Die Idee

Das mechanische und hydraulische Verhalten des Gebirges wird durch das bestehende Rissnetzwerk bestimmt. Die Risse lokalisieren die Verformung und bestimmen den Fluidstrom. Daher ist es ein logischer Schritt, eine Software einzuführen, die die Entwicklung des Rissnetzwerks simulieren kann. Die Entwicklung des Rissnetzwerks wird in roxol durch gezielte Anwendung bruchmechanischer Prinzipien modelliert. Dadurch wird sichergestellt, dass die Eingangsparameter der Software eine physikalische Bedeutung haben und im Labor bestimmt werden können.
Die Entwicklung von roxol begann mit dieser Idee im Jahr 2010. Zunächst musste sowohl das mathematische als auch das geomechanische Gerüst entwickelt werden. Anschließend wurde eine vollständig integrierte grafische Benutzerführung bereitgestellt, die es dem Nutzer ermöglicht, Geometrien zu erstellen, Randbedingungen zu setzen, Materialparameter zu definieren und die Geometrie zu diskretisieren. Mittlerweile steht roxol für Projekte und Forschungsstudien im Rahmen des Premium-Application Programms zur Verfügung. roxol basiert auf einer offenen Software-Architektur und neuesten Software-Entwicklungsstandards. Dies gewährleistet eine einfache und sichere Erweiterung des Codes bei anstehenden Entwicklungen und bietet gleichzeitig Rückwärtskompatibilität der Projekte.

Spezifikationen

  • Teilgekoppelte HFM (hydrobruchmechanische) Simulationen
  • orthotrope Gesteinsverformung
  • vordefinierte Risse
  • statistisch erzeugte Rissnetzwerke
  • Rissinitiierung durch verschiedene Modelle
  • Rissausbreitung durch verschiedene Modelle
  • Rissvereinigung
  • verschiedene vordefinierte Hohlräume
  • verschiedene statische und sequentielle Randbedingungen
  • Unterstützung für standard Hohlräume
  • statischer und nicht-statischer Flüssigkeitsdruck auf Rissen
  • Nahtlose Arbeitsabläufe
  • vollständig integrierte grafische Benutzerführung
  • offene Entwicklungsarchitektur
  • neueste X-FEM Standards

Entwicklung

Die Entwicklung von roxol begann 2010 und wird nun in unserer Beratung eingesetzt. Parallel dazu ist eine allgemeine Erweiterung der Funktionalität im Gange. Auch die Leistung und Stabilität des Systems wird ständig verbessert.
Die Entwicklung von roxol wurde vom Land Brandenburg, Deutschland, der Europäischen Union (Europäischer Fonds für regionale Entwicklung, Programm 'Investitionen in die Zukunft'), dem Bundesumweltministerium BMU und dem Bundeswirtschaftsministerium BMWi unterstützt.

Mode I Rissausbreitung

Ein einzelner Bruch in einer unter Spannung stehenden Platte breitet sich durch ein homogenes Medium aus (E-Modul 70GPa, Poisson-Ratio 0,27). Die analytische Lösung für die kritische Spannung und die Simulationen stimmen hervorragend überein (Mode-I-Bruchzähigkeit K = 1MPa√m). Es werden zwei verschiedene Netze getestet; das feinere Netz zeigt die besseren Ergebnisse.

Mode II Rissausbreitung

Ein einzelner Bruch in einer Platte, die einer Kompression ausgesetzt ist, breitet sich durch ein homogenes Medium aus (Elastizitätsmodul 70GPa, Poisson-Ratio 0,27). Die analytische Lösung für die kritische Spannung und die Simulationen stimmen hervorragend überein (Mode-II-Bruchzähigkeit K = 1MPa√m). Es werden zwei verschiedene Netze getestet.

Das Premium-Application Programm

roxol ist derzeit nicht zum Kauf erhältlich. Wir haben jedoch das Premium-Application Programm eingeführt, mit dem Sie die Möglichkeit haben, eine persönliche Kopie des Codes zu erhalten. Im Rahmen des roxol Premium-Application Programm arbeiten geomecon-Experten gemeinsam mit Ihnen an einem vordefinierten Thema. Zu diesem Zweck können Sie sich mit einem Projektvorschlag an uns wenden, um eine dedizierte Lizenz zu erhalten. Fragen Sie uns nach den Bedingungen des roxol Premium-Application Programm, indem Sie uns kontaktieren.


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Publikationen und Vorträge

  • Rabbel O, Mair K, Galland O, Grühser C, Meier T. 2020. Numerical Modeling of Fracture Network Evolution in Organic‐Rich Shale With Rapid Internal Fluid Generation. JGR Solid Earth, Volume 125, Issue 7.
  • Nardini L, Rybacki E, Krause M, Morales LFG, Dresen G. 2020. Control of the geometric arrangement of material heterogeneities on strain localization at the brittle-to-ductile transition in experimentally deformed carbonate rocks. Journal of Structural Geology Volume 135.
  • Backers T, Gruehser C, Meier T and Dresen G. 2012. Fracture Pattern of Borehole Breakouts in Shale - Comparison of Physical and Numerical Experiments. EAGE. Copenhagen, Denmark
  • Mischo H and Backers T. 2012. Analysis of fracture coalescence by fracture mechanics simulation. EUROCK, Stockholm, Sweden
  • Backers T and Stephansson O. 2011. Examples of application of fracture mechanical simulations in Geomechanics. 18. Tagung fuer Ingenieurgeologie und Forum Junge Ingenieurgeologen, Berlin
  • Byfut A, Backers T, Schroeder A and Carstensen C. 2009. Appliance of the Extended Finite Element Method in Geomechanics. 71st EAGE Conference and Exhibition 2009, Amsterdam, The Netherlands

Referenzen

Mitglieder des Premium-Anwendungsprogramms

  • Central European Petroleum, Deutschland
  • GeoEnergy Suisse, Schweiz
  • nagra, Schweiz
  • Ruhr University Bochum, Deutschland
  • Swedish Radiation Safety Authority SSM, Schweden
  • Helmholtz Centre Potsdam GFZ, Deutschland
  • University of Oslo, Nowegen

trademark

roxol und das roxol-Logo sind eingetragene Warenzeichen der geomecon GmbH.