| Revista: | Geotermia |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000366735 |
| ISSN: | 0186-5897 |
| Autores: | Suárez Arriaga, Mario César1 |
| Instituciones: | 1Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Facultad de Ciencias, Morelia, Michoacán. México |
| Año: | 2010 |
| Periodo: | Jul-Dic |
| Volumen: | 23 |
| Número: | 2 |
| Paginación: | 41-50 |
| País: | México |
| Idioma: | Inglés |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Analítico, descriptivo |
| Resumen en español | Las rocas en reservorios geotérmicos son porosas, compresibles y elásticas. La presencia de un fluido en movimiento dentro de los poros y fracturas modifica su respuesta mecánica. La elasticidad de la roca se evidencia por la compresión que resulta de la declinación en la presión del fluido, la cual reduce el volumen de los poros. Esta reducción del volumen del poro puede ser la principal fuente de liberación del líquido almacenado en la roca. La poroelasticidad explica cómo el líquido dentro de los poros soporta una porción de la carga que actúa sobre las rocas porosas. La parte restante de la carga total es soportada por el lla mado esqueleto rocoso, formado por el volumen sólido y los poros. El esqueleto es tratado como un sólido elástico acoplado al flujo laminar de un fluido que obedece ciertas condiciones de equilibrio y continuidad. Un modelo de mecánica de rocas es un grupo de ecuaciones capaz de predecir la deformación de la roca porosa sometida a diferentes fuerzas internas y externas, mecánicas y térmicas. Este documento introduce una formulación tensorial original de la teoría clásica de Maurice Biot (1941) y su extensió n a procesos no isotérmicos incluyendo la deducción completa de los parámetros termo - poro - elásticos que apoyan la teoría. Definiendo un tensor total de esfuerzos en cuatro dimensiones y tres coeficientes poroelásticos, es posible deducir un sistema de ecuaciones acoplando dos tensores, uno para el esqueleto y otro para el fluido. La inclusión de la cuarta dimensión es necesaria para ampliar la teoría de sólidos lineales elásticos a rocas termoporoelásticas, teniendo en cuenta el efecto conjunto de ambas fas es, el fluido, el sólido y los cambios de temperatura. En termoporoelasticidad lineal, se necesitan cinco módulos poroelásticos para describir las funciones entre deformaciones y esfuerzos. Introduciendo tres coeficientes térmicos |
| Resumen en inglés | Rocks in geothermal systems are porous, compressible, and elastic. The presence of a moving fluid in a porous rock modifies its mechanical responses. Rock elasticity is evidenced by the compression resulting from the decline of fluid pressure, which can decrease pore volume. This reduction can be the principal source of fluid released from storage. Poroelasticity explains how the water inside the pores bears a portion of the total load supported by a porous rock. The remaining part of the load is supported by the rock - skeleton, made up of solid volume and pores, which is treated as an elastic solid with a laminar flow of pore f luid coupled to the framework by equilibrium and continuity conditions. A rock mechanics model is a group of equations capable of predicting the porous medium deformation under different internal and external forces of mechanic and thermal origin. This pap er introduces an original tensorial formulation for both, the Biot’s classic theory (1941) and its extension to non - isothermal processes, including the deduction of experimental thermo - poroelastic parameters supporting that theory. By defining a total stre ss tensor in four dimensions and three basic poroelastic coefficients, it is possible to deduce a system of equations coupling two tensors, one for the bulk rock and one for the fluid. The inclusion of the fourth dimension is necessary to extend the theory of solid linear elasticity to thermo - poroelastic rocks, taking into account the effects of both the fluid and solid phases and the temperature changes. In linear thermo - poroelasticity, we need five poroelastic modules to describe the relation between stra ins and stresses. Introducing three volumetric thermal - dilation coefficients, one for the fluid and two for the skeleton, a complete set of parameters for geothermal poroelastic rocks is obtained. The introduction of Gibbs free enthalpy as a thermodynamic potential allows |
| Disciplinas: | Geociencias, Matemáticas |
| Palabras clave: | Geofísica, Matemáticas aplicadas, Yacimientos geotérmicos, Modelado, Elasticidad, Teoría de Biot, Rocas, Geodinámica |
| Keyword: | Earth sciences, Mathematics, Geophysics, Applied mathematics, Geothermal fields, Modelling, Elasticity, Biot theory, Rocks, Geodynamics |
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