client = Together()
stream = client.chat.completions.create(
model="llama3.2",
messages=[{"role": "user", "content": "Itasca 3DEC fluid modeling"}],
stream=True,
)
from langchain_community.tools import DuckDuckGoSearchResults
search_engine = DuckDuckGoSearchResults(output_format="list")
print(search_engine.invoke("Itasca 3DEC fluid modeling"))
2. 概述
众所周知,岩石中的流体压力会降低有效应力,从而增加破坏的可能性---无论是节理处的滑移还是固体材料的塑性流动,3DEC为模拟流体流动和流体压力对岩石的影响提供了一套全面的功能,既可以模拟流体在节理和基质岩块中的流动,也可以模拟多孔介质(porous media)中的流体流动,如地下水流和气体迁移,3DEC 广泛应用于采矿、隧道和地下储存等复杂的岩石力学问题。总的来说,可以计算如下四大类问题:
(1) 孔隙压力 (Pore Pressure)
(2) 基质流体流动 (Matrix Fluid Flow)
(3) 节理流体流动 (Joint Fluid Flow)
(4) 支撑剂流动 (Proppant)
3DEC模拟流体流动主要有两种方法:
(1) 仅对流体进行分析:在这种方法中,只对流体流动进行模拟,忽略岩体的力学行为。这种方法适用于岩体坚硬、变形可忽略不计的情况。
(2) 流体-力学相互作用分析:在这种方法中,同时模拟流体流动和岩体的力学行为。当流体流动对岩体的应力和变形有重大影响时,就需要采用这种方法。
3. 孔隙压力(Pore Pressure)
当进行静态孔隙压力计算时,不需要开启如下的流体流动命令:
model configure fluid on
model configure matrixflow
在这种模式下,不必设置孔隙率和渗透率等流体属性,也不必设置流体边界条件,单元内的孔隙压力用来计算有效应力以确定单元是否破坏,孔隙压力以相同的命令分配给节理接触,节理的有效法向应力用来确定接触是否破坏。网格点上的孔隙压力不发生变化,但在使用塑性本构模型时,可能会诱发由有效应力状态控制的破坏。孔隙压力可以在网格点分配,从而影响对确定破坏条件至关重要的有效应力计算,有效应力公式遵循 Terzaghi 原理。
4. 基质流体流动(Matrix Fluid Flow)
model configure matrixflow 命令是3DEC模拟流体流动和水力压裂过程时重要的输入命令,通过该命令,可以在模型中模拟基质流体流动,从而更准确地预测沉陷、沉降和其他水-力相互作用。
基质流体流动(Matrix fluid flow)是指流体通过多孔岩石基质本身的运动,而不仅仅是沿着节理或裂缝的运动。这一过程对于理解各种地质现象 (如地下水流、石油迁移和水力压裂引起的孔隙压力变化)至关重要。在 3DEC 模拟中,可使用model configure matrixflow 命令激活基质流体流动。发出该命令后,模型中将同时启用节理流体流(流体沿现有节理或裂缝的运动) 和基质流体流。
6. 支撑剂流动 (Proppant Flow)
3DEC可以模拟充满液体的节理中支撑剂 (用于维持裂缝张开的小颗粒)的行为 [(flowknot.fix.proppant)],考虑重力诱导沉降和流体运动引起的浓度变化等影响。3DEC提供了对支撑剂的流动和力学效应进行模拟的能力。假设支撑剂由小颗粒组成,在流体中运输,在注入操作结束后与流体一起输送,支撑张开的裂缝。假设支撑剂和流体是具有一定浓度的混合物,来计算支撑剂的流量。支护剂的浓度由于平流(advection)作用而发生变化。如果浓度足够高,那么支撑剂将开始承载负荷,并有效地撑开主裂缝。3DEC中考虑的其他支撑剂效应包括重力引起的沉淀、桥接和对流。支撑剂逻辑 (Detournay et al., 2016)考虑了流体力学耦合,并表示了几种效应,例如:
(1) 包层形成 (当浓度达到一定值时,支撑剂会形成一个包层,只留下压裂液体通过);
(2) 桥接 (当裂缝宽度相对于颗粒尺寸足够小时,支撑剂停止移动);
(3) 支撑剂对流 (Proppant Convection, 当密度梯度在装有支撑剂的流体中引起流动时);
(4) 沉淀 (当浆料和支撑剂之间有速度滑移时,由重力引起);
(5) 粘度随着支撑剂浓度的变化而变化.