|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ПсковГУ |
||
Численное моделирование изменения внутреннего строения керна при квазипластическом деформировании горных породтезисы доклада
- Авторы: Антонов А.М., Дубиня Н.В., Вершинин А.В.
- Сборник: Тезисы докладов международной конференции "Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии", 9-12 сентября 2024 г., г. Томск
- Тезисы
- Год издания: 2024
- Место издания: Институт физики прочности и материаловедения СО РАН Томск Томск
- Первая страница: 175
- Последняя страница: 176
- Аннотация: В настоящее время создание геомеханических моделей стало важной и неотъемлемой частью планов разработки месторождений нефти и газа. Для проведения геомеханического моделирования необходимо задать параметры среды, такие как упругие свойства, предел прочности и угол внутреннего трения. Зная механические свойства породы, можно рассчитать распределения напряжений и деформаций и совместно интерпретировать их с геологическими и геофизическими данными. Механические процессы, происходящие в горных породах, могут влиять на их внутреннюю структуру. Особенно хорошо это заметно при деформации в закритическом состоянии, когда происходит накопление необратимых (пластических) деформаций и разрушение породы. Изменения во внутренней структуре породы приводят к изменению ее механических свойств, статических и динамических упругих модулей, прочностных свойств. Накопление необратимых деформаций может укрепить среду и вызвать развитие дефектов, а возникновение и распространение микротрещин могут привести к разрушению. В настоящей работе проводится численное моделирование изменения внутреннего строения керна при квазипластическом деформировании. В качестве модели поведения горных пород взят закон неассоциированного пластического течения с условием текучести Друккера–Прагера, при этом величина угла внутреннего трения материала динамически корректировались согласно теории упрочнения, представленной. Граничные условия на радиальное давление были взяты в соответствии с экспериментальными данными по многоэтапному нагружению, однако вместо осевое давления была задана осевая деформация, что точнее отразило суть эксперимента в модели. В качестве основного численного метода был использован метод спектральных элементов с элементами, эффективность которого была отмечена при решении схожих задач. Для проверки численной сходимости решения были задействованы спектральные элементы высших порядков. Распределение материала и внутреннее строение керна было реконструировано по результатам многоуровневого ультразвукового сканирования образца. По этим данным была построена радиально-симметричная конечноэлементная модель. Основная часть вычислительной работы проведена посредством CAE Fidesys. Были дополнительно проведены вычисления на GPU, что позволило уточнить вычисления в нелинейной пластической модели с использованием спектральных элементов высших порядков с более мелкой сеткой модели. По итогам численного моделирования была получена картина концентраторов в моделируемой зоне трещинообразования, и пластическая деформация образцов керна, схожая с данными эксперимента. Была уточнена математическая модель квазипластического деформирования керна и разработаны программные инструменты, позволяющие эффективно оценивать пластические свойства горной породы.
- Добавил в систему: Вершинин Анатолий Викторович