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Taller de Geomecánica en las
Cuencas de México
Geomecánica para Gerentes
Ing. Francisco Espitia Hernández
Índice
• Definición
• Ventana Operativa
• Concepto Geomecánico
• Casos Reales
– Reynosa
– Veracruz
• Conclusiones
Definición
•
Geomecánica (del griego, prefijo geo significa Tierra; y mecánica) es el estudio
geológico de el comportamiento del suelo y de las rocas.
•
•
Las dos disciplinas principales de la geomecánica son:
–
Mecánica de Suelos
–
Mecánica de Rocas
La Mecánica de Suelos, trata con el comportamiento de los suelos desde una
pequeña escala, hasta un región extensiva.
•
La Mecánica de Rocas, trata con aspectos relacionados con las geociencias tales
como; Caracterización de masas de roca y su mecánica, las cuales a su vez se
aplican en la construcción de túneles, ruptura de rocas y perforación de pozos
petroleros.
¿Quién me dice si puedo perforar un pozo?
“ La Ventana Operativa ”
¿Qué es la Ventana Operativa ?
• Es el área definida por las curvas de
presión de poro y gradiente de fractura.
Presión de Poro
Ventana
Operativa
Gradiente de Fractura
¿Para qué sirve la Ventana Operativa ?
Para Construir el Programa de Perforación
Concepto Geomecánico
• Un elemento de roca en el subsuelo,
esta sometido a los siguientes esfuerzos:
– Vertical (Sv)
– Esfuerzo Máximo Horizontal (SH)
– Esfuerzo Mínimo Horizontal (Sh)
• Se considera que el estado del elemento
de roca es estático.
Concepto Geomecánico
•
El proceso básico de perforación
consiste
en
romper
la
roca,
utilizando una barrena y la sarta de
perforación y al unísono,
sustituir
ese elemento de roca por fluido de
perforación.
•
La columna de lodo solo puede
generar dos condiciones en las
paredes del pozo.
– Estabilidad
– Inestabilidad
Concepto Geomecánico
•
Los estudios geomecánicos pueden
ser
tan
sencillos
o
complejos,
dependiendo de la información
con
que se cuente.
– Sísmica
– Geología
– Pozos de Correlación
– Análisis de Núcleos
– Investigaciones previas.
•
Pero al final, todos deben de generar
la curva de “Colapso de la Formación”
Concepto Geomecánico
•
La relación entre la Curva de Colapso de la Formación y la Presión dentro del
Pozo, determinan la presencia de cavernas, cierres de pozo, atrapamientos
de sarta y fractura de la formación entre otros fenómenos.
Presión de Colapso
Presión de Poro
Gradiente de Fractura
Concepto Geomecánico
•
Como ejercicio básico, para este caso sin considerar la presión de colapso, el
pozo solo requiere de dos tuberías de revestimiento para llegar a su objetivo.
Presión de Poro
Gradiente de Fractura
Concepto Geomecánico
•
Considerando la Curva de Colapso de la Formación para llegar al objetivo, el
diseño demanda tres tuberías de revestimiento, lo que evitaría la presencia de
tiempos no productivos.
Presión de Colapso
Presión de Poro
Gradiente de Fractura
Casos Reales
• Reynosa
• Veracruz
Forastero #8
Resumen
•
Se perforó una sección en el pozo Forastero #8 con un valor de densidad
de lodo de 1.15 gr/cc, presentándose perdida de circulación.
•
No se bajaba el peso del lodo por la creencia de que la presión de poro es
cercana a la densidad del lodo PP = 1.10 gr/cc.
•
Con conceptos básico de geomecánica se demuestra que ese valor de
presión es demasiado para esa condición.
•
Se toman en cuenta la recomendación de reducir la densidad del lodo
hasta un valor de 1.02 gr/cc, lo que genera avance en la perforación sin
presencia de brote alguno.
Campo Perdiz
Resumen
•
El campo Perdiz se encuentra en etapa de desarrollo y no era lógico que
cada pozo nuevo a perforar presentara altos Tiempos No Productivos.
•
El proceso de caracterización de la sección a perforar de un campo,
establece que hay que determinar el origen de la inestabilidad, si esta es
por cuestiones de variación de presión y/o condiciones geomecánicas.
•
La culminación de la caracterización dió como resultado un concepto que
ha ahorrado, tiempo, dinero y esfuerzo y todo, por considerar los aspectos
geomecánicos.
Conclusiones
• La
Ciencia
Geomecánica
ha
aportado
respuestas
a
las
problemáticas de los campos de la División Norte, de forma veraz y
efectiva.
• Para tomar la decisión correcta de seguir con el programa del pozo
o no, se recomienda tomar en cuenta el punto de vista
geomecánico.
• Hay que planear y diseñar la perforación de pozos tomando en
cuenta los principios geomecánicos, lo más que puede pasar si la
incertidumbre de los cálculos geomecánicos es grande, es que la
ventana operativa sea similar a la generada en forma tradicional.