I. Introducció La demanda d’energia ha augmentat significativament i els recursos no convencionals de petroli i gas com el petroli d’esquist i el gas d’esquist s’han convertit en alternatives importants. Les complexes condicions geològiques i els ambients d’estrès dels dipòsits no convencionals afecten profundament el comportament i les característiques de l’esquist. L’estrès desviador és la causa principal de la deformació i el dany de la roca, però la seva influència en les característiques de filtració de l’esquist no s’ha estudiat del tot. Comsol, com a potent programari de simulació de física, proporciona una potent eina per estudiar els danys de micro i la filtració. Combinant el processament d’imatges de TC i les tècniques de reconstrucció digital de tres dimensions poden simular amb precisió la microestructura d’esquistos i la distribució de porus, i després estudiar l’evolució dels danys i el comportament del flux de fluids sota estrès desviada.
II. Mètodes de recerca CT Processament d’imatges i reconstrucció digital tres dimensionals La tecnologia avançada d’escaneig CT s’utilitza per imaginar el shale del dipòsit per obtenir imatges de dues precisions de precisió i es transformen en models de nucli digital de tres dimensions mitjançant algoritmes específics de processament d’imatges. Quan es reconstrueix, es considera plenament l'estructura de la roba de llit i les característiques de distribució de porus per assegurar la precisió del model. Aigua - Força - Control de l'acoblament de danys L'equació de l'aigua - Força - Control d'acoblament de danys està construïda per al nucli digital compost per porus i matriu. Aquesta equació combina els processos de fluids: flux, mecànica de roca i evolució de danys i pot descriure amb precisió les característiques de danys i filtracions de esquistos amb tensió desviada. S'estableixen configuracions de simulació de Comsol al programari COMSOL, camps físics com l'estrès i el flux i les condicions del límit i les condicions del límit, i l'equació de control de l'acoblament de danys a l'aigua i la força de danys es soluciona mitjançant simulació numèrica per obtenir la distribució de l'estrès, la distribució de danys, la distribució de la velocitat de fluids i l'evolució de la permeabilitat dels nuclis digitals sota diferents tensions de desviació.
Iii. Resultats i anàlisi Micro -Evolució de danys Els resultats de la simulació mostren que quan la tensió desviada augmenta de 0 a 50 MPa, la deformació i els danys dels graus del nucli digital augmenten. El dany i la deformació a la zona dels porus són molt més grans que els de la zona de la matriu, que s’ajusta a les característiques de la microestructura d’esquist. L’estrès desviador provoca l’expansió de les esquerdes internes a la roca i l’augment de la connectivitat dels porus, intensificant l’evolució del dany micro. Distribució de la velocitat dels fluids Les diferències de distribució de la velocitat del fluid entre l’àrea de la matriu i l’àrea de porus són significatives. En el nucli digital D1, la velocitat del fluid a la zona de porus és 10 - 13 vegades que a la zona de la matriu; En el nucli digital D2, la velocitat del fluid a la zona de porus és 100 - 250 vegades que a la zona de la matriu. Fulls: com les esquerdes connectades desinflecten significativament les línies de flux de fluids, afavoreixen el flux de fluids a la zona de porus i condueixen a la distribució de la velocitat de fluid no uniforme. Distribució de pressió La distribució de pressió interna del nucli digital canvia sota l’acció de l’estrès desviador. El gradient de pressió a la zona dels porus és gran i el fluid és més probable que flueixi; El gradient de pressió a la zona de la matriu és petit i el flux de fluids és relativament difícil. Aquesta distribució de pressió no uniforme afecta encara més el comportament de filtració del fluid. Evolució de la permeabilitat Les permeabilitats dels nuclis digitals D1 i D2 primer disminueixen a causa de la deformació de la roca i després augmenten a causa de l’augment de danys a mesura que augmenta l’estrès desviador. Demostra que la influència de l’estrès desviador en la permeabilitat d’esquistos és complexa i està estretament relacionada amb la deformació de la roca i l’evolució dels danys.
Iv. Conclusions a través de la investigació del model de danys de Comsol, les característiques de danys i filtracions micro i la filtració de l’esquist de l’embassament sota estrès desviació s’entenen profundament. El processament d’imatges de TC i les tècniques de reconstrucció digital tridimensionals posen el fonament per simular amb precisió la microestructura d’esquist. L’equació de control de l’acoblament d’aigua - Força - Danys pot considerar de forma exhaustiva les interaccions de diversos camps físics. La investigació demostra que l'estrès desviador té una gran influència en el comportament de micro -danys i filtracions de esquistos. El dany i la deformació a la zona dels porus són més greus, la velocitat del fluid a la zona dels porus és significativament superior a la que a la zona de la matriu, l’efecte promovent de la fulla, com les esquerdes connectades sobre el flux de fluids, no es pot ignorar i l’evolució de la permeabilitat primer disminueix i després augmenta, proporcionant una base important per al desenvolupament d’oli de esquistó i recursos de gas. Les futures investigacions poden ampliar l’àmbit d’aplicació del model Comsol, considerar la influència de més factors com la temperatura i les substàncies químiques en els micro -danys i la filtració i combinar investigacions experimentals per verificar i millorar els resultats de la simulació, per tal de proporcionar un suport més fort per al desenvolupament eficient dels recursos de petroli i gas d’esquist.