压裂安全吗?科学家转向模拟调查

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经过大卫·坎

2012年12月31日

液压压裂(通常称为“压裂”)是一种从某些类型的地质形成中增加石油和气体产量的方法。它已经使用了数十年,但是最近,随着实践的增加,压裂已成为一个有争议的话题。我将避免在这场辩论中采取方面的影响,但是发生冲突的事实意味着需要对过程及其影响有更深入的了解。

压裂安全吗?断裂传播示意图
示意图显示正交裂缝的传播。从纸上调查紧密气体储层中的液压裂缝重新定位效应“。图片由B. Hagemann提供1J. Wegner1L. Ganzer1
1德国克劳斯塔尔 - Zellerfeld的克劳斯塔尔技术大学。

将压裂置于科学镜头下

破裂很容易描述;这只是地球上的裂缝。然而,涉及的力学很复杂,尤其是当您考虑流体流过地球内的流体时。此外,观察到地球表面下方发生的数百或数千米并不容易。这些事实使液压破裂成为积极研究的热门话题,并且由于潜在现象相对未知,因此是多物理模拟的理想选择。

在Comsol会议上提出的有关破裂的大量研究乐动滚球app下载

这种分裂是多物理建模的理想选择,这是由今年早些时候在Comsol会议上提出的与主题相关的论文和海报的数量来证明的。乐动滚球app下载考虑以下:

使用μ-CT数据对核心样品中断裂流的3D建模,S。Hoyer1U. Exner2M. Voorn1A. Rath3
1奥地利维也纳大学地球动力学与沉积学系
2奥地利维也纳自然历史博物馆
3OMV ESG-D生产地质,奥地利维也纳

在这里,作者使用CT扫描裂缝样品的岩石样品进行了测量渗透率的模拟,而无需破坏样品 - 使用物理实验的一项艰巨任务。

对注射测试进行的3D模拟进行了不饱和的多孔和破裂的石灰石,A。Thoraval1Y. Guglielmi2F. Cappa3
1Ineris,南希,法国
2少年,阿克斯 - 普罗旺斯地区,法国
3Geoazur,法国Valbonne,法国

本文背后的研究人员开发了一个先进的COMSOL模型,包括应力 - 应变定律定律,两相流和水力机械耦合,然后将其应用于法国的实际斜率位置。

库仑应力模型,以模拟由于注射液和钻孔而导致的诱导地震性,G。Perillo1G. de Natale2C. TROISE2A. Troiano2M.G.di Giuseppe2A. Tramelli2
1那不勒斯大学意大利那不勒斯大学
2Ingv,Osservatorio Vesuviano,那不勒斯,意大利

本文提出了一个应力模型,以说明深钻孔中液体注入的病例,并特别适用于法国东北部的地热部位。

非线性瞬态岩石损伤的有限元解决方案,并在石油和天然气储层的地质力学中应用,S。Enayatpour1T. Patzek1
1德克萨斯大学奥斯汀,美国德克萨斯州奥斯汀

为岩石损伤的第一原理PDE模型编写了一个新颖的剧本,直到断裂为止。

断裂 - 矩阵流量分配和交叉流:实验室断裂核心洪水的数值建模,R。Sanaee1G.F.Oluyemi1M. Hossain1B.M.Oyeneyin1
1罗伯特·戈登大学,英国阿伯丁

本文是更好地理解包括裂缝和基质流程的地下流的努力的一部分。在某些应力条件(断裂闭合和覆盖层)下,研究了流动,并提出了进一步的物理实验。

调查紧密气体储层中的液压裂缝重新定位效应,B。Hagemann1J. Wegner1L. Ganzer1
1德国克劳斯塔尔 - Zellerfeld科技大学

不仅是破裂,而且重新划分!这是对紧密的气体形成的重要考虑因素,关键的问题是:您何时应该进行重新折断以达到最佳生产率?

地下注射中应力扩散和断层重新激活的毛弹性模型,R。Nopper1J. Clark2C. Miller1
1杜邦公司,美国德国威尔明顿,美国
2美国德克萨斯州博蒙特的杜邦公司

Flow Plus Poro弹性变形模型在Comsol开发的指向岩石故障的有前途的标准。

关于压裂的总结

无论您在何处站在这个问题上,很高兴看到Comsol正在使那些处于断裂建模的最前沿的人来模拟,理解和推进技术。我认为我们可以同意的知识是理解压裂的风险和回报的关键。


评论(1)

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李查尔斯
李查尔斯
2017年6月15日

亲爱的大卫,

这是一个有趣的话题。但是看来,在网上和帮助文件中,comsol在地球动体动力学领域的应用缺乏说明。关于地质力学主题的博客是否可能引入一些有关如何使用触点节点模拟其运动的地质故障的一些技巧?

谢谢!

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