Modelación numérica de la propagación del fracturamiento hidráulico

Modelación numérica de la propagación del fracturamiento hidráulico

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Ingeniería

Fracturamiento hidráulico.

Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2011

El fracturamiento hidráulico es un proceso natural o inducido que consiste en la creación de fracturas en un macizo rocoso mediante la inyección de un fluido a alta presión. Como proceso inducido cuenta con diversas aplicaciones industriales tales como la estimulación de reservorios de hidrocarburos, la extracción de energía geotérmica y el pre-acondicionamiento de macizos rocosos para la explotación minera. La formulación matemática de este fenómeno está representada por un conjunto de ecuaciones integro - diferenciales, cuya resolución numérica es un gran desafío, principalmente por el carácter no local del operador de elasticidad, la alta no linealidad de la ecuación de flujo viscoso, y la presencia de un borde móvil asociado a la fractura en propagación.

En este trabajo se generó un código capaz de modelar la propagación de fracturas hidráulicamente inducidas a través de un fluido newtoniano, en un medio isotrópico lineal-elástico sometido a un campo de tensiones in-situ biaxial. Con el código desarrollado se llevó a cabo un análisis paramétrico en el cual se determinó que el caudal de inyección y el módulo de corte son las propiedades más influyentes en la longitud y velocidad de propagación de la fractura, mientras que la viscosidad es la menos influyente. Por otro lado, la trayectoria de la fractura está principalmente determinada por las tensiones in-situ, y de forma secundaria por la resistencia al fracturamiento del macizo rocoso, mientras que la influencia de las otras propiedades es relativamente despreciable. Se observó que la influencia del fracturamiento hidráulico en el macizo rocoso, medida a través de tensiones y desplazamientos inducidos, no se extiende más allá de dos veces la longitud de la fractura, sin embargo, la magnitud de la variación del campo de tensiones es considerable.

Valderrama Llantén, Cristóbal Ernesto

2012-10-25T12:20:57Z

2012-10-25T12:20:57Z

2011

Sáez Robert, Esteban

Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería

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es

tesis de maestría

10.7764/tesisUC/ING/1499

https://doi.org/10.7764/tesisUC/ING/1499

https://repositorio.uc.cl/handle/11534/1499