Resumen

Investigamos el efecto de las tensiones in situ sobre el flujo de fluidos en una red de fracturas naturales. El modelo de la red de fracturas se basa en un patrón real de fracturas críticamente conectadas (es decir, cerca del umbral de percolación) mapeado a partir de un afloramiento de campo. Derivamos los campos de apertura de la fractura dependientes de la tensión utilizando un método híbrido de elementos finitos-discretos. Analizamos los cambios en la distribución de las aberturas y el campo de flujo de fluidos con las variaciones de la orientación y la magnitud de la tensión in situ. Nuestras simulaciones muestran que una carga de tensión isotrópica tiende a reducir las aperturas de las fracturas y a suprimir el flujo de fluidos, lo que resulta en una disminución de la permeabilidad equivalente de la roca fracturada. Las tensiones anisotrópicas pueden causar una cantidad significativa de deslizamiento de las paredes de las fracturas, acompañado de una dilatación inducida por el cizallamiento a lo largo de algunas fracturas orientadas preferentemente, lo que da lugar a una mayor heterogeneidad y canalización del flujo. Cuando la tensión diferencial se eleva aún más, la propagación de las fracturas se vuelve predominante y crea algunas nuevas vías de flujo a través de la vinculación de las fracturas naturales preexistentes, lo que intenta aumentar la permeabilidad global pero atenúa la canalización del flujo. En comparación con el efecto de dilatación inducido por el cizallamiento, parece que la propagación de nuevas grietas conduce a un aumento más prominente de la permeabilidad del sistema de fracturas naturales. Los resultados tienen implicaciones particularmente importantes para predecir las respuestas hidráulicas de las rocas fracturadas a los campos de tensión in situ y pueden proporcionar una guía útil para el diseño de estrategias de producción de geofluidos a partir de yacimientos naturalmente fracturados.

• Materias:Agua Carbón Residuos quí­micos Yacimientos minerales Ondas sísmicas Estudio de laboratorio
• Subjects:Water Coal Chemical waste Mineral deposits Seismic Waves Lab study
• Palabras claves:roca fracturada, flujo de fluidos, orientación de la tensión in situ, red de fracturas naturales, modelo de red de fracturas, aumento prominente de la permeabilidad, campo de tensión in situ, carga de tensión isotrópica, heterogeneidad de flujo mejorada, campo de apertura de fracturas
• Keywords:fractured rock, fluid flow, situ stress orientation, natural fracture network, fracture network model, prominent permeability enhancement, situ stress field, isotropic stress loading, enhanced flow heterogeneity, fracture aperture field