I. Вступ Попит на енергію значно збільшився, а нетрадиційні нафтогазові ресурси, такі як сланцева нафта та сланцевий газ, стали важливими альтернативами. Складні геологічні умови та стресові середовища нетрадиційних резервуарів глибоко впливають на поведінку та характеристики сланців. Девіаторський стрес є основною причиною деформації та пошкодження гірських порід, але його вплив на характеристики просочення сланців не вивчений повністю. COMSOL, як потужне програмне забезпечення для імітації фізики, забезпечує потужний інструмент для вивчення сланцевих мікро - пошкодження та просочення. Поєднання обробки зображень КТ та трьох розмірних методів цифрової реконструкції може точно імітувати сланцеву мікроструктуру та розподіл пор, а потім вивчити еволюцію пошкоджень та поведінку рідини - при девіаторному стресі.
Ii. Методи дослідження CT обробка зображень та тривимірна цифрова реконструкція, що вдосконалена технологія КТ, використовується для зображення сланців для резервуару для отримання високодоступних двох розмірних зображень, а потім вони перетворюються на три розмірні цифрові основні моделі за допомогою конкретних алгоритмів обробки зображень. При реконструкції структура постільної білизни та характеристики розподілу пор сланців повністю розглядаються для забезпечення точності моделі. Вода - Сила - Рівняння контрольного зв'язку пошкодження Вода - Сила - Рівняння контрольного зв'язку пошкодження побудовано для цифрового ядра, що складається з пор та матриці. Це рівняння поєднує в собі рідину - потік, механіку гірських порід та процеси еволюції пошкоджень, і може точно описати сланцеві мікро -пошкодження та просочення характеристик при девіаторному стресі. Налаштування моделювання COMSOL У програмному забезпеченні COMSOL, такі фізичні поля, такі як напруга та рідина - потік та граничні умови, і рівняння контрольного зв'язку водних пошкоджень вирішується числовим моделюванням для отримання розподілу напруги, розподілу пошкоджень, розподілу швидкостей рідини та еволюції проникності цифрових ядер під різними стресами девіатор.
Iii. Результати та аналіз Мікро - Еволюція пошкоджень Результати моделювання показують, що коли девіаторний стрес збільшується з 0 до 50 МПа, деформація та ступінь пошкодження цифрового ядра збільшуються. Пошкодження та деформація в зоні пор набагато більші, ніж у області матриці, що відповідає характеристикам мікроструктури сланців. Девіаторський стрес викликає розширення внутрішніх тріщин у скелі та збільшення сполучення пор, посилюючи мікро -пошкодження. Розподіл швидкості рідини Відмінності розподілу швидкостей рідини між областю матриці та областю пор є значущими. У цифровому ядрі D1 швидкість рідини в області пор 10 - 13 разів, що в області матриці; У цифровому ядрі D2 швидкість рідини в області пор 100 - 250 разів в області матриці. Лист - як з'єднані тріщини значно відхиляють лінії потоку рідини, сприяють потоку рідини в області пор і призводять до неоднорідного розподілу швидкостей рідини. Розподіл тиску Внутрішній розподіл тиску цифрового ядра змінюється в рамках дії девіаторного стресу. Градієнт тиску в області пор великий, а рідина швидше протікає; Градієнт тиску в області матриці невеликий, а рідина - потік порівняно складний. Цей неоднорідний розподіл тиску додатково впливає на поведінку просочення рідини. Проникність еволюція Проникність цифрових ядер D1 і D2 спочатку зменшується внаслідок деформації гірських порід, а потім збільшується через збільшення пошкодження у міру збільшення стресу девіатора. Це показує, що вплив девіаторного стресу на проникність сланців є складним і тісно пов'язаний з деформацією гірських порід та еволюцією пошкоджень.
Iv. Висновки За допомогою досліджень моделі пошкодження COMSOL, мікро -пошкодження та просочення характеристик сланців водойми під девіаторним стресом глибоко зрозумілі. КТ обробка зображень та три розмірні методи цифрової реконструкції закладають основу для точного моделювання сланцевої мікроструктури. Рівняння контрольного зв'язку води - сили - може всебічно враховувати взаємодію декількох фізичних полів. Дослідження показує, що девіаторний стрес має великий вплив на сланцеві мікро -пошкодження та поведінку просочення. Пошкодження та деформація в області пор є більш серйозними, швидкість рідини в зоні пор значно вища, ніж у області матриці, сприяючі ефекту листа - як з'єднані тріщини на рідинну - не можна ігнорувати, а еволюція проникності спочатку зменшується, а потім збільшується, забезпечуючи важливу орієнтир для розвитку олійних і газових ресурсів. Майбутні дослідження можуть розширити сферу застосування моделі COMSOL, враховувати вплив більшої кількості факторів, таких як температура та хімічні речовини на сланцеві мікро -пошкодження та просочення, а також поєднувати експериментальні дослідження для перевірки та покращення результатів моделювання, щоб забезпечити більш сильну підтримку ефективного розвитку сланцевих нафти та газових ресурсів.