所述干酪根吸附油量和所述干酪根质量，确定单位质量干酪根溶胀油量；

所述不同演化阶段的干酪根溶胀油量确定模块，具体包括：不同演化阶段干酪根质量获取单元，用于获取不同演化阶段干酪根质量；

不同演化阶段的干酪根溶胀油量确定单元，用于根据所述单位质量干酪根溶胀油量和所述不同演化阶段干酪根质量采用公式Qs＝Qw·mk·fs，确定不同演化阶段的干酪根溶胀油量；

其中，Qw为干酪根溶胀油量；mk为不同演化阶段干酪根质量；fs为不同演化阶段溶胀率减小系数。

说明书

一种泥页岩中干酪根溶胀油定量评价方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及干酪根溶胀油定量评价领域，特别是涉及一种泥页岩中干酪根溶胀油定量评价方法及系统。

背景技术

[0002] 美国页岩油和我国泥岩裂缝油藏的有效勘探开发表明，页岩具有作为油储层的潜力，但油在页岩中能否有效流动、可流动量多少，除了与页岩自身的孔喉大小、结构、分布、
连通性有关之外，还与液‑固相互作用及油在储层中的赋存状态和机理(如吸附、游离、溶解
等)有关，这又进一步与页岩油的组成、类型及物理性质(如粘度、密度)等有关。

[0003] 初步评价表明，我国页岩油资源十分丰富，地质资源量可达320亿桶(全球共计3450亿桶)，在全球41个国家中排名第三位。目前，我国在鄂尔多斯盆地三叠系延长组、准噶
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尔盆地二叠系芦草沟组、松辽盆地青一段地区发现了一批地质资源在5×10吨至10×10吨
之间的储量。在渤海湾地区和四川盆地的灰质页岩中也有许多重要发现。与北美海相页岩
油相比，我国的湖相页岩油较重，含蜡量高，极性组分(胶质、沥青质)较北美页岩油含量要
高。这些重质组分与页岩中干酪根及矿物内广泛发育的纳米孔有着较强的相互作用，使得
湖相页岩油在页岩储层中吸附性更强，并使之难以被有效开发。因此，在进行页岩油资源评
价过程中，应该考虑这些导致可采资源估算误差的极性组分。

[0004] 分子动力学方法自开创以来，其理论、技术和应用领域都得到了极大的拓展，可应用于平衡和非平衡体系。由于干酪根的复杂性，在进行页岩油在干酪根表面的相互作用的
分子动力学模拟研究时，学者们通常使用石墨烯这种二维碳材料来代替干酪根。但是干酪
根元素及官能团组成复杂，用石墨烯这种二维简单碳材料代替干酪根开展页岩油吸附研究
并不可行，且分子动力学模拟的页岩油吸附体系过小(模拟体系通常小于20nm，而页岩储层
孔径大于20nm的孔径占很大一部分)，难以应用到页岩油溶胀的地质情况中去。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种泥页岩中干酪根溶胀油定量评价方法及系统，能够提高干酪根溶胀油定量评价的准确度。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

[0007] 一种泥页岩中干酪根溶胀油定量评价方法，包括：

[0008] 建立不同类型的干酪根分子模型，将各所述干酪根分子模型加载进入石墨烯片层结构组成的狭缝型孔隙中，得到初始模型；

[0009] 将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型；

[0010] 将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙；

[0011] 将页岩油分子加载至所述干酪根狭缝型孔隙，得到干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型；

[0012] 对所述干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型中的页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，得到干酪根及页岩油密度结果；

[0013] 根据所述干酪根及页岩油密度结果，绘制干酪根及页岩油密度曲线；

[0014] 根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根溶胀油量；

[0015] 根据所述干酪根溶胀油量，确定单位质量干酪根溶胀油量；

[0016] 根据所述单位质量干酪根溶胀油量，确定不同演化阶段的干酪根溶胀油量。

[0017] 可选的，所述将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型，具体包括：

[0018] 利用Gromacs软件对所述初始模型在75℃和20MPa的温压条件下进行能量最小化处理和200ps驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型。

