I. Úvod Poptávka po energii se významně zvýšila a nekonvenční ropné a plynové zdroje, jako je břidlicový olej a břidlicový plyn, se staly důležitými alternativami. Složité geologické podmínky a stresové prostředí nekonvenčních nádrží hluboce ovlivňují chování a vlastnosti břidlice. Deviatorický stres je hlavní příčinou deformace a poškození horniny, ale jeho vliv na charakteristiky prosakujícího břidlice nebyl plně studován. Comsol, jako výkonný software pro multi -fyziku, poskytuje výkonný nástroj pro studium mikropodniků břidlic a prosakování. Kombinace zpracování obrazu CT a tři - dimenzionální digitální rekonstrukční techniky mohou přesně simulovat mikrostrukturu břidlic a distribuci pórů a poté studovat vývoj poškození a chování tekutin - průtokové chování při deviatorickém stresu.
Ii. Výzkumné metody CT zpracování obrazu a tři - rozměrové digitální rekonstrukce Advanced CT skenovací technologie se používá k zobrazení břidlice pro nádrž k získání vysokých - přesných dvou - rozměrových obrázků a poté jsou transformovány na tři rozměrové digitální jádrové modely prostřednictvím specifických algoritmů zpracování obrazu. Při rekonstrukci jsou struktura ložního prádla a charakteristika distribuce pórů břidlice plně zvažována, aby byla zajištěna přesnost modelu. Voda - Síla - Poškození kontrolní rovnice spojování Voda - síla - Rovnice pro řízení vazby poškození je konstruována pro digitální jádro složené z pórů a matrice. Tato rovnice spojuje procesy tekutiny - toku, mechaniky hornin a poškození a může přesně popisovat mikro poškození a prosakující charakteristiky břidlic při deviatorickém stresu. Nastavení simulace comsolu v softwaru COMSOL, fyzikální pole, jako jsou napětí a tekutina - tok - tok a okrajové podmínky jsou nastaveny a voda - síla - poškození vazby je řešeno numerickou simulací, aby se získala rozložení napětí, rozdělení poškození, distribuce rychlosti tekutin a propustnost distribuce digitálních koláčů při odlišném deviatorickém napětí.
Iii. Výsledky a analýza mikro - vývoj poškození Výsledky simulace ukazují, že když se deviatorický napětí zvýší z 0 na 50 MPa, deformace a stupně poškození zvýšení digitálního jádra. Poškození a deformace v oblasti pórů jsou mnohem větší než poškození v oblasti matrice, která je v souladu s charakteristikami mikrostruktury břidlic. Deviatorické napětí způsobuje expanzi vnitřních trhlin ve skále a zvýšení konektivity pórů, což zintenzivňuje vývoj mikro -poškození. Distribuce rychlosti tekutiny Rozdíly rozložení rychlosti tekutiny mezi oblastí matrice a oblastí pórů jsou významné. V digitálním jádru D1 je rychlost tekutiny v oblasti pórů 10 - 13 časy v oblasti matice; V digitálním jádru D2 je rychlost tekutiny v oblasti pórů 100 - 250 časy v oblasti matice. List - jako připojené trhliny významně odkloní linie průtoku tekutin, podporují tekutinu - tok v oblasti pórů a vedou k distribuci nejednotné rychlosti tekutiny. Distribuce tlaku Vnitřní tlak rozdělení digitálního jádra se mění při působení deviatorického napětí. Tlakový gradient v oblasti pórů je velký a tekutina s větší pravděpodobností proudí; Tlakový gradient v oblasti matrice je malý a tekutina - tok je relativně obtížný. Toto nejednotné rozdělení tlaku dále ovlivňuje chování prosakujících tekutin. Evoluce propustnosti Propustnost digitálních jader D1 a D2 se nejprve sníží v důsledku deformace hornin a poté se zvyšuje v důsledku zvýšení poškození se zvyšováním deviatorického stresu. Ukazuje, že vliv deviatorického stresu na permeabilitu břidlic je složitý a úzce souvisí s deformací hornin a vývojem poškození.
IV. Závěry prostřednictvím výzkumu modelu poškození COMSOL, mikro -poškození a prosakovací charakteristiky břidlice nádrže při deviatorickém stresu jsou hluboce pochopeny. Zpracování obrazu CT a tři - rozměrové digitální rekonstrukční techniky položí základ pro přesné simulaci mikrostruktury břidlic. Rovnice pro kontrolu vazebné síly - síly - poškození může komplexně zvážit interakce více fyzikálních polí. Výzkum ukazuje, že deviatorický stres má velký vliv na břidlicové mikropoškození a chování prosakujícího. Poškození a deformace v oblasti pórů jsou vážnější, rychlost tekutin v oblasti pórů je výrazně vyšší než v oblasti matrice v oblasti matrice, podporující účinek listu - jako je připojené trhliny na tekutinu - tok - tok nelze ignorovat a vývoj propustnosti se nejprve sníží a poté se zvyšuje, což poskytuje důležitý referenční základ pro vývoj zdrojů Shale oleje a plynu. Budoucí výzkum může rozšířit rozsah aplikace modelu COMSOL, zvážit vliv více faktorů, jako jsou teplotní a chemické látky na mikropodniku břidlic a prosakování, a kombinovat experimentální výzkum, aby se ověřil a zlepšil výsledky simulace, aby poskytoval silnější podporu pro efektivní vývoj břidlicových olejů a plynových zdrojů.