Resumen

En este estudio, se investigó experimentalmente el comportamiento hidromecánico mediante la realización de pruebas de flujo de gas basadas en la evolución de la geometría de la fractura en un solo granito fracturado. El valor tradicional de la rugosidad de la fractura (Rp) de una sola superficie no puede explicar adecuadamente la permeabilidad intrínseca en múltiples muestras. En cambio, la permeabilidad se explica mejor por la distribución de las aberturas, y está positivamente correlacionada con el tamaño medio de las mismas. La permeabilidad también se ve afectada por una combinación de área de contacto y espacio vacío bajo una tensión de confinamiento cambiante. La profundidad media de empotramiento aumenta rápidamente bajo una tensión de confinamiento baja (inferior a 8 MPa) y lentamente bajo una tensión de confinamiento alta (superior a 8 MPa). Se utilizó un modelo de contacto de Hertz simplificado para ajustar los datos experimentales. El modelo utiliza el recíproco de la desviación estándar de la apertura como radio de curvatura medio de la fractura. Se encontró una buena concordancia entre los resultados experimentales y los teóricos. Se desarrolló un modelo modificado de placa paralela lisa para describir la fricción del flujo en las fracturas, que tiene en cuenta el contacto de la fractura y el espacio vacío. También se desarrolló un nuevo modelo de fricción que tiene en cuenta tanto el efecto no lineal como la influencia de la rugosidad relativa de la fractura, multiplicando el modelo ideal por dos funciones de ley de potencia. Este nuevo modelo es eficaz para predecir el factor de fricción. Por último, teniendo en cuenta los modelos de permeabilidad, mecánica y fricción construidos, se propuso un modelo de flujo no lineal. La tasa de flujo puede estimarse a partir de los datos topográficos de la fractura en 3D, la tensión de carga aplicada y el gradiente de presión. Se investigó la influencia de cuatro tipos de distribución de la apertura en el factor de fricción. Los resultados mostraron que un tamaño de apertura medio elevado daría lugar a un factor de fricción bajo. Además, la influencia del tamaño medio de las aberturas en el factor de fricción es evidente, incluso bajo una tensión de carga muy alta, mientras que el efecto de la desviación estándar es insignificante cuando la tensión de carga es muy alta.

• 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:significa tamaño de apertura, tensión de carga, factores de fricción, espacio vacío, desviación estándar, distribución de apertura, combinación de contacto, valor de rugosidad de la fractura, modelo de flujo no lineal, prueba de flujo de gas
• Keywords:means aperture size, loading stress, friction factors, void space, standard deviation, aperture distribution, combination of contact, fracture roughness value, nonlinear flow model, gas flow test