Influencia de la rugosidad durante el transporte miscible de un soluto en diferentes fracturas modelos y geometrías de flujo

ROHT Y. L.; A. BOSCHAN; HULIN, J-P.; CHERTCOFF R.; AURADOU H.; IPPOLITO, I

Puerto Angel, Oaxaca

Congreso; XIII Congreso Anual de la División de Dinámica de Fluidos; 2017

Sociedad Mexicana de Física

Se presenta una serie de estudios experimentales, complementados con simulaciones numéricas, del transporte y la dispersión hidrodinámica de un trazador pasivo en modelos de fracturas únicas y para diferentes geometrías de flujo (axial y oscilante). Estos modelos, transparentes presentan diferentes tipos de rugosidades de paredes: lisas, aleatorias y autoafin. La naturaleza del transporte del trazador (gaussiana o no) se determina a partir de la evolución de un frente de mezcla en función de la distancia recorrida y/o el tiempo de tránsito. Los mecanismos de dispersión dominantes son identificados (perfil de velocidades en la apertura y variación de velocidades en el plano de la fractura). Se han estudiado además comparando mediciones con fluidos newtonianos y reofludizantes.En geometría de flujo axial, y para geometrías de rugosidades de paredes monodispersas, el ensanchamiento del frente es difusivo y dominado por la dispersión geométrica, para pequeños números de Péclet, Pe (el coeficiente de dispersión D varía linealmente con Pe o la dispersividad, ld = D/U es constante), es decir, dominada por las fluctuaciones espaciales de la velocidad y se amplifica para los fluidos reofluidizantes. Para Pe elevados, la dispersión de Taylor es dominante (ld varía linealmente con Pe), y está menos influenciada por la característica no lineal cuando se inyectan fluidos reofluidizantes.Para una rugosidad autoafin multiescala, representativa de rocas naturales y a partir de desplazamientos relativos de dos superficies complementarias, el campo de aperturas puede ser canalizado. Cuando la velocidad media de flujo U es paralela a los canales, la geometría global del frente es descripta por los contrastes de velocidades entre ellos y puede describirse a través del campo de aperturas, y se amplifica para los fluidos reofluidizantes. Cuando U es perpendicular a los canales, el ensanchamiento global del frente se reduce drásticamente.