Modellazione su scala dei pori:questo approccio prevede la simulazione del flusso dei fluidi su scala dei pori, considerando la geometria dettagliata e le interazioni degli spazi dei pori, dei minerali e dei fluidi all'interno dello scisto. La modellazione su scala dei pori fornisce informazioni dettagliate sui meccanismi di trasporto e stoccaggio dei fluidi, ma richiede un uso intensivo del calcolo e dati di imaging ad alta risoluzione.
Modellazione su scala continua:questo approccio tratta lo scisto come un mezzo poroso e utilizza i principi della meccanica del continuo per descrivere il flusso del fluido. I modelli su scala continua sono tipicamente basati sulla legge di Darcy, che mette in relazione la velocità del fluido con i gradienti di pressione e la permeabilità. Questi modelli sono computazionalmente più efficienti e possono essere applicati su scala più ampia, ma richiedono stime accurate della permeabilità effettiva dello scisto e di altre proprietà idrauliche.
Modellazione della rete di fratture:lo scisto contiene spesso una rete di fratture naturali e fratture indotte create durante le operazioni di fratturazione idraulica. I modelli della rete di fratture rappresentano esplicitamente queste fratture e simulano il flusso del fluido all'interno della rete di fratture. Questi modelli sono essenziali per comprendere il flusso dei fluidi nei giacimenti di scisto fratturati e per ottimizzare le strategie di produzione.
Modellazione geomeccanica:lo scisto mostra un comportamento geomeccanico complesso a causa della sua bassa permeabilità e sensibilità ai cambiamenti di pressione. I modelli geomeccanici abbinano il flusso del fluido alla deformazione meccanica per studiare gli effetti dello stress e della deformazione sulle proprietà del flusso del fluido. Questi modelli sono particolarmente importanti per comprendere il comportamento a lungo termine dei giacimenti di scisto e il potenziale di sismicità indotta.
Modellazione del flusso multifase:i giacimenti di scisto spesso contengono più fasi fluide, come petrolio, gas e acqua. I modelli di flusso multifase tengono conto delle interazioni tra le diverse fasi del fluido e le relative permeabilità. Questi modelli sono fondamentali per simulare i processi di spostamento e recupero dei fluidi nei giacimenti di scisto.
Upscaling e omogeneizzazione:a causa della natura eterogenea dello scisto, è spesso necessario migliorare o omogeneizzare le proprietà ottenute dai modelli su scala dei pori o su scala continua su scale più grandi. Le tecniche di upscaling implicano la media o l'ingrossamento delle proprietà su scala fine per rappresentare il comportamento effettivo di volumi rappresentativi più grandi. Ciò consente una simulazione efficiente del flusso del fluido su domini di giacimenti più grandi.
Studi sperimentali:gli esperimenti di laboratorio svolgono un ruolo fondamentale nella convalida e nella calibrazione dei modelli di flusso dei fluidi. Questi esperimenti includono test di allagamento del nucleo, misurazioni della permeabilità e tecniche di visualizzazione per studiare il comportamento dei fluidi nei campioni di scisto. I dati sperimentali forniscono informazioni essenziali per la validazione del modello e la comprensione dei processi fisici sottostanti.
In sintesi, modellare accuratamente il flusso dei fluidi nello scisto richiede un approccio multidisciplinare che combini la comprensione della scala dei pori, la meccanica del continuo, la caratterizzazione delle fratture, la geomeccanica e la modellazione del flusso multifase. Sebbene siano stati compiuti progressi significativi, sono necessari ulteriori ricerche e progressi per migliorare le capacità predittive dei modelli di flusso dei fluidi nelle complesse formazioni di scisto.
