Modelamiento seudo-acoplado de flujo y deformación para el modelamiento numérico de yacimientos naturalmente fracturados Numerical modeling of fracture clossure phenomena in naturally fractured reservoirs using a no fully coupled approach

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Authors
Zambrano Vargas, Enus
Calderon Carrillo, Zuly
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Universidad Industrial de Santander
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RESUMEN  Diversas  investigaciones han evidenciado que    la ocurrencia de fenómenos dinámicos como el cierre de las fracturas naturales afecta el flujo de fluido y los perfiles de producción en yacimientos naturalmente  fracturados. En este sentido, en este trabajo, se llevó a cabo un modelamiento seudo-acoplado de flujo y deformación para un yacimiento de sólo fracturas, donde la matriz es impermeable y no porosa.   Este modelamiento consiste en solucionar independientemente mediante diferencias finitas    los modelos matemáticos de flujo   y deformación e integrarlos entre sí mediante un parámetro o variable común para ambos modelos,  que para este caso fue la apertura de la fractura.  La principal ventaja de este enfoque seudo-acoplado es que permite tanto la representación de las fracturas naturales como una red ortogonal discreta sobre un modelo continuo, así como la consideración del comportamiento mecánico de las fracturas ante esfuerzos  mediante ecuaciones constitutivas.  Finalmente, se realizó la aplicación sobre un modelo de yacimiento teórico y se obtuvo la distribución de presiones y la variación de la apertura de fractura. Además, se simularon otros escenarios  sobre este modelo teórico, para entender el comportamiento del modelo al modificar las propiedades mecánicas de la matriz y de las fracturas, el número de fracturas naturales y el caudal de producción. Estos resultados permitieron entender qué factores podrían afectar el comportamiento de este tipo de yacimientos.  
Several works have demonstrated that fracture closure phenomena have an important effect in flow fluid and production profiles in Type 1- naturally fractured reservoir (only fractures). This issue has been approached in this work as a “no fully coupled” problem in which fluid flow and deformation models are solved separately. Both independent solutions are then integrated using a common variable, the fracture aperture. The main advantages of this “no fully coupled” approach is not only the possibility of using an orthogonal discrete network of fractures over a continuous model; but also, it takes into account stress-displacement behavior of fractures by using constitutive equations developed from experimental measurements. Finally, the pressure distribution and fracture aperture variation were obtained from several simulations made in a hypothetical reservoir model.
Keywords
natural fractures, fluid flow, stresses, deformation, numerical modeling, fracture closure, no fully coupled, fracturas naturales, flujo de fluidos, esfuerzos, deformación, modelamiento numérico, cierre de fracturas, seudo-acoplado.
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