ИСТИНА

В докладе описываются подходы и некоторые результаты оценки эффективных механических характеристик горных пород, представленных в виде полноразмерных кернов со сложным минералогическим составом. Данные о внутренней структуре кернов (в виде бинарных файлов) получены с помощью компьютерной томографии. Механические свойства горных пород описываются законом Гука. Возможны два подхода к численному моделированию полноразмерного керна. В первом конечноэлементный расчёт проводится на воксельной модели, полученной по результатам томографии – каждый воксель является элементом структурированной расчетной сетки. Поскольку объём типичной воксельной модели полноразмерного керна – порядка сотен миллионов или даже миллиардов вокселей, расчёт в этом случае необходимо проводить на суперкомпьютере, распараллеливая вычисления с помощью технологии MPI. Во втором подходе на основе воксельной модели керна строится неструктурированная тетраэдральная конечноэлементная сетка, при этом регулируется размер/количество элементов. Далее проводятся расчёты эффективных механических свойств на постепенно «измельчающихся» сетках до достижения сеточной сходимости результатов. Если сеточная сходимость не достигается, делается вывод о необходимости применения первого подхода в данном случае. Для оценки эффективных характеристик в обоих подходах конечноэлементная модель керна подвергается определённому набору виртуальных испытаний – последовательности деформаций. Для каждой из них с помощью CAE Fidesys решается краевая задача теории упругости, в результате которой вычисляются и усредняются по объёму напряжения. Полученная зависимость между результирующими напряжениями и заданными деформациями представляет собой эффективные механические свойства керна. В докладе приводятся результаты расчета для различных типов и размеров кернов.