FORMULACIÓN ENERGÉTICA Y SIMULACIÓN NUMÉRICA DE PROCESOS MULTI-FÍSICOS EN LA FRACTURA HIDRÁULICA DE MATERIALES POROSOS SATURADOS (PIUNT)

ENERGY FORMULATION AND NUMERICAL SIMULATION OF MULTI-PHYSICS PROCESSES IN HYDRAULIC FRACTURE OF SATURATED POROUS MATERIALS

Director: Dra. Mariela Luege
Co-Director: ORLANDO, Antonio

Periodo de Ejecución: 02/01/2023 – 31/12/2026

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Resumen:

La fractura hidráulica es una técnica de perforación usada para la extracción de gas y petróleo de formaciones del subsuelo con baja porosidad y permeabilidad. Este proceso busca aumentar la permeabilidad de la formación rocosa inyectando un fluido a alta velocidad y presión, generando así un entramado de fisuras conjuntamente a la difusión de material permeable, llamado agente de sostén o proppant con la función de estabilizar las fisuras creadas.
Actualmente es la tecnología con mayor impacto sobre la industria de producción de hidrocarburos, dado que ha permitido en el 2018 la independización energética de EEUU. La Argentina tiene grandes yacimientos de hidrocarburos no convencionales, sin embargo, solo las cuencas de Neuquén Vaca Muerta y Los Molles, han sido parcialmente utilizadas.
A pesar de ser indudable la importancia de llevar a cabo programas de exploración que conlleven la realización de pozos horizontales y verticales in situ, operaciones claramente muy costosas, los modelos físicos y métodos numéricos para simulaciones a gran escala de yacimientos, representan una herramienta invalorable para el diseño de procesos de fractura.
Dichas simulaciones permiten potenciar el rendimiento del yacimiento y evitar futuros problemas especialmente en lo que respecta al tema ambiental. La aparición de fisuras no controladas es un hecho de extrema gravedad que puede provocar la conexión del estrato de interés con acuíferos naturales y, por consiguiente, contaminar el agua del mismo.
El objetivo general de este proyecto es por lo tanto el desarrollo de un modelo numérico del proceso de fractura en un medio poroso saturado que tenga en cuenta: i) la nucleación y evolución de topologías complejas de fracturas sin conocer a priori sus posibles patrones; ii) el transporte de fluidos y el transporte del proppant; y iii) sus interacciones con el proceso de fisuración.
Además de aplicar y desarrollar métodos numéricos avanzados para la simulación de problemas de gran escala y la publicación de artículos en revistas internacionales, nuestra meta es desarrollar un simulador numérico del proceso de fractura hidráulica para yacimientos no convencionales que se base en modelos computacionales físico y matemáticamente consistentes, de manera de reproducir la compleja física involucrada e integrar así el conocimiento científico y tecnológico en la descripción de los fenómenos y procesos que puedan originarse en la aplicación de esta tecnología.