多孔弹性裂缝介质中页岩气运移的多尺度模型简化

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裂缝性页岩介质中的固有耦合流和地质力学过程影响着页岩气的生产。该系统包括一个高度复杂的地质结构,该地质结构由空间分布于超致密基质中的非均质各向异性裂缝系统组成。另外,由于基质中的粘性流动、扩散和解吸作用引起的非线性以及裂缝中高速气体流动使气体运移变得更加复杂。在本次研究中,我们开发了一种耦合裂缝性页岩介质中气体流动及地质力学的多尺度模型简化方法。采用离散型裂缝模型对细网格上复杂的裂缝网络进行处理。使用固定的应力分割方案求解耦合流和地质力学方程,而该固定的应力分割方案是通过连续加勒金法和内部不连续加勒金法分别求解应力方程和位移方程。通过使用广义多尺度有限元方法开发了粗网格近似耦合方法。广义多尺度有限元方法以一种系统的方式构建多尺度基函数,以分析裂缝系统及其与页岩基质的相互作用。数值结果和误差分析说明,该方法运用少量的多尺度基函数(如细尺度问题自由度的一小部分)准确地分析了耦合过程。

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