[0019] 可选的，所述将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙，具体包括：

[0020] 对所述压实后的干酪根集合体模型进行200ps驰豫升温；

[0021] 在800℃及常压的温压条件下利用等温等压系综对驰豫升温后的干酪根集合体模型进行2ns的模拟、降温和加压处理，得到干酪根狭缝型孔隙。

[0022] 可选的，所述根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根溶胀油量，具体包括：

[0023] 根据所述干酪根及页岩油密度曲线采用公式 得到干酪根溶胀油量；

[0024] 其中，Qoil为干酪根的溶胀油量；Lo1为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的起始位置；Lo2为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的截止位置；Smodel为干酪根‑页岩油
溶胀及吸附模型的截面积；ρoil为页岩油密度曲线。

[0025] 可选的，所述根据所述干酪根溶胀油量，确定单位质量干酪根溶胀油量，具体包括：

[0026] 获取干酪根质量；

[0027] 根据所述干酪根吸附油量和所述干酪根质量，确定单位质量干酪根溶胀油量。

[0028] 可选的，所述根据所述单位质量干酪根溶胀油量，确定不同演化阶段的干酪根溶胀油量，具体包括：

[0029] 获取不同演化阶段干酪根质量；

[0030] 根据所述单位质量干酪根溶胀油量和所述不同演化阶段干酪根质量采用公式Qs＝Qw·mk·fs，确定不同演化阶段的干酪根溶胀油量；

[0031] 其中，Qw为干酪根溶胀油量；mk为不同演化阶段干酪根质量；fs为不同演化阶段溶胀率减小系数。

[0032] 一种泥页岩中干酪根溶胀油定量评价系统，包括：

[0033] 第一初始模型建立模块，用于建立不同类型的干酪根分子模型，将各所述干酪根分子模型加载进入石墨烯片层结构组成的狭缝型孔隙中，得到初始模型；

[0034] 压实模块，用于将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型；

[0035] 退火模块，用于将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙；

[0036] 第二初始模型建立模块，用于将页岩油分子加载至所述干酪根狭缝型孔隙，得到干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型；

[0037] 赋值模块，用于对所述干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型中的页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，得到干酪根及页岩油密度结果；

[0038] 油密度曲线绘制模块，用于根据所述干酪根及页岩油密度结果，绘制干酪根及页岩油密度曲线；

[0039] 干酪根溶胀油量确定模块，用于根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根溶胀油量；

[0040] 单位质量干酪根溶胀油量确定模块，用于根据所述干酪根溶胀油量，确定单位质量干酪根溶胀油量；

[0041] 不同演化阶段的干酪根溶胀油量确定模块，用于根据所述单位质量干酪根溶胀油量，确定不同演化阶段的干酪根溶胀油量。

[0042] 可选的，所述压实模块，具体包括：

[0043] 压实单元，用于利用Gromacs软件对所述初始模型在75℃和20MPa的温压条件下进行能量最小化处理和200ps驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型。

[0044] 可选的，所述退火模块，具体包括：

[0045] 升温单元，用于对所述压实后的干酪根集合体模型进行200ps驰豫升温；

[0046] 退火单元，用于在800℃及常压的温压条件下利用等温等压系综对驰豫升温后的干酪根集合体模型进行2ns的模拟、降温和加压处理，得到干酪根狭缝型孔隙。

[0047] 可选的，所述干酪根溶胀油量确定模块，具体包括：

[0048] 干酪根溶胀油量确定单元，用于根据所述干酪根及页岩油密度曲线采用公式得到干酪根溶胀油量；

[0049] 其中，Qoil为干酪根的溶胀油量；Lo1为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的起始位置；Lo2为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的截止位置；Smodel为干酪根‑页岩油
溶胀及吸附模型的截面积；ρoil为页岩油密度曲线。

[0050] 根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

[0051] 本发明使用真实干酪根模型克服了以往单纯使用石墨烯来代替干酪根来研究干酪根与页岩油之间相互作用过程中存在的问题：由于石墨烯是二维碳材料，其表面非常光
滑，其表面结构与干酪根分子差距巨大；且页岩油分子无法穿过石墨烯材料进入其片层结
构中去，无法产生溶胀现象，与真实的干酪根结构不符。对干酪根集合体模型进行的预处理
克服了干酪根集合体压实不完全的问题：干酪根集合体压实不完全会导致其内部存在“大
孔隙”，使得干酪根集合体模型的密度低于干酪根样品的密度。本发明对单位质量干酪根溶
胀油量的处理过程克服了分子动力学模拟体系过小无法应用到页岩油溶胀的地质情况的
问题：分子动力学模拟的页岩油‑干酪根体系过小，模拟体系的孔径通常小于20nm，而页岩
储层孔径大于20nm的孔径占很大一部分，通过对单位质量干酪根溶胀油量的计算，结合实
际地质参数‑溶胀系数减小参数、干酪根质量变化参数等参数，计算干酪根溶胀油量，大大
提高了结果的准确性。

