I. Inleiding De energievraag is aanzienlijk toegenomen en onconventionele olie- en gasbronnen zoals schalieolie en schaliegas zijn belangrijke alternatieven geworden. De complexe geologische omstandigheden en stressomgevingen van onconventionele reservoirs hebben diep invloed op het gedrag en de kenmerken van schalie. Afwijk stress is de belangrijkste oorzaak van rotsvervorming en schade, maar de invloed ervan op de kwelkenmerken van schalie is niet volledig bestudeerd. ComSol, als een krachtige multi -physics simulatiesoftware, biedt een krachtig hulpmiddel voor het bestuderen van schalie -micro - schade en kwel. Het combineren van CT -beeldverwerking en drie -dimensionale digitale reconstructietechnieken kunnen de schalie -microstructuur en porieverdeling nauwkeurig simuleren en vervolgens de schade -evolutie en vloeistofgedrag bestuderen onder afwijking van stress.
II. Onderzoeksmethoden CT -beeldverwerking en drie -dimensionale digitale reconstructie Geavanceerde CT -scantechnologie wordt gebruikt om reservoirschalie te beeld te geven om hoog -precisie twee - dimensionale afbeeldingen te verkrijgen, en vervolgens worden ze omgezet in drie -dimensionale digitale kernmodellen via specifieke beeldverwerking -algoritmen. Bij het reconstrueren worden de beddenstructuur en porieverdelingskenmerken van schalie volledig overwogen om de nauwkeurigheid van het model te waarborgen. Water - kracht - Schade koppelingscontrolevergelijking Het water - kracht - Schade koppelingscontrolevergelijking is geconstrueerd voor de digitale kern bestaande uit poriën en matrix. Deze vergelijking koppelt de vloeistof - stroming, rotsmechanica en schade -evolutieprocessen en kan de schalie -micro -schade en kwelkenmerken nauwkeurig beschrijven onder afwijking van stress. COMSOL -simulatie -instellingen in de COMSOL -software, fysieke velden zoals stress en vloeistofstroom en randvoorwaarden worden ingesteld, en de water -kracht - schadekoppelingscontrolevergelijking wordt opgelost door numerieke simulatie om de spanningsverdeling, schadeverdeling, vloeistofsnelheidsverdeling en permeabiliteitsevolutie van digitale kernen onder verschillende deviatische stress te verkrijgen.
Iii. Resultaten en analyse Micro -schade -evolutie De simulatieresultaten tonen aan dat wanneer de afwijkingsstress toeneemt van 0 tot 50 MPa, de vervorming en schadegraden van de toename van de digitale kern. De schade en vervorming in het poriegebied zijn veel groter dan die in het matrixgebied, wat in lijn is met de schalie -microstructuurkenmerken. Deviatorische stress veroorzaakt de uitbreiding van interne scheuren in de rots en de toename van poriële connectiviteit, waardoor de evolutie van de micro -schade wordt geïntensiveerd. Vloeistofsnelheidsverdeling De vloeistofsnelheidsverdelingsverschillen tussen het matrixgebied en het poriegebied zijn significant. In digitale kern D1 is de vloeistofsnelheid in het poriegebied 10 - 13 maal die in het matrixgebied; In digitale kern D2 is de vloeistofsnelheid in het poriegebied 100 - 250 maal die in het matrixgebied. Blad - zoals verbonden scheuren die de vloeistoflijnen aanzienlijk afbuigen, bevorderen de vloeistof - stroom in het poriegebied en leiden tot de niet -uniforme vloeistofsnelheidsverdeling. Drukverdeling De interne drukverdeling van de digitale kernveranderingen onder de werking van deviatorische stress. De drukgradiënt in het poriëngebied is groot en de vloeistof is waarschijnlijker om te stromen; De drukgradiënt in het matrixgebied is klein en de vloeistof - stroom is relatief moeilijk. Deze niet -uniforme drukverdeling heeft verder invloed op het vloeistofvellengedrag. De evolutie van de permeabiliteit De permeabiliteiten van digitale cores D1 en D2 nemen eerst af als gevolg van rotsvervorming en neemt vervolgens toe als gevolg van de toename van de schade naarmate de afwijking van stress toeneemt. Het laat zien dat de invloed van afwijking van de schalie -permeabiliteit complex is en nauw verwant is aan rotsvervorming en schade -evolutie.
IV. Conclusies door het COMSOL -schademodelonderzoek, de micro -schade en kwelkenmerken van reservoirschalie onder afwijking van stress worden diep begrepen. CT -beeldverwerking en drie -dimensionale digitale reconstructietechnieken leggen de basis voor het nauwkeurig simuleren van de schaliemicrostructuur. De water - kracht - schadekoppelingscontrolevergelijking kan de interacties van meerdere fysieke velden volledig overwegen. Uit het onderzoek blijkt dat afwijkende stress een grote invloed heeft op schalie micro - schade en kwelgedrag. De schade en vervorming in het poriegebied zijn ernstiger, de vloeistofsnelheid in het poriegebied is aanzienlijk hoger dan die in het matrixgebied, het promoterende effect van plaat - zoals verbonden scheuren op vloeistofstroom kan niet worden genegeerd, en de evolutie van de permeabiliteit neemt eerst af en neemt vervolgens toe, waardoor een belangrijke referentiebasis voor de ontwikkeling van shale -olie en gasbronnen wordt verlaagd. Toekomstig onderzoek kan de toepassingsbereik van het COMSOL -model uitbreiden, rekening houden met de invloed van meer factoren zoals temperatuur en chemische stoffen op schalie Micro - schade en kwel, en combineren experimenteel onderzoek om de simulatieresultaten te verifiëren en te verbeteren, om sterkere ondersteuning te bieden voor de efficiënte ontwikkeling van schalieolie en gasbronnen.