ポアスケールモデリング：このアプローチでは、頁岩内の細孔空間、鉱物、および流体の詳細なジオメトリと相互作用を考慮して、孔スケールでの流体の流れをシミュレートすることが含まれます。ポアスケールモデリングは、流体輸送と貯蔵のメカニズムに関する洞察を提供しますが、計算的に集中的であり、高解像度のイメージングデータが必要です。
連続スケールモデリング：このアプローチは、シェールを多孔質媒体として扱い、連続体力学の原理を利用して流体の流れを記述します。連続スケールモデルは通常、流体速度を圧力勾配と透過性に関連付けるダーシーの法則に基づいています。これらのモデルは計算的に効率的であり、より大きなスケールに適用できますが、シェールの有効透過性やその他の油圧特性の正確な推定値が必要です。
骨折ネットワークモデリング：シェールには、多くの場合、油圧破砕操作中に生成された自然骨折と誘導骨折のネットワークが含まれています。骨折ネットワークモデルは、これらの骨折を明示的に表し、破壊ネットワーク内の流体の流れをシミュレートします。これらのモデルは、骨折した頁岩貯水池の流体の流れを理解し、生産戦略を最適化するために不可欠です。
地質メカニカルモデリング：頁岩は、透過性が低く、圧力の変化に対する感受性のために複雑な地球機械的挙動を示します。地球メカニカルモデルは、流体の流れと機械的変形を結合して、流体の流れ特性に対するストレスとひずみの影響を調査します。これらのモデルは、頁岩貯水池の長期的な行動と誘発された地震活動の可能性を理解するために特に重要です。
多相流動モデリング：シェール貯水池には、多くの場合、石油、ガス、水などの複数の液相が含まれています。多相フローモデルは、異なる流体相とその相対透過性との相互作用を説明しています。これらのモデルは、シェール貯水池の流体変位と回復プロセスをシミュレートするために重要です。
アップスケーリングと均質化：頁岩の不均一な性質のため、細孔スケールまたは連続スケールモデルからより大きなスケールに得られた特性を高級または均質化する必要があることがよくあります。アップスケーリング技術には、より大きな代表的なボリュームの効果的な動作を表すために、微細な特性を平均化または粗くすることが含まれます。これにより、より大きな貯水池ドメイン上の流体の流れを効率的にシミュレーションできます。
実験研究：実験室の実験は、流体の流れモデルの検証と校正において重要な役割を果たします。これらの実験には、コアフラッディングテスト、透過性測定、および頁岩サンプルの体液挙動を研究する視覚化技術が含まれます。実験データは、モデルの検証と基礎となる物理プロセスの理解に不可欠な情報を提供します。
要約すると、頁岩の流体の流れを正確にモデル化するには、細孔規模の理解、連続体力学、骨折の特性評価、地球力学、および多相流モデリングを組み合わせた学際的なアプローチが必要です。大幅な進歩がなされていますが、複雑な頁岩層における流体流モデルの予測能力を改善するために、さらなる研究と進歩が必要です。