附图说明

[0052] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图
获得其他的附图。

[0053] 图1为本发明泥页岩中干酪根溶胀油定量评价方法流程图；

[0054] 图2为本发明干酪根壁面模型的建立过程结果图；

[0055] 图3为本发明干酪根集合体模拟退火过程结果图；

[0056] 图4为本发明不同类型干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型示意图；

[0057] 图5为本发明Ⅱ型干酪根溶胀及吸附分子动力学模拟图；

[0058] 图6为本发明干酪根溶胀油量定量计算过程中所需各参数及结果图；

[0059] 图7为本发明泥页岩中干酪根溶胀油定量评价系统结构图。

具体实施方式

[0060] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0061] 本发明的目的是提供一种泥页岩中干酪根溶胀油定量评价方法及系统，能够提高干酪根溶胀油定量评价的准确度。

[0062] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0063] 图1为本发明泥页岩中干酪根溶胀油定量评价方法流程图。如图1所示，一种泥页岩中干酪根溶胀油定量评价方法包括：

[0064] 步骤101：建立不同类型的干酪根分子模型，将各所述干酪根分子模型加载进入石墨烯片层结构组成的狭缝型孔隙中，得到初始模型。

[0065] 利用Avogadro软件建立Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型干酪根分子模型，作为一种优选的实施例，这里仅选用Ⅱ型干酪根分子模型举例说明，具体的，使用Packmol软件将100个Ⅱ型干酪
根分子加载进入石墨烯片层结构(石墨烯片层结构尺寸约为7.38nm×7.67nm×0.85nm)组
成的狭缝型孔隙中，干酪根壁面初始模型见图2a。

[0066] 步骤102：将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型，具体包括：

[0067] 利用Gromacs软件对所述初始模型在75℃和20MPa的温压条件下，使用NPT系统，进行能量最小化处理和200ps驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型。

[0068] 图2为本发明干酪根壁面模型的建立过程结果图，其中，a为初始模型示意图；b为驰豫50ps时模型结构图；c为驰豫100ps示意图；d为驰豫150ps示意图；e为驰豫200ps示意
图。

[0069] 步骤103：将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙，具体包括：

[0070] 对所述压实后的干酪根集合体模型进行200ps驰豫升温。

[0071] 在800℃及常压的温压条件下利用等温等压系综对驰豫升温后的干酪根集合体模型进行2ns的模拟、降温和加压处理，得到干酪根狭缝型孔隙。

[0072] 图3为本发明干酪根集合体模拟退火过程结果图。其中，a为800℃、常压条件下模拟2ns结果图；b为75℃、20MPa温压条件下模拟2ns结果图。本步骤主要对压实后的干酪根集
合体模型进行200ps驰豫的升温，并将体系的压力降为常压，在800℃及常压的温压条件下
利用NPT系综对整个体系进行模拟，模拟时长为2ns，模拟结果的最后一帧图像见图3a。然后
将体系降温，加压，在75℃及20MPa的温压条件下利用NPT系综对整个体系进行模拟，时长
2ns，模拟结果的最后一帧图像见图3b。

[0073] 步骤104：将页岩油分子加载至所述干酪根狭缝型孔隙，得到干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型。

[0074] 使用Packmol软件将页岩油分子加载至步骤103所得干酪根狭缝型孔隙中，加载后的初始模型见图4，模型两侧是是经模拟退火过程后的干酪根壁面模型，模型中间部分是页
岩油模型。

[0075] 图4为本发明不同类型干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型示意图，a为Ⅰ型干酪根‑页岩油溶胀及吸附模型示意图；b为Ⅱ型干酪根‑页岩油溶胀及吸附模型示意图；c为
Ⅲ型干酪根‑页岩油溶胀及吸附模型示意图。

[0076] 步骤105：对所述干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型中的页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，得到干酪根及页岩油密度结果。

