Modélisation à l'échelle des pores :cette approche consiste à simuler l'écoulement des fluides à l'échelle des pores, en tenant compte de la géométrie détaillée et des interactions des espaces poreux, des minéraux et des fluides au sein du schiste. La modélisation à l’échelle des pores fournit des informations sur les mécanismes de transport et de stockage des fluides, mais elle nécessite de nombreux calculs et nécessite des données d’imagerie haute résolution.
Modélisation à l'échelle du continu :cette approche traite le schiste comme un milieu poreux et utilise les principes de la mécanique du continu pour décrire l'écoulement des fluides. Les modèles à l'échelle du continuum sont généralement basés sur la loi de Darcy, qui relie la vitesse du fluide aux gradients de pression et à la perméabilité. Ces modèles sont plus efficaces sur le plan informatique et peuvent être appliqués à des échelles plus grandes, mais ils nécessitent des estimations précises de la perméabilité effective des schistes et d'autres propriétés hydrauliques.
Modélisation du réseau de fractures :les schistes contiennent souvent un réseau de fractures naturelles et de fractures induites créées lors des opérations de fracturation hydraulique. Les modèles de réseau de fractures représentent explicitement ces fractures et simulent l'écoulement des fluides au sein du réseau de fractures. Ces modèles sont essentiels pour comprendre l’écoulement des fluides dans les réservoirs de schiste fracturés et optimiser les stratégies de production.
Modélisation géomécanique :les schistes présentent un comportement géomécanique complexe en raison de leur faible perméabilité et de leur sensibilité aux changements de pression. Les modèles géomécaniques associent l'écoulement des fluides à la déformation mécanique pour étudier les effets des contraintes et des déformations sur les propriétés de l'écoulement des fluides. Ces modèles sont particulièrement importants pour comprendre le comportement à long terme des réservoirs de schiste et le potentiel de sismicité induite.
Modélisation d'écoulement multiphasique :les réservoirs de schiste contiennent souvent plusieurs phases fluides, telles que le pétrole, le gaz et l'eau. Les modèles d'écoulement multiphasique tiennent compte des interactions entre les différentes phases fluides et de leurs perméabilités relatives. Ces modèles sont essentiels pour simuler les processus de déplacement et de récupération des fluides dans les réservoirs de schiste.
Mise à l'échelle et homogénéisation :En raison de la nature hétérogène des schistes, il est souvent nécessaire de mettre à l'échelle ou d'homogénéiser les propriétés obtenues à partir de modèles à l'échelle des pores ou du continuum à des échelles plus grandes. Les techniques de mise à l'échelle consistent à faire la moyenne ou à grossir les propriétés à petite échelle pour représenter le comportement effectif de volumes représentatifs plus importants. Cela permet une simulation efficace de l’écoulement des fluides sur des domaines de réservoir plus vastes.
Études expérimentales :les expériences en laboratoire jouent un rôle essentiel dans la validation et l'étalonnage des modèles d'écoulement de fluide. Ces expériences comprennent des tests d'inondation de carottes, des mesures de perméabilité et des techniques de visualisation pour étudier le comportement des fluides dans des échantillons de schiste. Les données expérimentales fournissent des informations essentielles pour la validation des modèles et la compréhension des processus physiques sous-jacents.
En résumé, la modélisation précise de l'écoulement des fluides dans les schistes nécessite une approche multidisciplinaire combinant compréhension à l'échelle des pores, mécanique du continuum, caractérisation des fractures, géomécanique et modélisation des écoulements multiphasiques. Bien que des progrès significatifs aient été réalisés, des recherches et des avancées supplémentaires sont nécessaires pour améliorer les capacités prédictives des modèles d'écoulement des fluides dans les formations de schiste complexes.
