Het nauwkeurig modelleren van de vloeistofstroming in schalie blijft een grote uitdaging vanwege de complexe aard van de geologische structuur van schalie en de inherente heterogeniteit ervan. Vooruitgang in computationele technieken, experimentele methoden en theoretisch inzicht hebben echter aanzienlijke vooruitgang mogelijk gemaakt bij het modelleren van vloeistofstroming in schalieformaties. Hier volgen enkele belangrijke overwegingen en benaderingen die worden gebruikt bij het modelleren van schalievloeistofstromen:

Modellering op poriënschaal:deze aanpak omvat het simuleren van de vloeistofstroom op poriënschaal, waarbij rekening wordt gehouden met de gedetailleerde geometrie en interacties van poriënruimten, mineralen en vloeistoffen in schalie. Modellering op poriënschaal biedt inzicht in de mechanismen van vloeistoftransport en -opslag, maar is rekenintensief en vereist beeldgegevens met hoge resolutie.

Modellering op continuümschaal:deze benadering behandelt schalie als een poreus medium en maakt gebruik van principes van continuümmechanica om de vloeistofstroom te beschrijven. Modellen op continuümschaal zijn doorgaans gebaseerd op de wet van Darcy, die de vloeistofsnelheid relateert aan drukgradiënten en permeabiliteit. Deze modellen zijn computationeel efficiënter en kunnen op grotere schaal worden toegepast, maar ze vereisen nauwkeurige schattingen van de effectieve permeabiliteit van schalie en andere hydraulische eigenschappen.

Modellering van breuknetwerken:Schalie bevat vaak een netwerk van natuurlijke breuken en geïnduceerde breuken die ontstaan ​​tijdens hydraulische breukoperaties. Breuknetwerkmodellen vertegenwoordigen deze breuken expliciet en simuleren de vloeistofstroom binnen het breuknetwerk. Deze modellen zijn essentieel voor het begrijpen van de vloeistofstroom in gebroken schaliereservoirs en het optimaliseren van productiestrategieën.

Geomechanische modellering:Schalie vertoont complex geomechanisch gedrag vanwege de lage permeabiliteit en gevoeligheid voor drukveranderingen. Geomechanische modellen koppelen vloeistofstroming aan mechanische vervorming om de effecten van spanning en spanning op vloeistofstromingseigenschappen te onderzoeken. Deze modellen zijn vooral belangrijk voor het begrijpen van het langetermijngedrag van schaliereservoirs en het potentieel voor geïnduceerde seismiciteit.

Meerfasige stromingsmodellering:Schaliereservoirs bevatten vaak meerdere vloeistoffasen, zoals olie, gas en water. Meerfasige stromingsmodellen houden rekening met de interacties tussen verschillende vloeistoffasen en hun relatieve permeabiliteiten. Deze modellen zijn van cruciaal belang voor het simuleren van vloeistofverplaatsings- en herstelprocessen in schaliereservoirs.

Opschaling en homogenisering:Vanwege de heterogene aard van schalie is het vaak nodig om de eigenschappen verkregen uit modellen op poriënschaal of continuümschaal op te schalen of te homogeniseren naar grotere schaal. Opschalingstechnieken omvatten het middelen of grover maken van de fijnschalige eigenschappen om het effectieve gedrag van grotere representatieve volumes weer te geven. Dit maakt een efficiënte simulatie van de vloeistofstroom over grotere reservoirdomeinen mogelijk.

Experimentele studies:Laboratoriumexperimenten spelen een cruciale rol bij het valideren en kalibreren van vloeistofstroommodellen. Deze experimenten omvatten kernoverstromingstests, permeabiliteitsmetingen en visualisatietechnieken om het vloeistofgedrag in schaliemonsters te bestuderen. Experimentele gegevens bieden essentiële informatie voor modelvalidatie en het begrijpen van de onderliggende fysieke processen.

Samenvattend vereist het nauwkeurig modelleren van vloeistofstroming in schalie een multidisciplinaire aanpak die inzicht op porieschaal, continuümmechanica, breukkarakterisering, geomechanica en meerfasige stromingsmodellering combineert. Hoewel er aanzienlijke vooruitgang is geboekt, zijn verder onderzoek en verdere vooruitgang nodig om de voorspellende mogelijkheden van vloeistofstromingsmodellen in complexe schalieformaties te verbeteren.