Modeling interactions of natural and two-phase fluid-filled fracture propagation in porous media
Modeling interactions of natural and two-phase fluid-filled fracture propagation in porous media
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模拟多孔介质中自然裂缝和两相流体填充裂缝扩展的相互作用
DOI：
10.1007/s10596-020-09975-0
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发表时间：
2021
影响因子：
2.5
通讯作者：
Wheeler, Mary F.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lee, Sanghyun;Wheeler, Mary F.
本文基于Biot的孔隙弹性模型，通过研究水力裂缝和天然裂缝的相互作用，提出了一种新的计算框架，用于模拟多孔介质中的多相流、地质力学和裂缝传播。由于现实的多孔介质中含有大量的天然裂缝，因此不仅要模拟水力裂缝，而且要研究天然裂缝和水力裂缝之间的相互作用。在这里，使用扩散自适应有限元相场方法对天然裂缝和水力裂缝进行了最先进的数值模拟。采用局部质量守恒的Galerkin有限元方法(EG)，模拟了相对渗透率和毛管压力对裂缝扩展过程中两相流动的影响。用连续Galerkin有限元方法逼近的岩土力学通过迭代耦合格式耦合到多相流中。数值算例表明，通过改变物理程度，该框架对于不同的传播场景是有效的。此外，还说明了在具有随机连接的扩散性天然裂缝的复杂裂缝网络上执行高保真模拟的能力。
In this paper, a novel computational framework is introduced for simulation of multiphase flow, geomechanics, and fracture propagation in porous media based on Biot’s model for poroelasticity by focusing on interactions between hydraulic and natural fractures. Since realistic porous media contain many natural fractures, it is important not only to stimulate hydraulic fractures but also to study the interaction between natural and hydraulic fractures. Here, state-of-the-art numerical modeling of natural and hydraulic fractures using a diffusive adaptive finite element phase field approach is employed. The locally mass conservative enriched Galerkin finite element methods (EG) are utilized to model two-phase flow in propagating fractures with relative permeability and capillary pressure. Geomechanics approximated by a continuous Galerkin finite element method is coupled to multiphase flow by applying an iteratively coupled scheme. Numerical examples are presented that demonstrate the effectiveness of this framework for different propagation scenarios by varying the degrees of physics. In addition, the capabilities to perform high-fidelity simulations on complex fracture networks, with randomly joined diffusive natural fractures, are illustrated.
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影响因子：
1.6
作者：
Mikelic, Andro;Wheeler, Mary F.;Wick, Thomas
通讯作者：
Wick, Thomas
DOI：
10.1016/j.cma.2015.09.021
发表时间：
2016-06-01
影响因子：
7.2
作者：
Miehe, Christian;Mauthe, Steffen
通讯作者：
Mauthe, Steffen
非常规产量预测需要通过裂缝模型标定和优化数值方案整合现场水力增产数据
DOI：
--
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
作者：
M. Delorme;D. Bossie;I. Ben;O. Khebzegga;N. Khebzegga;O. Ricois
通讯作者：
O. Ricois
DOI：
--
发表时间：
1995
期刊：
影响因子：
--
作者：
S. V. Plahn;K. Nolte;S. Miska
通讯作者：
S. Miska
影响因子：
2.5
作者：
T. Arbogast;M. Juntunen;J. Pool;M. Wheeler
通讯作者：
T. Arbogast;M. Juntunen;J. Pool;M. Wheeler