Permeabilidad de roca cristalina fracturada a partir de estudios petrofísicos y microtomografía computarizada de rayos X.

Abstract

Las rocas cristalinas fracturadas actualmente están siendo muy estudiadas debido a su utilidad como almacén de CO2 o deresiduos radiactivos, o como en el caso del sur de Chile, por su asociación espacial con sistemas geotermales. Debido a su bajapermeabilidad primaria, la capacidad de almacenamiento o de flujo de fluidos dependerán principalmente del grado de interconexión entre las fracturas y fallas existentes. Dada la complejidad en el estudio de las redes de fracturas, que tradicionalmente se aproximó desde la perspectiva del análisis bi-dimensional (e.g. cálculo de permeabilidad desde cortes trasparentes), el desarrollo de técnicas analíticas no destructivas como la microtomografía de rayos X (XR-mCT), ha revolucionado su estudio, pues el análisis digital permite determinar propiedades físicas en 3D y construir modelos de permeabilidad más reales. Liquiñe (39ºS) es un caso interesante para el estudio de sistemas geotermales en rocas cristalinas fracturadas debido a la presencia de fallas activas (Sistema de Fallas Liquiñe-Ofqui y Fallas Transversales a los Andes) y una alta concentración de manifestaciones termales. Con el objetivo de modelar la circulación de fluidos calientes, se caracterizaron mediante XR-mCT muestras de “roca sana” degranodiorita y se comparó su deterioro tras ser calentadas a 150 ºC y 210 ºC, y ensayadas mecánicamente en laboratorio paragenerar fracturas. Se obtuvieron la longitud, anchura, apertura y orientación de las fracturas inducidas en cada caso. También se incluyeron otros parámetros petrofísicos como el coeficiente capilar y los módulos dinámicos. Se concluye que un aumento de temperatura reduce el valor de las propiedades hídricas, dinámicas y mecánicas originales. Se observa una relación inversa entre dicho aumento y la cantidad de fracturas, así como con la apertura media pero directa al presentar mayor rugosidad y tortuosidad. El tamaño de los cristales puede tener un rol importante en la aparición y localización de las fracturas, no siendo así su proporción. La permeabilidad aumenta respecto a las muestras sanas en varios órdenes de magnitud. Finalmente, el estudio conjunto de petrofísica y XR-mCT se muestra fundamental para establecer las condiciones de borde en la modelización de la permeabilidad asociada a fracturas.