Евразийский сервер публикаций

Евразийский патент № 039610

   Библиографические данные
(11)039610    (13) B1
(21)201791282

 A ]   B ]   C ]   D ]   E ]   F ]   G ]   H ] 

Текущий раздел:      


Документ опубликован 2022.02.16
Текущий бюллетень: 2022-02  
Все публикации: 039610  
Реестр евразийского патента: 039610  

(22)2015.12.03
(51) G06F 19/00 (2011.01)
G01N 33/24(2006.01)
(43)A1 2018.03.30 Бюллетень № 03  тит.лист, описание 
(45)B1 2022.02.16 Бюллетень № 02  тит.лист, описание 
(31)14/566,520
(32)2014.12.10
(33)US
(86)US2015/063576
(87)2016/094153 2016.06.16
(71)БИПИ КОРПОРЕЙШН НОРД АМЕРИКА ИНК. (US)
(72)Сиган Рэндалл, Фридрих Джоанн, Грейтхаус Джеффри, Жерольд Гэри Рассел (US)
(73)БИПИ КОРПОРЕЙШН НОРД АМЕРИКА ИНК. (US)
(74)Гизатуллина Е.М., Угрюмов В.М., Карпенко О.Ю., Строкова О.В. (RU)
(54)РАСЧЕТ УДЕЛЬНОЙ ПРОВОДИМОСТИ НАНОПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ
   Формула 
(57) 1. Способ применения компьютерной системы для вычисления электрической удельной проводимости в глинистом минерале, предусматривающий следующие стадии:
построение посредством процессора компьютерной системы, молекулярного представления глинистого минерала, состоящего из
безводной структуры атомов, расположенных во множестве параллельных слоев, причем безводная структура содержит участки, замещающие атомы металла в структуре в концентрации, соответствующей выбранной плотности заряда;
противоионов по меньшей мере одного вида, расположенных в межслойном пространстве между слоями безводной структуры, в концентрации, соответствующей выбранной плотности заряда, и множества молекул воды, расположенных в межслойном пространстве;
назначение посредством процессора параметров силового поля молекулярному представлению в сочетании с граничными условиями, соответствующими выбранному давлению и температуре глинистого минерала;
выполнение посредством процессора моделирования методом молекулярной динамики уравнений движения за интервал времени моделирования;
определение посредством процессора координат положения противоионов в представлении во множестве моментов времени за интервал времени моделирования на основании моделирования методом молекулярной динамики;
вычисление посредством процессора коэффициентов самодиффузии для одного или нескольких видов противоионов на основании координат положения во множестве моментов времени и
вычисление посредством процессора ионных проводимостей для вида противоионов на основании коэффициентов самодиффузии, ионной валентности для одного или более вида противоионов, ионной концентрации для одного или более видов противоионов и температуры и
определение посредством процессора по меньшей мере одного петрофизического свойства системы горной породы на основании ионной проводимости для вида противоионов из коэффициентов самодиффузии, где по меньшей мере одно петрофизическое свойство системы горной породы показывает пористость или проницаемость глинистого минерала.
2. Способ по п.1, в котором стадия построения молекулярного представления предусматривает
образование посредством процессора элементарной ячейки представления, содержащей атомы, соответствующие части по меньшей мере одного слоя, и содержащей часть межслойного пространства, и
размещение посредством процессора множества элементарных ячеек в представлении сверхъячейки глинистого минерала.
3. Способ по п.1, в котором глинистая структура представления соответствует каолиниту.
4. Способ по п.1, в котором глинистая структура представления соответствует глине, выбранной из группы, состоящей из монтмориллонита и пирофиллита.
5. Способ по п.1, в котором множество молекул воды располагают в виде одного, двух или трех слоев молекул воды, размещенных в межслойном пространстве.
6. Способ по п.1, в котором выбранные замещающие участки представлены ионами магния, заменяющими атомы алюминия в октаэдральном листе.
7. Способ по п.6, в котором вид противоионов предусматривает ионы натрия.
8. Способ по п.6, в котором вид противоионов предусматривает ионы кальция.
9. Способ по п.1, в котором стадия выполнения моделирования методом молекулярной динамики предусматривает
вычисление посредством процессора движения противоионов в молекулярном представлении во множестве моментов времени за интервал времени моделирования и
сохранение в памяти компьютерной системы положений противоионов за интервал времени моделирования,
причем стадия вычисления коэффициентов самодиффузии предусматривает
извлечение из памяти сохраненных положений противоионов, соответствующих, по меньшей мере, поднабору множества моментов времени за интервал времени моделирования;
вычисление посредством процессора среднего значения смещения противоионов на основании извлеченных положений и
вычисление посредством процессора коэффициента самодиффузии для вида противоионов на основании среднего значения смещения.