[0077] 图5为本发明Ⅱ型干酪根溶胀及吸附分子动力学模拟图。其中a为模拟的最后一帧结果图；b为干酪根及页岩油密度曲线图。使用Charmm36/Cgenff力场对步骤104所得干酪根
内页岩油的溶胀及吸附初始模型中页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，页岩油分子
与干酪根分子的相互作用力使用Lorentz‑Berthelot混合规则，静电力模型使用Particle‑
Mesh‑Ewald模型(PME)，范德华半径取1.4nm，使用Gromacs软件对力场赋值后的模型进行
NPT系统的模拟，模拟温度为75℃，压力20MPa，模拟时间200ns，以Ⅱ型干酪根为例，模拟结
果见图5a，并绘制干酪根及页岩油密度曲线图(步骤106)，见图5b。

[0078] 步骤106：根据所述干酪根及页岩油密度结果，绘制干酪根及页岩油密度曲线。

[0079] 步骤107：根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根溶胀油量，具体包括：

[0080] 根据所述干酪根及页岩油密度曲线采用公式 得到干酪根溶胀油量。

[0081] 其中，Qoil为干酪根的溶胀油量；Lo1为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的起始位置；Lo2为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的截止位置；Smodel为干酪根‑页岩油
溶胀及吸附模型的截面积；ρoil为页岩油密度曲线。

[0082] 步骤108：根据所述干酪根溶胀油量，确定单位质量干酪根溶胀油量，具体包括：

[0083] 获取干酪根质量。

[0084] 根据所述干酪根吸附油量和所述干酪根质量，确定单位质量干酪根溶胀油量。

[0085] Ⅰ型干酪根溶胀油量、Ⅱ型干酪根溶胀油量和Ⅲ型干酪根溶胀油量分别为161.04mg/g TOC、104.96mg/g TOC及70.29mg/g TOC。

[0086] 步骤109：根据所述单位质量干酪根溶胀油量，确定不同演化阶段的干酪根溶胀油量，具体包括：

[0087] 获取不同演化阶段干酪根质量。

[0088] 根据所述单位质量干酪根溶胀油量和所述不同演化阶段干酪根质量采用公式Qs＝Qw·mk·fs，确定不同演化阶段的干酪根溶胀油量。

[0089] 其中，Qw为干酪根溶胀油量；mk为不同演化阶段干酪根质量；fs为不同演化阶段溶胀率减小系数。

[0090] 图6为本发明干酪根溶胀油量定量计算过程中所需各参数及结果图。在松辽盆地青一段进行干酪根溶胀油量定量计算，由于青一段泥页岩主要以Ⅰ型干酪根为主，以分子动
力学模拟所得Ⅰ型干酪根溶胀油量作为初始溶胀量。且干酪根溶胀油的能力随演化阶段的
增大在不断的降低，因此，以1g原始有机碳对干酪根溶胀油量进行归一化，在将初始溶胀量
与不同演化阶段Ⅰ型干酪根质量相乘的基础上，还需乘以溶胀率减小系数(图6a)，即可得到
不同演化阶段Ⅰ型干酪根溶胀油量。

[0091] 不同演化阶段Ⅰ型干酪根溶胀量：

[0092] Qs＝Qw·mk·fs

[0093] 式中，Qw为Ⅰ型干酪根溶胀油量，161.04mg/g；mk为不同演化阶段干酪根质量，单位为g；fs为不同演化阶段溶胀率减小系数，无量纲。

[0094] 1g原始有机碳对应的干酪根质量：

[0095] mk＝mf·Ft+ms＝(HI0/1000)·Ft+(1‑HI0·0.083/100)   (3)

[0096] 式中，mf为干酪根中可转化部分质量，单位为g；ms为干酪根中不可转化部分质量，0
单位为g；HI 为原始氢指数，单位为mg/gTOC(依据松辽盆地北部青一段泥页岩地化数据，取
750mg/gTOC作为松辽盆地北部青一段泥页岩Ⅰ型干酪根原始氢指数)；0.083为氢指数中碳
的转化系数，无量纲；Ft为转化率，无量纲。

[0097] 以松辽盆地北部青一段泥页岩为例，根据松辽盆地北部泰康隆起带杜402井青一段未熟泥页岩样品的PY‑GC实验结果，结合化学动力学原理标定干酪根初次裂解的化学动
力学参数，依据松辽盆地埋藏史热史，计算不同Ro对应的转化率(图6b)，进而结合式2及式3
计算不同演化阶段干酪根质量及干酪根溶胀油量(图6c、图6d)。

