Resumen

Este estudio explora los efectos de la carga normal y el cizallamiento en las propiedades hidráulicas de las fracturas de roca con paredes rugosas. Se midieron las geometrías de cinco fracturas mediante la tecnología de escaneo 3D. La simulación del flujo se realizó para fracturas de roca rugosa con grandes desplazamientos durante la carga normal y el cizallamiento mediante el método de volúmenes finitos (FVM). Los resultados demuestran que la deformación de la fractura con el aumento de la tensión normal y el cizallamiento provoca cambios no uniformes en la geometría del espacio vacío e influye además en la permeabilidad de la fractura. Asociados al desplazamiento normal se produce un aumento del área de contacto y una disminución de la apertura mecánica. La transmisividad disminuye en 3 órdenes de magnitud en respuesta a valores de desplazamiento normal aplicados de 0,0 mm a 1,8 mm. Por el contrario, el aumento de la apertura mecánica y de la relación de contacto que se produce con el aumento de los valores de desplazamiento de cizalladura de 0,0 mm a 4,0 mm se asocia con la disminución de la transmisividad de forma clara en 1,5-2 órdenes de magnitud. Basándose en los resultados numéricos, se propone una ecuación empírica para evaluar los efectos del área de contacto y la rugosidad de la fractura en la apertura hidráulica. La buena concordancia entre los resultados numéricos y los resultados predichos por el nuevo modelo indica que el modelo propuesto es capaz de estimar la apertura hidráulica de las fracturas de roca a través de análisis paramétricos, en comparación con otros modelos publicados de la literatura disponible. Además, el nuevo modelo logra predecir la transmisividad en los experimentos de flujo de agua de Develi y Babadagli (2014).

• Materias:Hidrología Permeabilidad Petróleo Yacimientos minerales Minería Geofluidos
• Subjects:Hydrology Permeability Petroleum Mineral deposits Mining Geofluids
• Palabras claves:orden de magnitud, apertura mecánica, mm, área de contacto, resultados numéricos, apertura hidráulica, carga normal, nuevo modelo, efectos del contacto, causa de cizallamiento no uniforme
• Keywords:order of magnitude, mechanical aperture, mm, contact area, numerical results, hydraulic aperture, normal loading, new model, effects of contact, shear cause nonuniform