Escalonamento de sistemas de fraturas em meios geológicos

O escalonamento em sistemas de fraturas tornou-se um campo ativo de pesquisa nos últimos 25 anos, motivado por aplicações práticas na disposição de resíduos perigosos, gerenciamento de reservatórios de hidrocarbonetos e avaliação de risco de terremotos. Publicações relevantes estão, portanto, amplamente disseminadas na literatura. Embora seja reconhecido que alguns sistemas de fraturas são melhor descritos por leis de escala limitada (lognormal, exponencial), agora se reconhece que leis de potência e geometria fractal fornecem ferramentas descritivas amplamente aplicáveis para a caracterização de sistemas de fraturas. Um argumento-chave para o escalonamento por leis de potência e fractais é a ausência de escalas de comprimento características no processo de crescimento de fraturas. Todas as características de leis de potência e fractais na natureza devem ter limites superior e inferior. Este tema foi amplamente negligenciado, mas estudos recentes enfatizam a importância das camadas em todas as escalas ao limitar as características de escalonamento de sistemas de fraturas naturais. A determinação de expoentes de leis de potência e dimensões fractais a partir de observações, embora superficialmente simples, é problemática, e o uso acrítico de técnicas de análise resultou em expoentes imprecisos e até mesmo sem sentido. Revisamos essas técnicas e sugerimos diretrizes para a estimativa precisa e objetiva de expoentes e dimensões fractais. Sínteses de comprimento, deslocamento, expoentes de leis de potência de abertura e dimensões fractais mostram, após uma apreciação crítica dos estudos publicados, uma ampla variação, frequentemente abrangendo a faixa teoricamente possível. Extrapolações de uma dimensão para duas e de duas dimensões para três mostram-se não triviais, e leis simples devem ser usadas com cautela. Direções para futuras pesquisas incluem técnicas aprimoradas para coletar conjuntos de dados em grandes intervalos de escala e aplicação mais rigorosa dos métodos de análise existentes. Mais dados são necessários sobre articulações e veios para esclarecer as diferenças entre os diferentes modos de fratura. As causas físicas do escalonamento por leis de potência e variação em expoentes e dimensões fractais ainda são mal compreendidas.