Computational uncertainity quantification in pressure-driven fracture processes

Abstract

Uncertainty quantification is important in assessing and predicting the performance of complex engineering systems and processes, especially in the absence of adequate experimental or real-world data. With the increase in computing power, computational uncertainty quantification is playing an increasingly important role in decision making processes. We have studied the application of uncertainty quantification to pressure-driven fracture processes, which are surrounded by uncertainty as data are typically scant and available models are often rudimentary.

In this dissertation we have developed a computational framework that combines simulation techniques for pressure-driven fracturing processes with state-of-the-art uncertainty quantification techniques. On the one hand, the framework simulates the influence of uncertainties in, for example, formation data, on quantities of interest such as the fracture length. On the other hand, the uncertainty quantification framework allows us to incorporate indirect measurement data, such as well pressures, in the simulation procedure. The developed computational uncertainty quantification framework improves the understanding of the influence of uncertainties on pressure-driven fracture processes.

La cuantificación de la incertidumbre es importante para evaluar y predecir el desempeño de complejos sistemas y procesos de ingeniería, especialmente en ausencia de un mundo experimental o real adecuado datos. Con el aumento de la potencia informática, la cuantificación de la incertidumbre computacional está jugando un papel cada vez más importante en los procesos de toma de decisiones. Hemos estudiado la aplicación de cuantificación de la incertidumbre a los procesos de fractura por presión, que están rodeados de incertidumbre como los datos suelen ser escasos y los modelos disponibles son a menudo rudimentarios. En esta disertación hemos desarrollado un marco computacional que combina simulación. Técnicas para procesos de fractura por presión con cuantificación de incertidumbre de vanguardia técnicas Por un lado, el marco simula la influencia de las incertidumbres en, por ejemplo, datos de formación, sobre cantidades de interés como la longitud de la fractura. Por otro lado, la incertidumbre. El marco de cuantificación nos permite incorporar datos de medición indirecta, como también presiones, en el procedimiento de simulación. El marco de cuantificación de incertidumbre computacional desarrollado mejora la comprensión de la influencia de las incertidumbres en los procesos de fractura por presión.