PorePy：用于裂缝性多孔介质中多物理场过程模拟的开源软件
数值分析
2019-08-28 v1 数值分析
计算物理
摘要
针对裂缝性岩石中动力学过程的模型与专用数值方法开发是一个活跃的研究领域，研究正朝着日益先进的过程耦合与复杂裂缝网络方向发展。在模拟模型中纳入耦合过程面临的挑战包括：裂缝的高长宽比、裂缝网络复杂几何形状，以及完全改变裂缝-岩石界面特征的过程的关键影响。本文对模拟器中引入裂缝的设计原则进行了一般性讨论，并定义了一个用于集成建模、离散化与计算机实现的框架。该框架在模拟软件 PorePy 中实现，其可作为裂缝性岩石中多物理场问题的灵活原型工具。基于将裂缝及其交线表示为低维对象，我们讨论了混合维网格的数据结构、多物理场问题的表述以及利用现有软件的离散化方法。我们进一步介绍了这些概念在 PorePy 开源软件工具中的实现，该工具旨在对三维裂缝性储层中的流动与运移以及裂缝和储层总体变形进行耦合模拟。我们通过对裂缝性多孔介质中流动、孔隙弹性与裂缝变形的基准测试给出验证。随后通过流动与运移完全耦合的模拟以及注入驱动裂缝变形的模拟说明了该框架的灵活性。本文报告的所有结果均可由公开可用的模拟脚本复现。
引用
@article{arxiv.1908.09869,
title = {PorePy: An Open-Source Software for Simulation of Multiphysics Processes in Fractured Porous Media},
author = {Eirik Keilegavlen and Runar Berge and Alessio Fumagalli and Michele Starnoni and Ivar Stefansson and Jhabriel Varela and Inga Berre},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.09869},
year = {2019}
}