Predicting macroscopic elastic rock properties requires detailed information on microstructure

Predicting variations in macroscopic mechanical rock behaviour due to microstructural changes, driven by mineral precipitation and dissolution is necessary to couple chemo-mechanical processes in geological subsurface simulations. We apply 3D numerical homogenization models to estimate Young’s moduli for five synthetic microstructures, and successfully validate our results for comparable geometries with the analytical Mori-Tanaka approach. Further, we demonstrate that considering specific rock microstructures is of paramount importance, since calculated elastic properties may deviate by up to 230 % for the same mineral composition. Moreover, agreement between simulated and experimentally determined Young’s moduli is significantly improved, when detailed spatial information are employed.

Metadaten
Verfasserangaben:	Maria Wetzel ORCiD GND, Thomas Kempka ORCiD GND, Michael Kühn ORCiD GND
DOI:	https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.08.195
ISSN:	1876-6102
Titel des übergeordneten Werks (Englisch):	Energy procedia
Verlag:	Elsevier
Verlagsort:	Amsterdam
Publikationstyp:	Sonstiges
Sprache:	Englisch
Datum der Erstveröffentlichung:	14.09.2017
Erscheinungsjahr:	2017
Datum der Freischaltung:	08.09.2022
Freies Schlagwort / Tag:	digital rock physics; effective elastic properties; numerical
Band:	125
Seitenanzahl:	10
Erste Seite:	561
Letzte Seite:	570
Organisationseinheiten:	Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Geowissenschaften
DDC-Klassifikation:	5 Naturwissenschaften und Mathematik / 55 Geowissenschaften, Geologie / 550 Geowissenschaften
Peer Review:	Referiert
Name der Einrichtung zum Zeitpunkt der Publikation:	Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Erd- und Umweltwissenschaften
Lizenz (Deutsch):	CC-BY-NC-ND - Namensnennung, nicht kommerziell, keine Bearbeitungen 4.0 International