Módulos Elásticos Efectivos a Escala de Reservorio: Un Estudio de Caso del Reservorio Fracturado de Soultz-sous-Forêts
Autores: Javani, Dariush; Schmittbuhl, Jean; Cornet, François H.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Módulos Elásticos Efectivos a Escala de Reservorio: Un Estudio de Caso del Reservorio Fracturado de Soultz-sous-Forêts
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Reservorios fracturados
Flujo de fluidos
Módulos elásticos
Red de fracturas discretas
Campo de tensiones
Velocidad de ondas P
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
La presencia de discontinuidades en reservorios fracturados, sus características mecánicas y físicas, y el flujo de fluidos a través de ellos son factores importantes que influyen en sus propiedades efectivas a gran escala. En este artículo, se evalúa la variación de los módulos elásticos en un bloque que mide 100 x 100 x 100 m que alberga una red de fracturas discretas (DFN) utilizando el método de elementos discretos (DEM). Las fracturas se caracterizan por (1) propiedades de rigidez constantes, (2) interbloqueadas y (3) desajustadas. Primero, se realizaron tres pruebas de verificación uniaxiales en un bloque (1 x 1 x 2 m) que contiene una fractura circular finita (diámetro = 0.5 m) para validar el algoritmo numérico desarrollado que implementa las tres rigideces de fractura mencionadas anteriormente. Los algoritmos validados se generalizaron a fracturas en una DFN incrustada en un bloque de roca de 100 x 100 x 100 m que reproduce condiciones in situ a varias profundidades (4.7 km, 2.3 km y 0.5 km) del sitio geotérmico de Soultz-sous-Forêts. Los módulos elásticos efectivos de esta masa rocosa a gran escala se evaluaron numéricamente a través de un escenario de carga triaxial comparando con el campo de estrés evaluado numéricamente utilizando la DFN, con el campo de estrés calculado utilizando un bloque elástico homogéneo efectivo. Basado en los resultados obtenidos, evaluamos la influencia de la interacción de fracturas y la perturbación de estrés alrededor de las fracturas en los módulos elásticos efectivos y, posteriormente, en la velocidad de onda P a gran escala. Los resultados numéricos difieren de los módulos elásticos de la matriz rocosa a densidades de fractura más altas, a diferencia de otros métodos. Además, el efecto de la rigidez no lineal de la fractura se reduce al aumentar la profundidad o el nivel de estrés tanto en los métodos numéricos como en los semi-analíticos.
Descripción
La presencia de discontinuidades en reservorios fracturados, sus características mecánicas y físicas, y el flujo de fluidos a través de ellos son factores importantes que influyen en sus propiedades efectivas a gran escala. En este artículo, se evalúa la variación de los módulos elásticos en un bloque que mide 100 x 100 x 100 m que alberga una red de fracturas discretas (DFN) utilizando el método de elementos discretos (DEM). Las fracturas se caracterizan por (1) propiedades de rigidez constantes, (2) interbloqueadas y (3) desajustadas. Primero, se realizaron tres pruebas de verificación uniaxiales en un bloque (1 x 1 x 2 m) que contiene una fractura circular finita (diámetro = 0.5 m) para validar el algoritmo numérico desarrollado que implementa las tres rigideces de fractura mencionadas anteriormente. Los algoritmos validados se generalizaron a fracturas en una DFN incrustada en un bloque de roca de 100 x 100 x 100 m que reproduce condiciones in situ a varias profundidades (4.7 km, 2.3 km y 0.5 km) del sitio geotérmico de Soultz-sous-Forêts. Los módulos elásticos efectivos de esta masa rocosa a gran escala se evaluaron numéricamente a través de un escenario de carga triaxial comparando con el campo de estrés evaluado numéricamente utilizando la DFN, con el campo de estrés calculado utilizando un bloque elástico homogéneo efectivo. Basado en los resultados obtenidos, evaluamos la influencia de la interacción de fracturas y la perturbación de estrés alrededor de las fracturas en los módulos elásticos efectivos y, posteriormente, en la velocidad de onda P a gran escala. Los resultados numéricos difieren de los módulos elásticos de la matriz rocosa a densidades de fractura más altas, a diferencia de otros métodos. Además, el efecto de la rigidez no lineal de la fractura se reduce al aumentar la profundidad o el nivel de estrés tanto en los métodos numéricos como en los semi-analíticos.