I. Sissejuhatus Energiavajadus on märkimisväärselt suurenenud ning oluliseks alternatiiviks on muutunud ebatraditsioonilised nafta- ja gaasiressursid, näiteks põlevkiviõli ja põlevkivigaas. Tavamatute reservuaaride keerulised geoloogilised tingimused ja stressikeskkond mõjutavad sügavalt põlevkivi käitumist ja omadusi. Kivimite deformatsiooni ja kahjustuste peamine põhjus on hälbe stress, kuid selle mõju põlevkivi imbumisomadustele pole täielikult uuritud. COMSOL kui võimas mitme füüsika simulatsiooni tarkvara, pakub võimsat tööriista põlevkivi mikrokahjustuste ja imbumise uurimiseks. CT -pilditöötluse ja kolme - digitaalse digitaalse rekonstrueerimise tehnika kombineerimine võivad täpselt simuleerida kilda mikrostruktuuri ja pooride jaotust ning uurida seejärel kahjustuste arengut ja vedelikut - voolukäitumist hälbe stressi korral.
Ii. Uurimismeetodid CT pilditöötlus ja kolmemõõtmeline digitaalne rekonstrueerimine Täiustatud CT -skaneerimise tehnoloogiat kasutatakse veehoidla pildistamiseks, et saada kõrge täpsus kahemõõtmeline pilt ja seejärel muudetakse need konkreetsete pilditöötluse algoritmide kaudu kolmeks mõõtmeliseks digitaalseks tuummudeliks. Rekonstrueerimisel võetakse mudeli täpsuse tagamiseks täielikult arvesse põlevkivi voodipesu ja pooride jaotuse omadusi. Vesi - jõud - kahjustuste sidumise juhtimise võrrand Vee - jõud - kahjustuste ühendamise juhtimise võrrand on konstrueeritud pooridest ja maatriksist koosneva digitaalse südamiku jaoks. See võrrand ühendab vedeliku voolu, kivimehaanika ja kahjustuste evolutsiooniprotsesse ning kirjeldab täpselt põlevkivi mikrokahjustusi ja imbumisomadusi hälbe stressi korral. COMSOL -i simulatsiooni sätted COMSOL -tarkvaras, füüsikalised väljad nagu pinge ja vedelik - voolu- ja piirtingimused on seatud ning vee -jõu - kahjustuste sidumise kontrolli võrrand on lahendatud numbrilise simulatsiooni abil, et saada stressi jaotus, kahjustuste jaotus, vedeliku kiiruse jaotus ja digitaalsüdade läbilaskvus erinevatel süvenemispingetel.
Iii. Tulemused ja analüüs mikrokahjustuste evolutsioon Simulatsiooni tulemused näitavad, et kui hälbe stress suureneb 0 -lt 50 MPa -ni, suureneb digitaalse südamiku deformatsioon ja kahjustuste astmed. Kahjud ja deformatsioon pooride piirkonnas on palju suuremad kui maatriksi piirkonnas, mis on kooskõlas põlevkivi mikrostruktuuri karakteristikutega. Helv stress põhjustab kivimi sisemiste pragude laienemist ja pooride ühenduvuse suurenemist, intensiivistades mikrokahjustuste evolutsiooni. Vedeliku kiiruse jaotus Vedeliku kiiruse jaotuse erinevused maatriksi pindala ja pooride piirkonna vahel on märkimisväärsed. Digitaalse südamiku D1 korral on vedeliku kiirus pooride piirkonnas 10 - 13 korda maatriksi piirkonnas; Digitaalse südamiku D2 -s on pooride piirkonnas vedeliku kiirus 100 - 250 korda maatriksi piirkonnas. Leht - nagu ühendatud pragud, suunavad vedeliku voolujooned märkimisväärselt, soodustavad vedeliku voolu pooride piirkonnas ja viige mittevestliku vedeliku kiiruse jaotuseni. Rõhujaotus Digitaalse südamiku sisemise rõhu jaotus muutub hälbe stressi toimel. Rõhugradient pooride piirkonnas on suur ja vedelik voolab tõenäolisemalt; Rõhugradient maatriksi piirkonnas on väike ja vedeliku vool on suhteliselt keeruline. See mitte ühtlane rõhujaotus mõjutab veelgi vedeliku imbumise käitumist. Läbilaskvuse areng Digitaalsüdamike D1 ja D2 läbilaskvus väheneb kõigepealt kivimite deformatsiooni tõttu ja suureneb kahjustuse suurenemise tõttu, kui hälbe stress suureneb. See näitab, et hälbe stressi mõju põlevkivi läbilaskvusele on keeruline ja on tihedalt seotud kivimite deformatsiooni ja kahjustuste evolutsiooniga.
IV. Järeldused COMSOLi kahjustuste mudeli uurimise kaudu, on sügavalt mõistetav, et veehoidlate põlevkivi kahjustused ja imbumise omadused on sügavalt mõistetavad. CT pilditöötlus ja kolmemõõtmelised digitaalsed rekonstrueerimise tehnikad panevad aluse kilda mikrostruktuuri täpseks simuleerimiseks. Vee - jõud - kahjustuste sidumise juhtimise võrrand võib põhjalikult kaaluda mitme füüsilise välja koostoimeid. Uuringud näitavad, et hälbe stress mõjutab suurt mõju põlevkivi mikrokahjustuste ja imbumise käitumisele. Kahjud ja deformatsioon pooride piirkonnas on tõsisemad, vedeliku kiirus pooride piirkonnas on oluliselt kõrgem kui maatriksi piirkonnas, lehte soodustav toime - nagu ühendatud pragusid vedelikule - voolu ei saa eirata ning läbilaskvuse areng kõigepealt väheneb, pakkudes siis olulist viidet varieeruvast baasist šaaeda nafta ja gaasi ressursside arenguks. Edasised uuringud võivad laiendada COMSOL -mudeli rakenduslikku ulatust, kaaluda selliste tegurite, näiteks temperatuuri ja keemiliste ainete mõju põlevkivi mikrokahjustustele ja imbumisele ning ühendada eksperimentaalsed uuringud, et kontrollida ja parandada simulatsiooni tulemusi, et pakkuda tugevamat tuge põlevkivi ja gaasi ressursside tõhusaks arendamiseks.