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Jose Eduardo De Lima Garcia - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Um modelo quase-analitico para simulação tridimensional de propagação de fratura hidraulica
2017Co-Authors: Jose Eduardo De Lima GarciaAbstract:Resumo: Vários simuladores tridimensionais de geometria de fraturas criadas hidraulicamente estão descritos na literatura. Entretanto, em sua grande maioria, requerem esforços computacionais que não são compatíveis com sua utilização comercial ou em tempo real. Para atenuar este problema, hipóteses simplificadoras são introduzidas, resultando os chamados modelos pseudo-tridimensionais de geometria de fratura. Vários desses modelos pseudo-tridimensionais foram analisados, com o objetivo de se entender suas hipóteses simplificadoras, suas aplicações e limitações de uso, e constam desta dissertação.Esta dissertação descreve também o desenvolvimento de um modelo quase-analítico para simulação tridimensional de propagação de fraturas induzidas hidraulicamente, assumindo que a fratura é plana e elíptica. Expressões analíticas desenvolvidas por Shah e Kobayashi são usadas para a determinação das tensões, das deformações e dos fatores de intensidade de tensões. Estas expressões baseiam-se na hipótese que a pressão líquida interna à fratura pode ser representada por um polinômio de terceiro grau, como segue: p(x,z) = 'P IND. 00'+ 'P IND. I0 POT. X' + 'P IND. 01 POT. Z' + 'P IND. 20 POT. X POT. 2' + 'P IND. 11 POT. XZ' + 'P IND. 02 POT. Z POT. 2' + 'P IND. 30 POT. X POT. 3' + 'P IND. 21 POT X POT. 2 Z' + ' IND. 12 POT. XZ POT. 2' + 'P IND. 03 POT. Z POT. 3'. Estas hipóteses simplificadoras também foram utilizadas por Palmer, Luiskutty, Boutéca e Rueda, embora com diferente número de termos do polinômio. O modelo aqui proposto é baseado no de Rueda, e permite a simulação de fraturas com contrastes simétricos de tensões horizontais confinantes, entre a zona de interesse e as zonas adjacentes. A qualidade dos resultados fica bastante prejudicada, quando se trabalha com contrastes assimétricos de tensões, necessitando o modelo novos desenvolvimentos para melhor tratar estas assimetrias. No modelo proposto, um esquema diferente foi utilizado para a implementação do fluxo de fluido para a formação, perdido por filtração, inclusive no que se refere a perda inicial de filtrado (spurt loss). Apresentou-se também um esquema diferente para o cálculo da viscosidade aparente média, quando se está trabalhando com fluidos não- Newtonianos. Dois critérios de propagação de fratura foram testados e comparados. Ambos utilizam aproximações para computar a propagação relativa entre pontos da borda da fratura, baseado nos fatores de intensidade de tensões. Buscou-se também aplicar um critério baseado na maximização da energia total liberadaAbstract: Several models for the development of a fully three-dimensional hydraulic fracturing simulator have been described in the literature. However, most of them result in systems that require computational efforts not compatible with the direct application in the field. In order to attenuate this problem, simplified assumptions are introduced, resulting in pseudo three-dimensional models that allow simulations in real time. This dissertation describes the development of a model for numerical simulation of hydraulic ftacture propagation, assuming that the ftacture is planar and elliptical. Analytical expressions developed by Shah and Kobayashi are used for the determination of stresses, strains and stress intensity factors. These expressions assume that the Net Pressure in the ftacture can be represented by a polynomialof third degree, as follows:p(x,z) = 'P IND. 00'+ 'P IND. I0 POT. X' + 'P IND. 01 POT. Z' + 'P IND. 20 POT. X POT. 2' + 'P IND. 11 POT. XZ' + 'P IND. 02 POT. Z POT. 2' + 'P IND. 30 POT. X POT. 3' + 'P IND. 21 POT X POT. 2 Z' + ' IND. 12 POT. XZ POT. 2' + 'P IND. 03 POT. Z POT. 3'. The same basic assumption was also used by Palmer, Luiskutty, Boutéca and Rueda, although with diferent numbers of terms in the polynomial. The current model is based on Rueda' s work, and allows the simulation of layers with confining stress contrasts that are not necessarily syrnmetric with respect to the horizontal axis of the ellipsis. The results' quality is poor when we do not have syrnmetrical confining stress cont (asts. Differents chemes are tested for the implementation Carter's approach for the leakotI, and for the computation of average apparent viscosity when non-Newtonian fluids are considered. Two differents propagation criteria are tested and compared. Both of them use simplified approaches to compute the relative extensions among the points on the fracture front, based on the stress intensity factors. An attempt to apply an energy based criterion was performed. However, the implementation was discontinued due to dificulties in developing a reliable algorith
