Simulación de flujo másico y calor en medios fracturados: Escenarios a partir del caso estudio Ploemeur, Francia

Abstract

Ante la tarea de proponer nuevas metodologías para la caracterización y modelación de reservorios fracturados se propone la implementación en el software FEFLOW 7.1 de un modelo de fractura simple que represente la inyección de soluto implementada en el sitio de experimentación de rocas fracturadas de Ploemeur, Francia y considerando un escenario de inyección de un pulso de calor para observar la respuesta del modelo en función de unas consideraciones experimentales propuestas para el sitio. La calibración del modelo se realizó ajustando las curvas numéricas entregadas por el software a la respuesta másica experimental en conjunto con una curva calórica propuesta (y posible de encontrar en la zona), por medio de iteraciones desde un resultado inicial, obtenido desde los parámetros default del software y de acuerdo con la ley cúbica. El modelo conceptual por representar corresponde a una discontinuidad horizontal que separa 2 grupos de capas (layers) sobre el cual se simularon dos pozos (inyección y recuperación) separados horizontalmente por 10.8m. Los tiempos de llegada de trazador bordean los 30 minutos mientras que la respuesta calórica propuesta ronda las 50 horas. Dentro de los grandes controladores de la llegada de masa y calor al pozo de recuperación se encontraron la conductividad hidráulica y no así el espesor de fractura, además de tener efectos más intensos en el transporte calórico que en el másico. Factores como reacciones de sorción o efectos difusivos a esta escala local no tienen efectos notorios, sin embargo, a la hora de estudiar circulación a escala regional deben ser cuantificados y revisitados. El ajuste propuesto es bueno, tanto estadística como visualmente. Los análisis de sensibilidad efectuados sobre el ajuste muestran la existencia de propiedades críticas como la porosidad de los elementos circundantes y la dirección de gradiente hidráulico utilizado. La determinación en terreno de este parámetro resulta fundamental para obtener una primera aproximación fidedigna de los parámetros del acuífero y su determinación no debiera revestir mayor dificultad, ya que puede aprovecharse la implementación de los pozos para obtener dichos valores. Como suele suceder en toda simulación, resulta de primera necesidad la corroboración de los datos experimentales en terreno. En caso de que la configuración experimental no entregue los resultados propuestos para la calibración del transporte de calor, deben revisitarse los supuestos del modelo y acotar mejor el problema, ya que se estaría llegando a configuraciones hidrogeológicas que no representen de la mejor forma la situación real del acuífero. Finalmente, al considerar la extrapolación de los resultados a zonas de interés tanto chilenas como extranjeras debe tenerse en consideración el cambio de escalas y lo que esto conlleva: distintos tamaños de bloque y mayores tiempos de cómputo con requerimientos computacionales superiores. Así, implementar esta metodología es una buena primera aproximación al desafío del flujo y transporte en rocas fracturadas. Dentro de sus ventajas está la de necesitar pocos parámetros de entrada y pruebas de campo, por lo que puede considerarse como una opción viable antes de realizar modelos más complejos y robustos pero que requieren de mayor cantidad de información base.