I. Giriş Enerji talebi önemli ölçüde artmıştır ve şeyl yağı ve şeyl gazı gibi alışılmadık petrol ve gaz kaynakları önemli alternatifler haline gelmiştir. Geleneksel olmayan rezervuarların karmaşık jeolojik koşulları ve stres ortamları şeyl davranışını ve özelliklerini derinden etkiler. Deviatoric stres, kaya deformasyonu ve hasarının ana nedenidir, ancak şeylin sızıntı özellikleri üzerindeki etkisi tam olarak incelenmemiştir. COMSOL, güçlü bir çok fiziksel simülasyon yazılımı olarak, şeyl mikro - hasar ve sızıntıyı incelemek için güçlü bir araç sağlar. BT görüntü işleme ve üç boyutlu dijital rekonstrüksiyon tekniklerini birleştirmek, şeyl mikro yapısını ve gözenek dağılımını doğru bir şekilde simüle edebilir ve daha sonra deviatorik stres altında hasar evrimi ve sıvı akış davranışını inceleyebilir.
İi. Araştırma yöntemleri CT görüntü işleme ve üç boyutlu dijital rekonstrüksiyon Gelişmiş BT tarama teknolojisi, yüksek - hassas iki boyutsal görüntü elde etmek için rezervuar şeyl görüntülemek için kullanılır ve daha sonra belirli görüntü işleme algoritmaları yoluyla üç boyutlu dijital çekirdek modellere dönüştürülür. Yeniden yapılandırırken, modelin doğruluğunu sağlamak için şeylin yatak yapısı ve gözenek dağılım özellikleri tamamen dikkate alınır. Su - Kuvvet - Hasar Bağlantı Kontrol Denklemi Su - Kuvvet - Hasar Kuplaj Kontrol Denklemi, gözeneklerden ve matristen oluşan dijital çekirdek için oluşturulur. Bu denklem, sıvı akışını, kaya mekaniğini ve hasar evrim süreçlerini birleştirir ve sapma stresi altında şeyl mikro hasarı ve sızıntı özelliklerini doğru bir şekilde tanımlayabilir. COMSOL Simülasyon Ayarları COMSOL yazılımında, stres ve sıvı akışı ve sınır koşulları gibi fiziksel alanlar ayarlanır ve su - kuvvet kuplaj kontrol denklemi, farklı sapmalar altında stres dağılımı, hasar dağılımı, sıvı hızı dağılımı ve geçirgenlik evrimi elde etmek için sayısal simülasyonla çözülür.
III. Sonuçlar ve Analiz Mikro - Hasar Evrimi Simülasyon sonuçları, deviatorik stresin 0 'dan 50 MPa'ya yükseldiğinde, dijital çekirdek artışının deformasyonu ve hasar derecelerinin arttığını göstermektedir. Gözenek alanındaki hasar ve deformasyon, şeyl mikroyapı özelliklerine uygun olan matris alanındakilerden çok daha büyüktür. Deviatoric stres, kayadaki iç çatlakların genişlemesine ve gözenek bağlantısının artmasına neden olur ve mikro hasar evrimini yoğunlaştırır. Sıvı Hız Dağılımı Matris alanı ile gözenek alanı arasındaki sıvı hızı dağılımı farklılıkları önemlidir. Dijital çekirdek D1'de, gözenek alanındaki sıvı hızı, matris alanındaki 10 - 13 zamanlardır; Dijital çekirdek D2'de, gözenek alanındaki sıvı hızı, matris alanındaki 100 - 250 zamanlardır. Sac - Bağlı çatlaklar gibi sıvı akış hatlarını önemli ölçüde saptırır, gözenek alanındaki sıvı akışını teşvik eder ve düzgün olmayan sıvı hızı dağılımına yol açar. Basınç Dağılımı Dijital çekirdeğin iç basınç dağılımı deviatorik stres etkisi altında değişir. Gözenek alanındaki basınç gradyanı büyüktür ve sıvının akma olasılığı daha yüksektir; Matris alanındaki basınç gradyanı küçüktür ve sıvı - akış nispeten zordur. Bu düzgün olmayan basınç dağılımı, sıvı sızıntısı davranışını daha da etkiler. Geçirgenlik Evrimi Dijital çekirdeklerin geçirgenliği D1 ve D2 öncelikle kaya deformasyonu nedeniyle azalır ve daha sonra deviatorik stres arttıkça hasarın artması nedeniyle artar. Deviatorik stresin şeyl geçirgenliği üzerindeki etkisinin karmaşık olduğunu ve kaya deformasyonu ve hasar evrimi ile yakından ilişkili olduğunu göstermektedir.
IV. Sonuçlar COMSOL Hasar Modeli Araştırması yoluyla, deviatorik stres altında rezervuar şeylinin mikro hasar ve sızıntı özellikleri derinden anlaşılmaktadır. CT görüntü işleme ve üç boyutlu dijital rekonstrüksiyon teknikleri, şeyl mikro yapısını doğru bir şekilde simüle etmek için temel oluşturur. Su - kuvvet - hasar kuplaj kontrol denklemi, birden fazla fiziksel alanın etkileşimlerini kapsamlı bir şekilde düşünebilir. Araştırma, deviatorik stresin şeyl mikro - hasar ve sızıntı davranışı üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Gözenek alanındaki hasar ve deformasyon daha ciddidir, gözenek alanındaki sıvı hızı, matris alanından önemli ölçüde daha yüksektir, tabakanın - akış akışı üzerindeki bağlantılı çatlaklar gibi, geçirgenlik evrimi de azalır ve daha sonra artar, klavya petrol ve gaz kaynaklarının gelişimi için önemli bir referans temel sağlar. Gelecekteki araştırmalar, COMSOL modelinin uygulama kapsamını genişletebilir, sıcaklık ve kimyasal maddeler gibi daha fazla faktörün şeyl mikro - hasar ve sızıntı üzerindeki etkisini düşünebilir ve şeyl petrol ve gaz kaynaklarının verimli gelişimi için daha güçlü destek sağlamak için simülasyon sonuçlarını doğrulamak ve geliştirmek için deneysel araştırmaları birleştirebilir.