基于LM-DFN耦合模型研究龙马溪数字岩芯的等效弹性参数与各向异性特征

《基于LM-DFN耦合模型研究龙马溪数字岩芯的等效弹性参数与各向异性特征》是一篇关于页岩储层微观结构与力学性质研究的学术论文。该论文通过结合地质建模与数值模拟的方法，深入探讨了龙马溪组页岩数字岩芯的等效弹性参数及其各向异性特征。龙马溪组作为中国重要的页岩气储层之一，其复杂的岩石结构和非均质性对页岩气开发具有重要影响。因此，研究其微观结构与力学性质对于优化开发方案、提高采收率具有重要意义。

论文首先介绍了研究背景与意义。页岩气作为一种非常规天然气资源，近年来在能源领域受到广泛关注。然而，由于页岩储层的微观结构复杂，包括孔隙、裂缝、矿物成分以及有机质分布等因素，使得其宏观力学性质难以直接通过常规实验手段准确测定。因此，利用数字岩芯技术结合数值模拟方法成为研究页岩储层力学性质的重要手段。本文正是基于这一背景下展开的研究。

接下来，论文详细描述了研究方法与技术路线。作者采用LM-DFN（Lattice Boltzmann - Discrete Fracture Network）耦合模型，将流体动力学与裂缝网络模型相结合，构建出龙马溪组页岩的数字岩芯模型。该模型能够有效模拟页岩内部的孔隙结构、裂缝分布及矿物组成，并在此基础上进行弹性参数的计算。同时，通过多方向的应力加载模拟，分析了岩芯在不同方向上的弹性响应，从而揭示其各向异性特征。

在结果分析部分，论文展示了数字岩芯模型的构建过程以及弹性参数的计算结果。通过对多个样本的模拟，作者得到了龙马溪页岩的等效弹性模量、泊松比等关键参数，并发现这些参数在不同方向上存在显著差异，表现出明显的各向异性特征。这种各向异性主要由页岩内部的层理构造、矿物排列以及裂缝分布所引起。此外，论文还对比了不同矿物含量对弹性参数的影响，进一步揭示了矿物成分在控制页岩力学性质中的作用。

在讨论部分，作者分析了研究结果的实际应用价值。通过对等效弹性参数和各向异性特征的量化分析，为页岩气开发提供了理论依据。例如，在水力压裂过程中，了解页岩的各向异性可以优化压裂设计，提高压裂效率；同时，弹性参数的精确计算有助于评估储层的稳定性，降低工程风险。此外，该研究也为后续的页岩储层模拟和开发策略制定提供了数据支持。

论文最后总结了研究的主要结论，并指出了未来研究的方向。作者指出，LM-DFN耦合模型在模拟页岩微观结构和力学性质方面具有较高的精度和适用性，能够为页岩气储层评价提供新的思路。同时，作者建议未来可以进一步结合高分辨率成像技术与机器学习算法，提升数字岩芯模型的准确性与智能化水平。

总体而言，《基于LM-DFN耦合模型研究龙马溪数字岩芯的等效弹性参数与各向异性特征》是一篇具有较高学术价值和实际应用意义的研究论文。它不仅深化了对页岩储层微观结构与力学性质的理解，也为页岩气的高效开发提供了科学依据和技术支持。