I. Introducere Cererea de energie a crescut semnificativ, iar resursele neconvenționale de petrol și gaze, cum ar fi petrolul de șist și gazele de șist au devenit alternative importante. Condițiile geologice complexe și mediile de stres ale rezervoarelor neconvenționale afectează profund comportamentul și caracteristicile de șist. Stresul deviatoric este principala cauză a deformării și deteriorării rocilor, dar influența sa asupra caracteristicilor de scurgere a șistului nu a fost complet studiată. COMSOL, ca un software puternic de simulare multi -fizică, oferă un instrument puternic pentru studierea micro -șistului - daune și scurgere. Combinarea procesării imaginilor CT și a tehnicilor de reconstrucție digitală cu trei dimensiuni pot simula cu exactitate microstructura de șist și distribuția porilor, apoi pot studia evoluția daunelor și comportamentul fluidului - flux sub tensiune deviatorică.
Ii. Metode de cercetare CT Procesarea imaginilor CT și tehnologia de scanare a CT avansată a reconstrucției digitale cu trei dimensiuni este utilizată pentru a imagina șisturi pentru a obține imagini cu două dimensiuni de înaltă precizie, iar apoi sunt transformate în modele de bază digitale cu trei dimensiuni prin algoritmi specifici de procesare a imaginilor. La reconstrucție, structura de așternut și caracteristicile de distribuție a porilor de șist sunt considerate pe deplin pentru a asigura exactitatea modelului. Apa - forță - Ecuația de control a cuplajului de daune Apa - forța - ecuația de control a cuplajului de daune este construită pentru miezul digital compus din pori și matrice. Această ecuație cuplă procesele de evoluție a fluidului - fluxul, mecanica rocilor și evoluția daunelor și poate descrie cu exactitate micro -deteriorarea și caracteristicile de scurgere sub tensiune deviatorică. Setările de simulare COMSOL în software -ul COMSOL, câmpurile fizice, cum ar fi stresul și condițiile de flux și de delimitare și de delimitare, iar ecuația de control a cuplajului de apă - forță - daune este rezolvată prin simularea numerică pentru a obține distribuția stresului, distribuția daunelor, distribuția vitezei fluidului și evoluția permeabilității nucleelor digitale sub diferite stresuri deviatorice.
Iii. Rezultate și analiză Micro - Evoluția daunelor Rezultatele simulării arată că atunci când stresul deviatoric crește de la 0 la 50 MPa, deformarea și gradele de deteriorare ale nucleului digital cresc. Deteriorarea și deformarea în zona porilor sunt mult mai mari decât cele din zona matricei, care este în conformitate cu caracteristicile microstructurii de șist. Stresul deviatoric determină extinderea fisurilor interne în rocă și creșterea conectivității porilor, intensificând evoluția micro -daunelor. Distribuția vitezei fluidelor Diferențele de distribuție a vitezei fluidului între zona matricei și zona porilor sunt semnificative. În Core digital D1, viteza fluidului în zona porilor este de 10 - 13 de ori în zona matricei; În Core Digital D2, viteza fluidului în zona porilor este de 100 - 250 de ori în zona matricei. Foaie - ca fisurile conectate deviază semnificativ liniile de flux de fluid, promovează fluxul fluidului în zona porilor și duc la distribuția non -uniformă a vitezei fluidului. Distribuția presiunii Distribuția de presiune internă a modificărilor nucleului digital sub acțiunea stresului deviatoric. Gradientul de presiune în zona porilor este mare, iar lichidul este mai probabil să curgă; Gradientul de presiune în zona matricei este mic, iar fluxul fluid este relativ dificil. Această distribuție de presiune non -uniformă afectează în continuare comportamentul de scurgere a fluidului. Evoluția permeabilității Permeabilitățile nucleelor digitale D1 și D2 scad mai întâi din cauza deformării rocilor și apoi cresc din cauza creșterii daunelor pe măsură ce stresul deviatoric crește. Acesta arată că influența stresului deviatoric asupra permeabilității de șist este complexă și este strâns legată de deformarea rocilor și evoluția daunelor.
Iv. Concluziile prin cercetarea modelului de daune COMSOL, sunt profund înțelese, deteriorarea și caracteristicile de daune și scurgeri ale șistului rezervorului sub stres deviatoric. Procesarea imaginii CT și tehnici de reconstrucție digitală cu trei dimensiuni pun bazele simulării cu exactitate a microstructurii de șist. Ecuația de control al cuplajului de apă - forță - daune poate lua în considerare în mod cuprinzător interacțiunile mai multor câmpuri fizice. Cercetările arată că stresul deviatoric are o influență mare asupra micro -șistului - daune și comportament de scurgere. Deteriorarea și deformarea în zona porilor sunt mai grave, viteza fluidului în zona porilor este semnificativ mai mare decât cea din zona matricei, efectul de promovare al foii - cum ar fi fisurile conectate pe fluid - nu poate fi ignorat, iar evoluția permeabilității scade mai întâi și apoi crește, oferind o bază de referință importantă pentru dezvoltarea resurselor de ulei și a gazelor de șist. Cercetările viitoare pot extinde domeniul de aplicare al modelului COMSOL, să ia în considerare influența mai multor factori, cum ar fi temperatura și substanțele chimice pe micro -șisturi și daune și scurgeri și să combine cercetări experimentale pentru a verifica și îmbunătăți rezultatele simulării, astfel încât să ofere un sprijin mai puternic pentru dezvoltarea eficientă a resurselor de ulei și a resurselor de gaz.