I. Въведение търсенето на енергия се увеличи значително и нетрадиционните ресурси за нефт и газ, като шистов нефт и шистов газ, се превърнаха в важни алтернативи. Сложните геоложки условия и стресовата среда на нетрадиционни резервоари дълбоко влияят на поведението и характеристиките на шисти. Девиаторният стрес е основната причина за деформация и увреждане на скалата, но влиянието му върху характеристиките на просмукване на шисти не е изучено напълно. Comsol, като мощен софтуер за симулация на много физики, предоставя мощен инструмент за изучаване на шистов микро - щети и просмукване. Комбинирането на обработка на CT изображения и три - размерени техники за цифрова реконструкция може точно да симулира микроструктурата на шисти и разпределение на порите и след това да проучи еволюцията на щетите и поведението на течността при девиаторно напрежение.
II. Методи за изследване CT обработка на изображения и тримесечна цифрова реконструкция Разширена технология за сканиране на CT се използва за изображения на шисти на резервоара за получаване на високо - прецизно две -размерени изображения и след това те се трансформират в три -размерени цифрови модели чрез специфични алгоритми за обработка на изображения. При реконструкция се разглеждат напълно структурата на постелката и характеристиките на разпределение на порите, за да се гарантира точността на модела. Вода - Сила - Уравнение на контрола на свързването на увреждането Водата - Уравнение на контролното уравнение на увреждането е изградено за цифровото ядро, съставено от пори и матрица. Това уравнение свързва течността - поток, скални механика и еволюция на уврежданията и може точно да опише микроетапните и просмукащите характеристики при девиаторично напрежение. Симулационните настройки на COMSOL в софтуера COMSOL са зададени физически полета като напрежение и течности - поток и гранични условия, а уравнението на контролното увреждане на водата - увреждане се решава чрез числова симулация за получаване на разпределение на напрежението, разпределение на повреда, разпределение на скоростта на течността и развитие на цифровите ядра при различни девиаторични напрежения.
Iii. Резултати и анализ Микро - Еволюция на увреждането Резултатите от симулацията показват, че когато девиаторният стрес се увеличи от 0 до 50 MPa, степента на деформация и увреждане на цифровото ядро се увеличава. Увреждането и деформацията в областта на порите са много по -големи от тези в областта на матрицата, която е в съответствие с характеристиките на микроструктурата на шисти. Девиаторният стрес причинява разширяването на вътрешните пукнатини в скалата и увеличаването на свързаността на порите, засилвайки еволюцията на микро - увреждане. Разпределение на скоростта на течността Разликите в разпределението на скоростта на течността между областта на матрицата и областта на порите са значителни. В цифрово ядро D1 скоростта на течността в областта на порите е 10 - 13 пъти, когато в областта на матрицата; В цифровото ядро D2 скоростта на течността в областта на порите е 100 - 250 пъти, когато в областта на матрицата. Листът - като свързани пукнатини значително отклоняват линиите на потока на течността, насърчават потока на течността в областта на порите и водят до разпределението на скоростта на течността на течността. Разпределение на налягането Вътрешното разпределение на налягането на цифровите ядро се променя под действието на девиаторно напрежение. Градиентът на налягането в областта на порите е голям, а течността е по -вероятно да тече; Градиентът на налягането в областта на матрицата е малък, а течността - потокът е сравнително труден. Това нееднородно разпределение на налягането допълнително влияе върху поведението на течността. Еволюция на пропускливостта пропускливостта на цифровите ядра D1 и D2 първо намаляване поради деформацията на скалата и след това се увеличава поради увеличаването на увреждането с увеличаване на девиаторния стрес. Той показва, че влиянието на девиаторния стрес върху пропускливостта на шисти е сложно и е тясно свързано с деформацията на скалата и еволюцията на увреждането.
IV. Изводи чрез изследването на модела на увреждане на COMSOL, характеристиките на увреждането и просмукването на резервоара при девиаторични стрес са дълбоко разбрани. CT обработка на изображения и три - размерени техники за цифрова реконструкция поставят основата за точно симулиране на микроструктурата на шисти. Уравнението на контрола на водата - сила - увреждане може цялостно да разгледа взаимодействията на множество физически полета. Изследванията показват, че девиаторният стрес оказва голямо влияние върху шистов микро - увреждане и поведение на просмукване. Увреждането и деформацията в областта на порите са по -сериозни, скоростта на течността в областта на порите е значително по -висока от тази в областта на матрицата, промотиращ ефект на листа - като свързани пукнатини върху течността - не може да се игнорира, а развитието на проницаемостта първо намалява и след това се увеличава, осигурявайки важна референтна основа за развитието на ресурсите на шистов и газ. Бъдещите изследвания могат да разширят обхвата на приложението на модела COMSOL, да разгледат влиянието на повече фактори като температура и химически вещества върху микроапа и просмукване на шисти и да комбинират експериментални изследвания, за да проверят и подобрят резултатите от симулацията, за да осигурят по -силна подкрепа за ефективното развитие на шистов нефт и газопровод.