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Um modelo quase-analitico para simulação tridimensional de propagação de fratura hidraulica
Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências, 1996Co-Authors: Jose Eduardo De Lima GarciaAbstract:Vários simuladores tridimensionais de geometria de fraturas criadas hidraulicamente estão descritos na literatura. Entretanto, em sua grande maioria, requerem esforços computacionais que não são compatíveis com sua utilização comercial ou em tempo real. Para atenuar este problema, hipóteses simplificadoras são introduzidas, resultando os chamados modelos pseudo-tridimensionais de geometria de fratura. Vários desses modelos pseudo-tridimensionais foram analisados, com o objetivo de se entender suas hipóteses simplificadoras, suas aplicações e limitações de uso, e constam desta dissertação. Esta dissertação descreve também o desenvolvimento de um modelo quase-analítico para simulação tridimensional de propagação de fraturas induzidas hidraulicamente, assumindo que a fratura é plana e elíptica. Expressões analíticas desenvolvidas por Shah e Kobayashi são usadas para a determinação das tensões, das deformações e dos fatores de intensidade de tensões. Estas expressões baseiam-se na hipótese que a pressão líquida interna à fratura pode ser representada por um polinômio de terceiro grau, como segue: p(x,z) = 'P IND. 00'+ 'P IND. I0 POT. X' + 'P IND. 01 POT. Z' + 'P IND. 20 POT. X POT. 2' + 'P IND. 11 POT. XZ' + 'P IND. 02 POT. Z POT. 2' + 'P IND. 30 POT. X POT. 3' + 'P IND. 21 POT X POT. 2 Z' + ' IND. 12 POT. XZ POT. 2' + 'P IND. 03 POT. Z POT. 3'. Estas hipóteses simplificadoras também foram utilizadas por Palmer, Luiskutty, Boutéca e Rueda, embora com diferente número de termos do polinômio. O modelo aqui proposto é baseado no de Rueda, e permite a simulação de fraturas com contrastes simétricos de tensões horizontais confinantes, entre a zona de interesse e as zonas adjacentes. A qualidade dos resultados fica bastante prejudicada, quando se trabalha com contrastes assimétricos de tensões, necessitando o modelo novos desenvolvimentos para melhor tratar estas assimetrias. No modelo proposto, um esquema diferente foi utilizado para a implementação do fluxo de fluido para a formação, perdido por filtração, inclusive no que se refere a perda inicial de filtrado (spurt loss). Apresentou-se também um esquema diferente para o cálculo da viscosidade aparente média, quando se está trabalhando com fluidos não- Newtonianos. Dois critérios de propagação de fratura foram testados e comparados. Ambos utilizam aproximações para computar a propagação relativa entre pontos da borda da fratura, baseado nos fatores de intensidade de tensões. Buscou-se também aplicar um critério baseado na maximização da energia total liberadaSeveral models for the development of a fully three-dimensional hydraulic fracturing simulator have been described in the literature. However, most of them result in systems that require computational efforts not compatible with the direct application in the field. In order to attenuate this problem, simplified assumptions are introduced, resulting in pseudo three-dimensional models that allow simulations in real time. This dissertation describes the development of a model for numerical simulation of hydraulic ftacture propagation, assuming that the ftacture is planar and elliptical. Analytical expressions developed by Shah and Kobayashi are used for the determination of stresses, strains and stress intensity factors. These expressions assume that the Net Pressure in the ftacture can be represented by a polynomialof third degree, as follows:p(x,z) = 'P IND. 00'+ 'P IND. I0 POT. X' + 'P IND. 01 POT. Z' + 'P IND. 20 POT. X POT. 2' + 'P IND. 11 POT. XZ' + 'P IND. 02 POT. Z POT. 2' + 'P IND. 30 POT. X POT. 3' + 'P IND. 21 POT X POT. 2 Z' + ' IND. 12 POT. XZ POT. 2' + 'P IND. 03 POT. Z POT. 3'. The same basic assumption was also used by Palmer, Luiskutty, Boutéca and Rueda, although with diferent numbers of terms in the polynomial. The current model is based on Rueda' s work, and allows the simulation of layers with confining stress contrasts that are not necessarily syrnmetric with respect to the horizontal axis of the ellipsis. The results' quality is poor when we do not have syrnmetrical confining stress cont (asts. Differents chemes are tested for the implementation Carter's approach for the leakotI, and for the computation of average apparent viscosity when non-Newtonian fluids are considered. Two differents propagation criteria are tested and compared. Both of them use simplified approaches to compute the relative extensions among the points on the fracture front, based on the stress intensity factors. An attempt to apply an energy based criterion was performed. However, the implementation was discontinued due to dificulties in developing a reliable algorith