[0098] 本发明步骤101‑106中使用真实干酪根模型克服了以往单纯使用石墨烯来代替干酪根来研究干酪根与页岩油之间相互作用过程中存在的问题：由于石墨烯是二维碳材料，
其表面非常光滑，其表面结构与干酪根分子差距巨大；且页岩油分子无法穿过石墨烯材料
进入其片层结构中去，无法产生溶胀现象，与真实的干酪根结构不符。对干酪根集合体模型
进行的预处理克服了干酪根集合体压实不完全的问题：干酪根集合体压实不完全会导致其
内部存在“大孔隙”，使得干酪根集合体模型的密度低于干酪根样品的密度。

[0099] 步骤107‑109对单位质量干酪根溶胀油量的处理过程克服了分子动力学模拟体系过小无法应用到页岩油溶胀的地质情况的问题：分子动力学模拟的页岩油‑干酪根体系过
小，模拟体系的孔径通常小于20nm，而页岩储层孔径大于20nm的孔径占很大一部分，通过对
单位质量干酪根溶胀油量的计算，结合实际地质参数‑溶胀系数减小参数、干酪根质量变化
参数等参数，计算干酪根溶胀油量，大大提高了结果的准确性。

[0100] 本发明还提供一种泥页岩中干酪根溶胀油定量评价系统。图7为本发明泥页岩中干酪根溶胀油定量评价系统结构图。如图7所示，一种泥页岩中干酪根溶胀油定量评价系统
包括：

[0101] 第一初始模型建立模块201，用于建立不同类型的干酪根分子模型，将各所述干酪根分子模型加载进入石墨烯片层结构组成的狭缝型孔隙中，得到初始模型。

[0102] 压实模块202，用于将各所述初始模型进行能量最小化处理和驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型。

[0103] 退火模块203，用于将所述压实后的干酪根集合体模型模拟退火过程，得到干酪根狭缝型孔隙。

[0104] 第二初始模型建立模块204，用于将页岩油分子加载至所述干酪根狭缝型孔隙，得到干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型。

[0105] 赋值模块205，用于对所述干酪根内页岩油的溶胀及吸附初始模型中的页岩油分子及干酪根分子的力场进行赋值，得到干酪根及页岩油密度结果。

[0106] 油密度曲线绘制模块206，用于根据所述干酪根及页岩油密度结果，绘制干酪根及页岩油密度曲线。

[0107] 干酪根溶胀油量确定模块207，用于根据所述干酪根及页岩油密度曲线，得到干酪根溶胀油量。

[0108] 单位质量干酪根溶胀油量确定模块208，用于根据所述干酪根溶胀油量，确定单位质量干酪根溶胀油量。

[0109] 不同演化阶段的干酪根溶胀油量确定模块209，用于根据所述单位质量干酪根溶胀油量，确定不同演化阶段的干酪根溶胀油量。

[0110] 所述压实模块202，具体包括：

[0111] 压实单元，用于利用Gromacs软件对所述初始模型在75℃和20MPa的温压条件下进行能量最小化处理和200ps驰豫处理，得到压实后的干酪根集合体模型。

[0112] 所述退火模块203，具体包括：

[0113] 升温单元，用于对所述压实后的干酪根集合体模型进行200ps驰豫升温。

[0114] 退火单元，用于在800℃及常压的温压条件下利用等温等压系综对驰豫升温后的干酪根集合体模型进行2ns的模拟、降温和加压处理，得到干酪根狭缝型孔隙。

[0115] 所述干酪根溶胀油量确定模块207，具体包括：

[0116] 干酪根溶胀油量确定单元，用于根据所述干酪根及页岩油密度曲线采用公式得到干酪根溶胀油量。

[0117] 其中，Qoil为干酪根的溶胀油量；Lo1为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的起始位置；Lo2为干酪根密度曲线与页岩油密度曲线相交的截止位置；Smodel为干酪根‑页岩油
溶胀及吸附模型的截面积；ρoil为页岩油密度曲线。

[0118] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统
而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说
明即可。

[0119] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据
本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不
应理解为对本发明的限制。