Coupled Mechanical and Permeability Model for Grain Crushing and Pore Collapse
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT The coupled hydromechanical behavior of porous rocks at high compressive stresses is studied. At such stresses, grain crushing, or pore collapse are the primary failure modes. The need to study and model such behaviors is necessary as exploitation of reservoirs reaches depths where stress regimes for such failures are becoming relevant. Experimental data from triaxial compression and Ko tests at different stress ratios are analyzed to model the effects of grain crushing or pore collapse on the stress-strain behavior but also on the changes in the permeability. A stress-dependent permeability model is developed to account for the large drops in permeability associated with these compaction failures. The permeability model modifies the Kozeny-Carman model for permeability as a function porosity to include a stress dependent term linked to grain crushing or pore collapse. Comparison with the experimental results show the validity of the model in capturing permeability changes during compaction failure. INTRODUCTION Reservoir rocks are sometimes loaded at high compressive mean stress at deep reservoirs and high depletions. Moreover, proppant or other completions that support the face of boreholes or perforations may result in both high deviatoric and high mean stresses. Such loadings can lead to grain crushing and/or pore collapse of reservoir rocks. Sandstones often experience grain crushing at high mean stresses. A combination of deviatoric and hydrostatic loading facilitates this phenomenon (Papamichos et al. 1993). High porosity chalks on the other hand experience pore collapse where the open skeleton structure of the material breaks, and destructures giving a sharp decline in porosity (e.g., Papamichos et al. 1997). Both phenomena cause fundamental changes in the structure of the rock, the pore space and thus significantly affect the rock permeability. This work proposes a permeability model that is linked to the mechanical failure of the rock due to pore collapse and grain crushing and attempts to simulate the sharp permeability decline observed during grain crushing and pore collapse and which cannot be captured with only porosity dependent permeability models løike the Kozeny-Carman. Experiments are presented for two sandstones and a chalk where these phenomena had been investigated to a certain extent. Based on the experimental results a model was advanced that appears to provide reasonable simulations of the experimental results.
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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) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
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 ».