Skip to main content
main-content

Tipp

Weitere Artikel dieser Ausgabe durch Wischen aufrufen

02.01.2019 | Original Paper

A Cohesive Element-Based Numerical Manifold Method for Hydraulic Fracturing Modelling with Voronoi Grains

Zeitschrift:
Rock Mechanics and Rock Engineering
Autoren:
Zhijun Wu, Hao Sun, Louis Ngai Yuen Wong
Wichtige Hinweise

Publisher’s Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

In this study, the cohesive element-based numerical manifold method with Voronoi grains is extended by incorporating a coupled hydro-mechanical (HM) model to investigate hydraulic fracturing of rock at micro-scale. The proposed hydraulic solving framework, which explicitly calculates the flow rate and fluid pressure of a compressible viscous fluid based on the cubic law and a linear fluid compressibility model, is first validated against analytical solutions for uncoupled transient and steady flow examples. Then the coupled HM procedure is further verified by two coupled examples, which respectively considers the elastic response of a pressurized fracture and hydraulic fracture (HF) propagation under different perforation inclinations and in situ stresses. Finally, the developed method is adopted to investigate the hydraulic fracture propagation in Augig granite possessing multi-fractures at micro-scale, based on which the effect of friction coefficient of natural fractures (NFs) on hydraulic fracture propagation is examined. The results show that the friction coefficient of the NFs has significant effects on the induced hydraulic fracture pattern. With increasing friction coefficient of the NFs, it becomes more difficult for the NFs to fail, which results in simpler HF patterns. This phenomenon is associated with the change in the type of interaction between HFs and NFs, i.e., from HFs being arrested by NFs to HFs crossing the NFs with offsets and then to HFs directly crossing NFs.

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu diesem Inhalt zu erhalten

Sie möchten Zugang zu diesem Inhalt erhalten? Dann informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 69.000 Bücher
  • über 500 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Umwelt
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe

Testen Sie jetzt 30 Tage kostenlos.

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 50.000 Bücher
  • über 380 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Umwelt
  • Maschinenbau + Werkstoffe​​​​​​​​​​​​​​

Testen Sie jetzt 30 Tage kostenlos.

Literatur
Über diesen Artikel

BranchenIndex Online

Die B2B-Firmensuche für Industrie und Wirtschaft: Kostenfrei in Firmenprofilen nach Lieferanten, Herstellern, Dienstleistern und Händlern recherchieren.

Whitepaper

- ANZEIGE -

Systemische Notwendigkeit zur Weiterentwicklung von Hybridnetzen

Die Entwicklung des mitteleuropäischen Energiesystems und insbesondere die Weiterentwicklung der Energieinfrastruktur sind konfrontiert mit einer stetig steigenden Diversität an Herausforderungen, aber auch mit einer zunehmenden Komplexität in den Lösungsoptionen. Vor diesem Hintergrund steht die Weiterentwicklung von Hybridnetzen symbolisch für das ganze sich in einer Umbruchsphase befindliche Energiesystem: denn der Notwendigkeit einer Schaffung und Bildung der Hybridnetze aus systemischer und volkswirtschaftlicher Perspektive steht sozusagen eine Komplexitätsfalle gegenüber, mit der die Branche in der Vergangenheit in dieser Intensität nicht konfrontiert war. Jetzt gratis downloaden!

Bildnachweise