ISSN:
1437-3262
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Geosciences
Description / Table of Contents:
Abstract Elastic compaction is characterized by the interaction of the deforming rock matrix and fluid flow for a given environment. The basic theory was developed by Biot. However, Biot's theory has to be extended in order to account for the effective pressure dependent, tensorial nature of permeability. Fluid flow in a deformable rock matrix is controlled by a nonlinear, time dependent permeability. Permeability is defined as a function of the rock matrix pressure as well as the excess fluid pressure. A two-dimensional Finite Element approximation of this process has been developed. Based on numerical experiments the consequences of structural and physical heterogeneities of permeability are investigated and discussed. The numerical calculations emphasize the temporal and spatial significance of permeability variations due to the interaction of rock matrix deformation and fluid flow. The influence of these permeability changes on transient fluid flow cannot be understood without the tool of numerical simulation.
Abstract:
Résumé Le phénomène de compaction élastique est caractérisé par l'interaction entre la matrice de la roche et le flux de fluide, dans des conditions mécaniques déterminées. La théorie en a été développée par Biot. Un développement de cette théorie s'avère nécessaire si on veut tenir compte de la nature tensorielle de la perméabilité. Le flux de fluide dans une matière rocheuse déformable a été représenté en termes de perméabilité non linéaire fonction du temps dans un programme d'éléments finis bidimensionnel. La perméabilité est une fonction de la pression de la roche et de la surpression du fluide. Les effets de variations structurelles et physiques de la perméabilité sont étudiées et discutées à partir d'expériences modélisées. Les calculs numériques montrent la signification spatiale et temporelle des variations de perméabilité. Les processus non linéaires ainsi mis en évidence n'auraient guère pu l'être sans l'emploi de simulations quantitatives.
Notes:
Zusammenfassung Das Phänomen der elastischen Kompaktion ist durch die Wechselwirkung zwischen deformierender Gesteinsmatrix und Flüssigkeitsbewegung bei entsprechenden mechanischen Bedingungen charakterisiert. Die grundlegende Theorie hierzu wurde von Biot entwickelt. Um dem druckabhängigen, tensoriellen Charakter der Permeabilität für eine geeignete Beschreibung der Wechselwirkung gerecht zu werden, ist eine Erweiterung der Biot'schen Theorie notwendig. In einem zweidimensionalen Finite Elemente Programm wird der Fließvorgang durch eine nichtlineare, zeitabhängige Permeabilität bestimmt, die eine Funktion von Gesteinsdruck und Fluidüberdruck ist. Anhand von Modellexperimenten wird der Einfluß struktureller und physikalischer Permeabilitätsvariationen untersucht und diskutiert. Die numerischen Rechnungen machen deutlich, daß Permeabilitätsänderungen durch die Wechselwirkung von Gesteinsmatrix und Fluid sowohl von räumlicher als auch von zeitlicher Signifikanz sind. Ihr Einfluß auf die entsprechenden Fließvorgänge ist allgemein kaum ohne das Hilfsmittel numerischer Simulation richtig erfaßbar.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01988359
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