Heidi Nepf - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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logjams with a lower gap backwater rise and flow distribution beneath and through logjam predicted by two box momentum balance
Geophysical Research Letters, 2021Co-Authors: Elizabeth Follett, Isabella Schalko, Heidi NepfAbstract:Logjams with a gap at the bed form naturally in small channels and are used in engineering practice to maintain river connectivity at base flow. Limited understanding of a jam's effect on backwater rise and flow velocity limits assessment of geomorphic and ecological impacts of natural logjams, design of river restoration interventions, and representation in flood models. The distribution of flow through and beneath the jam satisfies a two-box, momentum-based model constrained by drag generated in the jam, momentum loss in flow through the lower gap, and Net Pressure force. The model was validated with 68 flume experiments. Backwater rise is predicted from discharge beneath the jam following established models for solid sluice gates. As a result, backwater rise increases with jam resistance, which forces a greater discharge beneath the jam. Below-jam velocity and Shields parameter increased with ratio of friction coefficient to slope and decreasing gap height.
Isabella Schalko - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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logjams with a lower gap backwater rise and flow distribution beneath and through logjam predicted by two box momentum balance
Geophysical Research Letters, 2021Co-Authors: Elizabeth Follett, Isabella Schalko, Heidi NepfAbstract:Logjams with a gap at the bed form naturally in small channels and are used in engineering practice to maintain river connectivity at base flow. Limited understanding of a jam's effect on backwater rise and flow velocity limits assessment of geomorphic and ecological impacts of natural logjams, design of river restoration interventions, and representation in flood models. The distribution of flow through and beneath the jam satisfies a two-box, momentum-based model constrained by drag generated in the jam, momentum loss in flow through the lower gap, and Net Pressure force. The model was validated with 68 flume experiments. Backwater rise is predicted from discharge beneath the jam following established models for solid sluice gates. As a result, backwater rise increases with jam resistance, which forces a greater discharge beneath the jam. Below-jam velocity and Shields parameter increased with ratio of friction coefficient to slope and decreasing gap height.
Garcia, Jose Eduardo De Lima - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Um modelo quase-analitico para simulação tridimensional de propagação de fratura hidraulica
[s.n.], 2018Co-Authors: Garcia, Jose Eduardo De LimaAbstract:Orientador: Jose Luiz Antunes de Oliveira e SousaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: Vários simuladores tridimensionais de geometria de fraturas criadas hidraulicamente estão descritos na literatura. Entretanto, em sua grande maioria, requerem esforços computacionais que não são compatíveis com sua utilização comercial ou em tempo real. Para atenuar este problema, hipóteses simplificadoras são introduzidas, resultando os chamados modelos pseudo-tridimensionais de geometria de fratura. Vários desses modelos pseudo-tridimensionais foram analisados, com o objetivo de se entender suas hipóteses simplificadoras, suas aplicações e limitações de uso, e constam desta dissertação. Esta dissertação descreve também o desenvolvimento de um modelo quase-analítico para simulação tridimensional de propagação de fraturas induzidas hidraulicamente, assumindo que a fratura é plana e elíptica. Expressões analíticas desenvolvidas por Shah e Kobayashi são usadas para a determinação das tensões, das deformações e dos fatores de intensidade de tensões. Estas expressões baseiam-se na hipótese que a pressão líquida interna à fratura pode ser representada por um polinômio de terceiro grau, como segue: p(x,z) = 'P IND. 00'+ 'P IND. I0 POT. X¿ + 'P IND. 01 POT. Z¿ + 'P IND. 20 POT. X POT. 2¿ + 'P IND. 11 POT. XZ¿ + 'P IND. 02 Pot.Z POT. 2¿ + P IND. 30 POT. X POT. 3¿ + 'P IND. 21 POT X POT. 