Stochastic Homogenization of the Elastic Properties of Highly Anisotropic Shales
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT In this paper, we present a stochastic mean-field homogenization model for upscaling the elastic properties of shale from grain-scale to core-scale. The model encompasses several levels, from the solid clay particles to a porous organic-clay matrix to the hard silt-sized inclusions to, finally, a microcracked composite. The uncertainty in the homogenized properties is considered by representing the key model parameters as random variables and quantifying the response through Monte Carlo simulation. We pay particular attention to the anisotropy of the shale elastic response, which we assume is transversely isotropic. The approach is illustrated using a case study of the Fort Simpson shale, which forms the upper fracture barrier in the Horn River Basin of NW Canada and has been shown to be highly anisotropic. The results of a comprehensive nanoindentation testing campaign, oriented both parallel and perpendicular to the bedding plane, are used to obtain the grain-scale, micromechanical statistics. Model predictions are compared with microseismic wave velocities measured in the field and good agreement is found. INTRODUCTION The growing momentum in the energy transition is leading to a surge in interest in subsurface energy and decarbonization systems, such as geological storage of CO2 and hydrogen, and the construction of nuclear waste repositories. Shales, or mudstones, represent important components of these technologies as their low matrix permeability makes them ideal for preventing fluid leakage over the long-term. Obtaining geomechanical properties is one of the key technical challenges because it is often problematic to conduct standard rock mechanics tests on shales due to sample recovery and preparation difficulties. The elastic anisotropy of shale is particularly difficult to characterize as it cannot be measured using wireline logs (Worden et al., 2020). Understanding and predicting elastic anisotropy is important in subsurface engineering (Favero et al., 2018), and for the interpretation of seismic reflection data (Sayers, 2005).
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».