I. Įvadas Energijos poreikis žymiai padidėjo, o netradiciniai naftos ir dujų ištekliai, tokie kaip skalūnų aliejus ir skalūnų dujos, tapo svarbiomis alternatyvomis. Netinkamų rezervuarų sudėtingos geologinės sąlygos ir streso aplinka daro didelę įtaką skalūno elgesiui ir ypatybėms. Deviatorinė stresa yra pagrindinė uolienų deformacijos ir pažeidimų priežastis, tačiau jo įtaka skalūno nuotėkio charakteristikoms nebuvo iki galo ištirta. „COMSOL“, kaip galinga daugialypė fizikos modeliavimo programinė įranga, suteikia galingą įrankį skalūnų mikrolaidžių ir išvengimo tyrimams. KT vaizdo apdorojimo ir trijų matmenų skaitmeninių rekonstrukcijos metodų derinimas gali tiksliai modeliuoti skalūnų mikrostruktūrą ir porų pasiskirstymą, o po to ištirti pažeidimo evoliuciją ir skysčio - srauto elgseną esant deviatoriniam stresui.
Ii. Tyrimo metodai CT vaizdo apdorojimas ir trys - matmenų skaitmeninė rekonstrukcija Išplėstinė KT nuskaitymo technologija naudojama rezervuaro skalūnui vaizduoti, kad būtų gautas aukštas - antras tikslus - matmenų vaizdai, o tada jie paverčiami trijų matmenų skaitmeninių branduolių modeliais naudojant konkrečius vaizdo apdorojimo algoritmus. Rekonstruojant skalūno patalynės struktūrą ir porų pasiskirstymo charakteristikas yra visiškai svarstomos, kad būtų užtikrintas modelio tikslumas. Vanduo - jėga - pažeidimo jungimo valdymo lygtis Vanduo - jėga - pažeidimo jungties valdymo lygtis yra sukurta skaitmeninei šerdiui, sudarytam iš porų ir matricos. Ši lygtis sujungia skysčio, srauto, uolienų mechanikos ir pažeidimų evoliucijos procesus, ir gali tiksliai apibūdinti skalūnų mikrolaidį ir panaikinimo charakteristikas esant deviatoriniam stresui. COMSOL modeliavimo parametrai COMSOL programinėje įrangoje, fiziniai laukai, tokie kaip įtempis ir skysčio srautas ir ribinės sąlygos, ir vandens - jėgos - pažeidimo jungties valdymo lygtis išsprendžiama skaitmeniniu modeliavimu, kad būtų gautas įtempių pasiskirstymas, pažeidimų pasiskirstymas, skysčio greičio pasiskirstymas ir pralaidumo evoliucija Skaitmeninių branduolių evoliucija esant skirtingais deviatorikos įtempiais.
Iii. Rezultatai ir analizė Mikro - žalos evoliucija Modeliavimo rezultatai rodo, kad kai deviatoriniai įtempiai padidėja nuo 0 iki 50 MPa, padidėja skaitmeninio šerdies deformacijos ir pažeidimo laipsniai. Porų srities pažeidimai ir deformacija yra daug didesni nei matricos srityje, tai atitinka skalūnų mikrostruktūros charakteristikas. Deviatoriniai įtempiai sukelia vidinių uolienų įtrūkimų išsiplėtimą ir porų ryšio padidėjimą, sustiprinant mikro ir pažeidimų evoliuciją. Skysčio greičio pasiskirstymas Skysčio greičio pasiskirstymo skirtumai tarp matricos ir porų srities yra reikšmingi. Skaitmeniniame šerdyje D1 skysčio greitis porų srityje yra 10 - 13 kartų, kuris matricos srityje; Skaitmeniniame šerdyje D2 skysčio greitis porų srityje yra 100 - 250 kartų, kuris yra matricos srityje. Lapas - kaip sujungti įtrūkimai žymiai nukreipia skysčio srauto linijas, skatina skysčio srautą porų srityje ir lemia nevienodo skysčio greičio pasiskirstymą. Slėgio pasiskirstymas Skaitmeninio šerdies vidinis slėgio pasiskirstymas keičiasi veikiant deviatoriniam stresui. Slėgio gradientas porų srityje yra didelis, o skystis labiau linkęs tekėti; Slėgio gradientas matricos srityje yra mažas, o skysčio srautas yra gana sunkus. Šis nevienodas slėgio pasiskirstymas dar labiau veikia skysčio nuotėkį. Pralaidumo evoliucija Skaitmeninių šerdžių D1 ir D2 pralaidumas pirmiausia sumažėja dėl uolienų deformacijos, o po to padidėja dėl žalos padidėjimo didėjant deviatoriniam stresui. Tai rodo, kad deviatorinio streso įtaka skalūnų pralaidumui yra sudėtinga ir yra glaudžiai susijusi su uolienų deformacija ir pažeidimų evoliucija.
Iv. Išvados Atliekant COMSOL pažeidimų modelio tyrimus, yra labai suprantamos rezervuaro skalūno mikrolaidės ir nuotėkio charakteristikos. KT vaizdo apdorojimas ir trys matmenų skaitmeninės rekonstrukcijos metodai yra pagrindas tiksliai imituoti skalūnų mikrostruktūrą. Vanduo - jėga - pažeidimo jungimo kontrolės lygtis gali išsamiai atsižvelgti į kelių fizinių laukų sąveiką. Tyrimai rodo, kad deviatorinio streso stresas daro didelę įtaką skalūnų mikrobams - žalos ir nuotėkio elgsenai. Porų srities pažeidimai ir deformacija yra rimtesni, skysčio greitis porų srityje yra žymiai didesnis nei matricos srityje, lakštinio skatinimo poveikis - kaip sujungti įtrūkimai skysčiams - srauto negalima ignoruoti, o pralaidumo evoliucija pirmiausia sumažėja, o po to padidėja, o tai padidina, suteikiant svarbų skalūnų aliejaus ir dujų išteklių vystymosi pagrindą. Būsimi tyrimai gali išplėsti COMSOL modelio taikymo apimtį, apsvarstyti daugiau veiksnių, tokių kaip temperatūra ir cheminės medžiagos skalūnų mikrobangų, pažeidimų ir panaikinimo įtaką bei sujungti eksperimentinius tyrimus, kad patikrintų ir pagerintų modeliavimo rezultatus, kad būtų užtikrinta stipresnė parama efektyviai skalūnų aliejaus ir dujų išteklių vystymuisi.