Investigation of Failure Mode and Permeability Evolution of Inclined Heterolithic Strata Using Coupled Discrete Element Method-Computational Fluid Dynamics Model
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT: The presence of inclined heterolithic stratification (IHS) poses significant challenges in operational efficiency for in-situ recovery of oil sands as low-permeability IHS will hinder the vertical propagation of steam chamber. The potential shear failure and slip along IHS may lead to severe instability issues for pit slopes. Coupled Discrete Element Method (DEM)-Computational Fluid Dynamics (CFD) model is constructed to match the flow and geomechanical response of reconstituted IHS specimen and extended to investigate the mechanical behavior, permeability evolution, and failure mode of IHS specimens considering the variation of mud content (0-100%). A novel permeability equation based on porosity variation and crack numbers is established to quantify the permeability change due to macroscopic deformation and failure from a microscopic perspective. This study establishes a quantitative relationship between the geological characteristics and coupled flow-geomechanical behavior of IHS, which is crucial for operational optimization and safe management of in-situ recovery and open-pit mining of oil sands. The developed model is also a useful instrument enabling quantification of mechanical constitutive behavior and permeability evolutions for rock and soil with interbedded weak beddings. 1. INTRODUCTION The subsurface heterogeneities formed during geological deposition and diagenesis is outstanding challenges in accurate and reliable geotechnical assessment and have attracted increasing attention in subsurface energy geotechnics (Fang & Harrison, 2002; Iferobia & Ahmad, 2020). Weak beddings are the most common types of lithological heterogeneity, which could be traces of fractures or sedimentary structures during the sedimentary processes. As a special form of weak beddings, the existence of IHS in the McMurray Formation of Alberta oil sands leads to pronounced declines in operational efficiency for in-situ recovery of oil sands since it hinders the vertical development of steam chamber (Martinius et al., 2017). A comprehensive investigation of the failure modes and permeability evolution of IHS under stress changes becomes imperative for enhancing recovery efficiency while ensuring the caprock integrity in the in-situ recovery of oil sands. This study aims to investigate the mechanical behavior, permeability evolution, and failure mode of IHS under stress and strain changes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».