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El impacto del régimen de flujo no lineal en la tasa de flujo en fracturas fractales

Autores: Zhu, Jianting

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

El impacto del régimen de flujo no lineal en la tasa de flujo en fracturas fractales


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Propiedades geométricas
Fracturas
Apertura
Ancho
Comportamiento del flujo
Propiedades fractales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las propiedades geométricas de las fracturas, como la apertura y el ancho, entre otras, afectan significativamente los comportamientos de flujo de fluidos en medios fracturados. Estudios anteriores han demostrado que las fracturas exhiben propiedades fractales. En este estudio, examinamos el impacto de los regímenes de flujo no lineales y las distribuciones fractales de apertura y ancho en el comportamiento del flujo a través de fracturas fractales. Tanto la apertura como el ancho se tratan de manera independiente siguiendo una distribución fractal, pero con dimensiones fractales distintas. Examinamos explícitamente las características del flujo sin utilizar el concepto de la ley de Darcy, que se basa en la suposición de flujo lineal con una permeabilidad efectiva de las fracturas fractales. Consideramos directamente la tasa de flujo en una fractura con apertura promedio, tasa de flujo promedio y tasa de flujo de flujo lineal en todas las fracturas, y tasa de flujo no lineal en todas las fracturas, y de manera más realista, la tasa de flujo promedio cuando los flujos lineales y no lineales pueden coexistir en diferentes fracturas y sus diferencias. Los resultados demuestran que el régimen de flujo no lineal reduce significativamente la tasa de flujo a través de las fracturas fractales, lo que podría cuantificarse mediante la relación de la apertura crítica con la apertura mínima en las fracturas fractales. Una gran relación entre las aperturas máximas y mínimas resulta en una gran tasa de flujo promedio en las fracturas fractales. El aumento de la apertura mínima también mejora la tasa de flujo promedio. Sin embargo, cuando la apertura mínima se acerca a la apertura crítica, la tasa de flujo en las fracturas fractales comienza a convertirse en flujo no lineal en todas las fracturas, y la tasa de flujo promedio disminuye. El efecto no lineal se amplifica en las fracturas fractales en comparación con el de una sola fractura. Una mayor dimensión fractal de la apertura conduce a una menor tasa de flujo promedio en las fracturas fractales, ya que la apertura promedio disminuye con la dimensión fractal. Sin embargo, la fracción de la tasa de flujo de la porción de flujo lineal en las fracturas fractales sobre el flujo lineal puro en todas las fracturas aumenta con la dimensión fractal.

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