Младший научный сотрудник лаборатории геомеханики и флюидодинамики
AuthorID: 1113239
Orcid: 0000-0003-2583-9040
ResearcherID: AAK-5717-2021
ScopusID: 57203418139
SPIN: 7955-6678
В данной работе проводится подготовка и верификация численной модели, описывающей геометрию и пороупругопластическое поведение искусственного материала, моделирующего поведение горной породы, с целью проведения численных экспериментов для выбора контрольных лабораторных исследований. Авторы разрабатывают численную модель эксперимента по гидроразрыву пласта, которая согласуется с результатами лабораторных экспериментов по ГРП, проведенных ранее в ИДГ РАН. Численное моделирование выполняется для исследования амплитуды раскрытия и формы трещины ГРП в пороупругопластических искусственных материалах. Для этого в работе учитываются поровые и упругопластические свойства исследуемой среды. Авторы подготовили математическую модель (задали систему определяющих уравнений и критерии разрушения) и затем численные модели с использованием механического программного пакета. Трехмерная численная упругопластическая модель горной породы была построена на основании геометрии образца. В результате проведенного численного моделирования были получены распределения эквивалентных пластических деформаций, поля изменения порового давления и напряжений, и определены амплитуда раскрытия, форма и скорости трещин в процессе роста трещин ГРП для пороупругой и пороупругопластической моделей.
This paper presents the preparation and verification of a numerical model of the porous-elastic-plastic behavior of artificial material which is used for carrying out the laboratory modeling of hydraulic fracturing (HF). The developed numerical model is consistent with the results of laboratory experiments on hydraulic fracturing conducted earlier at Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics of the Russian Academy of Sciences. The numerical modeling is performed to determine the opening and shape of HF fractures in porous-elastic-plastic artificial materials. For this purpose, the filtration-capacitive and elastic-plastic properties of the studied medium are taken into account in the work. A mathematical model consisting of a system of defining equations and a failure criterion, initial and boundary conditions are described, and the results of numerical modeling using the finite element method are presented. A three-dimensional numerical porous-elastic-plastic model of the rock was constructed based on the geometry of the sample. As a result of numerical modeling, distributions of equivalent plastic deformations, fields of pore pressure and stress changes were obtained, and the opening, shape and propagation velocities of HF fractures during their growth were determined for porous-elastic and porous-elastic-plastic models.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.