I. Innledning Energibehovet har økt betydelig, og ukonvensjonelle olje- og gassressurser som skiferolje og skifergass har blitt viktige alternativer. De komplekse geologiske forhold og stressmiljøer for ukonvensjonelle reservoarer påvirker dypt atferden og egenskapene til skifer. Avvikende stress er den viktigste årsaken til bergdeformasjon og skade, men dens innflytelse på skiferens skifer er ikke studert fullt ut. COMSOL, som en kraftig multi -fysikk -simuleringsprogramvare, gir et kraftig verktøy for å studere skifermikro - skader og seepage. Å kombinere CT -bildebehandling og tre -dimensjonale digitale rekonstruksjonsteknikker kan nøyaktig simulere skifermikrostrukturen og poredistribusjonen, og deretter studere skadeutviklingen og fluid -strømningsatferden under avvikende stress.
Ii. Forskningsmetoder CT -bildebehandling og tre -dimensjonal digital rekonstruksjon Avansert CT -skanningsteknologi brukes til å bildebehandle reservoarskifer for å oppnå høye presisjons to -dimensjonale bilder, og deretter blir de transformert til tre -dimensjonale digitale kjernemodeller gjennom spesifikke bildebehandlingsalgoritmer. Når du rekonstruerer, blir sengestrukturen og poredistribusjonsegenskapene til skifer fullt ut vurdert for å sikre modellens nøyaktighet. VANN - KRAFT - Skadekobling Kontrollligning Vann - Kraft - Skadekobling Kontroll Likning Konstrueres for den digitale kjernen som består av porer og matrise. Denne ligningen kobler væsken - strømning, bergmekanikk og skadeutviklingsprosesser, og kan beskrive skifermikro -skader og siveregenskaper nøyaktig under avvikende stress. COMSOL -simuleringsinnstillinger i COMSOL -programvaren, fysiske felt som stress og væske - strømning og grensebetingelser er satt, og vannet - kraft - skaderekoblingskontrollligning løses ved numerisk simulering for å oppnå spenningsfordeling, skadefordeling, væskehastighetsfordeling og permeabilitetsutvikling av digitale kjerner under forskjellige avvikerspenninger.
Iii. Resultater og analyse mikro - skadeutvikling Simuleringsresultatene viser at når avviket stress øker fra 0 til 50 MPa, økningen, deformasjons- og skadegradene for den digitale kjerneøkningen. Skaden og deformasjonen i poreområdet er mye større enn de i matriksområdet, noe som er i tråd med skifermikrostrukturegenskapene. Avvikende stress forårsaker utvidelse av indre sprekker i berget og økningen av poretilkobling, og intensiverer mikro -skadeutviklingen. Væskehastighetsfordeling Væskehastighetsfordelingsforskjellene mellom matriksområdet og poreområdet er betydelig. I digital kjerne D1 er væskehastigheten i poreområdet 10 - 13 ganger det i matriksområdet; I digital kjerne D2 er væskehastigheten i poreområdet 100 - 250 ganger det i matriksområdet. Ark - som tilkoblede sprekker avleder væskestrømningslinjene betydelig, fremmer væsken - strømning i poreområdet og fører til den ikke - - ensartede væskehastighetsfordelingen. Trykkfordeling Den interne trykkfordelingen av den digitale kjernen endres under virkning av avvikende stress. Trykkgradienten i poreområdet er stort, og væsken er mer sannsynlig å strømme; Trykkgradienten i matriksområdet er liten, og væsken - strømmen er relativt vanskelig. Denne ikke - - enhetlige trykkfordelingen påvirker væskens seepage -atferd. Permeabilitetsutvikling Permeabilitetene til digitale kjerner D1 og D2 reduseres først på grunn av bergdeformasjon og øker deretter på grunn av økningen av skaden når avvikende stress øker. Det viser at påvirkningen av avvikende stress på skiferpermeabilitet er kompleks og er nært beslektet med bergdeformasjon og skadeutvikling.
IV. Konklusjoner Gjennom COMSOL -skademodellforskningen er mikro -skaden og sivekarakteristikkene til reservoarskifer under avvikende stress dypt forstått. CT -bildebehandling og tre -dimensjonale digitale rekonstruksjonsteknikker legger grunnlaget for å simulere skifermikrostrukturen nøyaktig. Vann - Kraft - Skadekoblingskontrollligning kan omfattende vurdere interaksjonen mellom flere fysiske felt. Forskningen viser at avvikende stress har stor innflytelse på skifermikro - skader og siveratferd. Skaden og deformasjonen i poreområdet er mer alvorlig, væskehastigheten i poreområdet er betydelig høyere enn i matriksområdet, den fremme effekten av arket - som tilkoblede sprekker på væske - strømning kan ikke ignoreres, og permeabilitetsutviklingen avtar først og øker deretter, og gir et viktig referansebasis for utviklingen av skiferolje og gass ressurser. Fremtidig forskning kan utvide anvendelsesomfanget av COMSOL -modellen, vurdere påvirkningen av flere faktorer som temperatur og kjemiske stoffer på skifermikro - skade og sivering, og kombinere eksperimentell forskning for å verifisere og forbedre simuleringsresultatene, for å gi sterkere støtte for effektiv utvikling av skiferolje- og gassressurser.