2 Z¿ + P IND. 12 POT. XZ POT. 2¿ + P IND. 03 POT. Z POT. 3¿. Estas hipóteses simplificadoras também foram utilizadas por Palmer, Luiskutty, Boutéca e Rueda, embora com diferente número de termos do polinômio. O modelo aqui proposto é baseado no de Rueda, e permite a simulação de fraturas com contrastes simétricos de tensões horizontais confinantes, entre a zona de interesse e as zonas adjacentes. A qualidade dos resultados fica bastante prejudicada, quando se trabalha com contrastes assimétricos de tensões, necessitando o modelo novos desenvolvimentos para melhor tratar estas assimetrias. No modelo proposto, um esquema diferente foi utilizado para a implementação do fluxo de fluido para a formação, perdido por filtração, inclusive no que se refere a perda inicial de filtrado (spurt loss). Apresentou-se também um esquema diferente para o cálculo da viscosidade aparente média, quando se está trabalhando com fluidos não- Newtonianos. Dois critérios de propagação de fratura foram testados e comparados. Ambos utilizam aproximações para computar a propagação relativa entre pontos da borda da fratura, baseado nos fatores de intensidade de tensões. Buscou-se também aplicar um critério baseado na maximização da energia total liberadaAbstract: Several models for the development of a fully three-dimensional hydraulic fracturing simulator have been described in the literature. However, most of them result in systems that require computational efforts not compatible with the direct application in the field. In order to attenuate this problem, simplified assumptions are introduced, resulting in pseudo three-dimensional models that allow simulations in real time. This dissertation describes the development of a model for numerical simulation of hydraulic ftacture propagation, assuming that the ftacture is planar and elliptical. Analytical expressions developed by Shah and Kobayashi are used for the determination of stresses, strains and stress intensity factors. These expressions assume that the Net Pressure in the ftacture can be represented by a polynomialof third degree, as follows: p(x,z) = P00+ 'P IND. I0 POT. X¿ + 'P IND. 01 POT. Z¿ + 'P IND. 20 POT. X POT. 2¿ + 'P IND. 11 POT. XZ¿ + 'P IND. 02 Pot.Z POT. 2¿ + P IND. 30 POT. X POT. 3¿ + 'P IND. 21 POT X POT. 2 Z¿ + P IND. 12 POT. XZ POT. 2¿ + P IND. 03 POT. Z POT. 3¿. The same basic assumption was also used by Palmer, Luiskutty, Boutéca and Rueda, although with diferent numbers of terms in the polynomial. The current model is based on Rueda' s work, and allows the simulation of layers with confining stress contrasts that are not necessarily syrnmetric with respect to the horizontal axis of the ellipsis. The results' quality is poor when we do not have syrnmetrical confining stress cont (asts. Differents chemes are tested for the implementation Carter's approach for the leakotI, and for the computation of average apparent viscosity when non-Newtonian fluids are considered. Two differents propagation criteria are tested and compared. Both of them use simplified approaches to compute the relative extensions among the points on the fracture front, based on the stress intensity factors. An attempt to apply an energy based criterion was performed. However, the implementation was discontinued due to dificulties in developing a reliable algorithmMestradoMestre em Engenharia de Petróle
Elizabeth Follett - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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logjams with a lower gap backwater rise and flow distribution beneath and through logjam predicted by two box momentum balance
Geophysical Research Letters, 2021Co-Authors: Elizabeth Follett, Isabella Schalko, Heidi NepfAbstract:Logjams with a gap at the bed form naturally in small channels and are used in engineering practice to maintain river connectivity at base flow. Limited understanding of a jam's effect on backwater rise and flow velocity limits assessment of geomorphic and ecological impacts of natural logjams, design of river restoration interventions, and representation in flood models. The distribution of flow through and beneath the jam satisfies a two-box, momentum-based model constrained by drag generated in the jam, momentum loss in flow through the lower gap, and Net Pressure force. The model was validated with 68 flume experiments. Backwater rise is predicted from discharge beneath the jam following established models for solid sluice gates. As a result, backwater rise increases with jam resistance, which forces a greater discharge beneath the jam. Below-jam velocity and Shields parameter increased with ratio of friction coefficient to slope and decreasing gap height.