10. Способ по п.9, дополнительно предусматривающий перед стадией выполнения моделирования методом молекулярной динамики ортогонализацию, посредством процессора, молекулярного представления.
11. Способ по п.1, в котором стадия вычисления ионной проводимости для вида противоионов на основании коэффициента самодиффузии предусматривает использование посредством процессора вычисленного коэффициента самодиффузии в соотношении Нернста-Эйнштейна для определения ионной проводимости вида.
12. Способ по п.1, где молекулярное представление глинистого минера дополнительно предусматривает
построение посредством процессора компьютерной системы представления модели молекулярной жидкостной системы, содержащей
множество элементарных ячеек молекулярной жидкости, заполняющей выбранный объем; и
внутренние ионы, расположенные в объеме в заданной концентрации, соответствующей выбранной плотности заряда;
вычисление посредством процессора объемной удельной проводимости молекулярной жидкостной системы на основании коэффициентов самодиффузии, ионной валентности для одного или более видов противоионов, ионной концентрации для одного или более видов противоионов и температуры;
определение посредством процессора ионной проводимости глинистого минерала на основании объемной проводимости;
причем по меньшей мере одно петрофизическое свойство системы горной породы представляет собой пластовый коэффициент, вычисленный как отношение объемной удельной проводимости молекулярной жидкостной системы к ионной проводимости глинистого минерала.
13. Система для определения пластового коэффициента системы глинистого минерала, причем система содержит
компьютерную систему, содержащую
один или несколько процессоров и
одно или несколько запоминающих устройств, соединенных с одним или несколькими процессорами, хранящих программные команды, в результате выполнения которых одним или несколькими процессорами один или несколько процессоров вычисляют пластовый коэффициент системы породы, содержащей глинистый минерал, посредством выполнения множества операций, предусматривающих
построение представления модели молекулярной жидкостной системы, содержащей
множество элементарных ячеек молекулярной жидкости, заполняющей выбранный объем;
внутренние ионы, расположенные в объеме в заданной концентрации, соответствующей выбранной плотности заряда;
назначение представлению модели параметров силового поля;
выполнение моделирования методом молекулярной динамики уравнений движения за выбранный интервал времени для определения координат положения множества видов в представлении модели во множестве моментов времени за интервал времени;
вычисление на основании координат положения во множестве моментов времени коэффициентов самодиффузии для одного или нескольких видов;
вычисление объемной удельной проводимости молекулярной жидкостной системы на основании коэффициентов самодиффузии, ионной валентности для одного или более вида противоионов, ионной концентрации для одного или более видов противоионов и температуры;
определение ионной проводимости глинистого минерала на основании объемной удельной проводимости;
затем вычисление пластового коэффициента как отношения объемной удельной проводимости молекулярной жидкостной системы к ионной проводимости глинистого минерала, где
пластовый коэффициент показывает пористость и проницаемость глинистого минерала.
14. Система по п.13, в которой программные команды, в результате их выполнения одним или несколькими процессорами обеспечивают осуществление одним или несколькими процессорами следующих стадий:
определение ионной проводимости глинистого минерала предусматривает
построение молекулярного представления глинистого минерала, состоящего из
безводной структуры атомов, расположенных во множестве параллельных слоев, причем безводная структура содержит участки, замещающие атомы металла в структуре в концентрации, соответствующей выбранной плотности заряда;
противоионов по меньшей мере одного вида, расположенных в межслойном пространстве между слоями безводной структуры, в концентрации, соответствующей выбранной плотности заряда, и
множества молекул воды, расположенных в межслойном пространстве;
назначение параметров силового поля молекулярному представлению в сочетании с граничными условиями, соответствующими выбранному давлению и температуре глинистого минерала;
выполнение моделирования методом молекулярной динамики уравнений движения за интервал времени моделирования для определения координат положения противоионов в представлении во множестве моментов времени за интервал времени моделирования;
вычисление на основании координат положения во множестве моментов времени коэффициентов самодиффузии для одного или нескольких видов противоионов и вычисление ионной проводимости для вида противоионов из коэффициентов самодиффузии.
Zoom in