IMPLEMENTACIÓN DE UN MODELO DE PROPAGACIÓN DE FRACTURAS HIDRÁULICAMENTE INDUCIDAS EN BASE A UN CRITERIO DE MÁXIMA LIBERACIÓN DE ENERGÍA

Abstract

En el presente trabajo se modeló la propagación de fracturas hidráulicamente inducidas por un fluido newtoniano, que se propaga cuasi-estáticamente en un medio isotrópico lineal-elástico, bajo condición de deformaciones planas. En el algoritmo desarrollado, se resuelve en forma iterativa las ecuaciones de flujo (por diferencias finitas) y elasticidad (mediante elementos de contorno) de manera simultánea para un tiempo de inyección y por lo tanto para una velocidad de propagación v. Luego, se encuentra el instante en que la propagación es cuasi-estática (se alcanza el stress intensity factor crítico ).Sin embargo, el acoplamiento de los fenómenos hidráulico y mecánico genera una singularidad de tensiones no necesariamente proporcional a en que la solución depende del mecanismo de disipación de energía dominante: creación de nuevas fracturas (régimen de rigidez) o flujo viscoso (régimen de viscosidad). Lo anterior dificulta el uso de métodos numéricos estándar en mecánica de fracturas, especialmente para el régimen viscoso y de transición (sin mecanismo disipativo dominante).En este trabajo se presenta la implementación de un criterio energético, en que se reemplaza la condición por una relación entre la presión de inyección, el caudal de inyección, el módulo de elasticidad del macizo rocoso y la viscosidad del fluido. Se ilustra la validez y versatilidad de la implementación sobre la base de una serie de resultados semi-analíticos disponibles para distintos regímenes de propagación.