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Características de la resistencia por fricción de fluidos de fracturación ponderados no newtonianos en flujos de tuberías

Autores: Peng, Jianxin; Wang, Liwei; Qiao, Xin; Liu, Ju; Li, Sixin; Zhang, Wen; Feng, Yanyan; Zheng, Zhanying; Zhou, Yu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2026

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Acceso abierto

Artículo científico
2026

Características de la resistencia por fricción de fluidos de fracturación ponderados no newtonianos en flujos de tuberías


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Fluidos no newtonianos
Fluidos de fracturación
Fracturación hidráulica
Flujo en tuberías
Resistencia por fricción
Fluido de ley de potencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los fluidos de fracturación ponderados no newtonianos se utilizan para llevar a cabo operaciones de fracturación hidráulica en la tierra profunda y ultra profunda para la extracción de petróleo y gas, aunque sus características de flujo y arrastre por fricción son en gran medida desconocidas. Este estudio tiene como objetivo comprender las características mencionadas. Se implementa un esquema numérico orientado a la ingeniería y rentable, que incorpora LES con una ecuación constitutiva de fluido newtoniano generalizado, para predecir el flujo de tubería no newtoniano y el coeficiente de arrastre por fricción Cf. El fluido de fracturación ponderado se describe como un fluido de ley de potencia, es decir, viscosidad ()=Kn-1, donde tanto K como n son coeficientes relacionados con la reología del fluido, y es la tasa de cizallamiento. Se documentaron las influencias de la densidad del fluido , la velocidad media U y el diámetro de la tubería D, así como K y n sobre Cf, y se compararon con el flujo de tubería de agua. Se encontró que Cf = f1 (K, n, , U, D) puede reducirse a Cf = f2 (Reg), donde el factor de escalado Reg = U2-nDn/(K8n-1) es el número de Reynolds generalizado. Esta ley de escalado puede predecir razonablemente bien la variación del arrastre por fricción en el flujo de tubería de fluidos de fracturación ponderados no newtonianos a lo largo de un rango de intereses y aplicaciones de ingeniería.

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