Numerical Modelling of Hydraulic Fracturing in Cohesionless Sand: Validation Against Laboratory Experiments
Notice bibliographique
Résumé
Summary In this paper, a new hydraulic-fracturing model is introduced for cohesionless sand, which is also applicable to weak sandstone formations with high permeability and low shear strength. Phenomena such as shear-band development and shear-enhanced permeability are of paramount importance during hydraulic fracturing of cohesionless sand or weak sandstones, which make the fracturing response quite different from what it is conventionally believed to be in competent rocks. The smeared approach in simulating hydraulic fracturing has been implemented in the proposed model within the continuum mechanics framework. Both matrix and fracture flow have been considered in this model. Tensile- and shear-fracture development and their fluid flow were simulated. The cubic law and Touhidi-Baghini’s shear-permeability model (Touhidi-Baghini 1998) were used to capture the permeability evolution and to model flow in tensile and shear fractures, respectively. Shear fracturing of geomaterials involves intense localization of deformation and strain softening, which is a discontinuous phenomenon, resulting in mesh dependency of the results in the continuum model. The fracture-energy-regularization method was used in this model to reduce the mesh-size dependency of the energy dissipated during fracture propagation. The smeared-fracture approach has been validated against laboratory hydraulic-fracturing experiments with reasonable agreement. Consistent with the experiments, the results of the numerical model indicate that tensile fractures are formed in a very small area around the injection point despite the application of high injection pressure compared with the minimum boundary stress. It is found that shear fracturing and shear-permeability evolution are the most important mechanisms that influence and control the fracturing response. The dominant fracturing mechanism is found to be governed by the high permeability and low shear strength of the material.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».