I. INDLEDNING ENERGIFORSEMMELSEN er steget markant, og ukonventionelle olie- og gasressourcer såsom skiferolie og skifergas er blevet vigtige alternativer. De komplekse geologiske forhold og stressmiljøer i ukonventionelle reservoirer påvirker dybt opførsel og karakteristika for skifer. Deviatorisk stress er den vigtigste årsag til rock deformation og skade, men dens indflydelse på skifernes sivningskarakteristika er ikke undersøgt fuldt ud. COMSOL, som en kraftfuld flerfysisk simuleringssoftware, giver et kraftfuldt værktøj til at studere skifermikro -skader og sivning. Ved at kombinere CT -billedbehandling og tre -dimensionelle digitale rekonstruktionsteknikker kan simulere skifermikrostrukturen og poredistributionen og derefter studere skaderudviklingen og fluid - flowadfærd under afvigende stress.
Ii. Forskningsmetoder CT -billedbehandling og tre -dimensionel digital rekonstruktion Avanceret CT -scanningsteknologi bruges til at billedreservoirskifer for at opnå høje - præcisions to -dimensionelle billeder, og derefter omdannes de til tredimensionelle digitale kernemodeller gennem specifikke billedbehandlingsalgoritmer. Når man rekonstruerer, betragtes strøstrukturen og poredistributionskarakteristika for skifer fuldt ud for at sikre nøjagtigheden af modellen. Vand - kraft - Skadekobling Kontrolligning Vandet - kraft - Skadekoblingskontrolligning er konstrueret til den digitale kerne sammensat af porer og matrix. Denne ligning parrer væsken - flow, klippemekanik og skadeudviklingsprocesser og kan nøjagtigt beskrive skifermikro -skader og sivningskarakteristika under afvigende stress. COMSOL -simuleringsindstillinger i COMSOL -softwaren, fysiske felter, såsom stress og væske -flow og grænsevilkår, er indstillet, og vandets kraftkoblingskoblingskontrolligning løses ved hjælp af numerisk simulering for at opnå stressfordeling, skadesfordeling, fluidhastighedsfordeling og permeabilitetsudvikling af digitale kerner under forskellige udviklingsspændinger.
III. Resultater og analyse Mikro - Skaderudvikling Simuleringsresultaterne viser, at når den afvigende stress øges fra 0 til 50 MPa, øges deformations- og skaderegraderne for den digitale kerne. Skaden og deformationen i poreområdet er meget større end dem i matrixområdet, som er i tråd med skifermikrostrukturegenskaberne. Devatorisk stress forårsager udvidelse af interne revner i klippen og stigningen i poreforbindelse, hvilket intensiverer mikro -skaderudviklingen. Fluidhastighedsfordeling Væskens hastighedsfordelingsforskelle mellem matrixområdet og porepladsen er betydningsfulde. I digital kerne D1 er fluidhastigheden i poreområdet 10 - 13 gange det i matrixområdet; I digital kerne D2 er væskhastigheden i poreområdet 100 - 250 gange det i matrixområdet. Ark - Ligesom tilsluttede revner afbøjer væskestrømningslinjerne markant, fremme væsken - strømning i poreområdet og fører til ikke -ensartet fluidhastighedsfordeling. Trykfordeling Den interne trykfordeling af den digitale kerne ændres under virkningen af afvigende stress. Trykgradienten i poreområdet er stort, og væsken er mere tilbøjelig til at flyde; Trykgradienten i matrixområdet er lille, og fluid -strømmen er relativt vanskelig. Denne ikke -ensartede trykfordeling påvirker yderligere væsken sivningsadfærd. Permeabilitetsudvikling Permeabiliteterne af digitale kerner D1 og D2 falder først på grund af klippefeformation og øges derefter på grund af stigningen i skader, når den afvigende stress øges. Det viser, at indflydelsen af afvigende stress på skiferpermeabilitet er kompleks og er tæt knyttet til klippefeformation og skadeudvikling.
Iv. Konklusioner gennem COMSOL -skadesmodelforskningen er mikro -skader og sivningskarakteristika for reservoirskifer under afvigende stress dybt forstået. CT -billedbehandling og tre -dimensionelle digitale rekonstruktionsteknikker lægger grundlaget for nøjagtigt at simulere skifermikrostrukturen. Vandet - Force - Skadekoblingskontrolligning kan omfattende overveje interaktioner mellem flere fysiske felter. Forskningen viser, at afvigende stress har en stor indflydelse på skifermikro -skader og siveradfærd. Skaden og deformationen i poreområdet er mere alvorlige, flydende hastighed i poreområdet er signifikant højere end i matrixområdet, den fremme virkning af ark - som tilsluttede revner på væske -flow kan ikke ignoreres, og permeabilitetsudviklingen falder først og øges, hvilket giver et vigtigt referencebasis for udviklingen af skiferolie og gasressourcer. Fremtidig forskning kan udvide applikationsomfanget af COMSOL -modellen, overveje påvirkningen af flere faktorer, såsom temperatur og kemiske stoffer på skifermikro -skader og sivning, og kombinere eksperimentel forskning for at verificere og forbedre simuleringsresultaterne for at give stærkere støtte til effektiv udvikling af skiferolie- og gasressourcer.