03_sobrecarga

7/25/2019 03_Sobrecarga

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2015

Sobrecarga

MSc. Jorge Dueas

Facultad de Geologa Geofsica y MinasUNSA

www.unsa.edu.peEmail: [email protected]

Pasos delMEM

Presin de

porosSobrecarga

Sv

4

Marco del

ModeloMecnica

Estratigrfica

2

Esfuerzo

Mnimo,

Sh

Esfuerzo

Mximo,

SH

Direcciones

de los

Esfuerzos

7 8 9Anl is is de

Estabilidad

del agujero

10ParmetrosElsticos

& Resistencia

de la Roca

6

Data Audit

1 3 5


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Nomenclatura, Unidades y Conversiones

Sv Esfuerzo vertical total Sv Esfuerzo efectivo vertical Pp Presin de poros SH y Sh Esfuerzos horizontals mximo y mnimo

Esfuerzo = Fuerza / rea Medido en psi (pounds per sq. inch) Medido en Mpa (Megapascals) 1 Mpa = 145 psi Peso Equivalente del Lodo (Equivalent Mud Weight) Presin (psi) = EMW (ppg) * (TVD * 0.0519) EMW (ppg) = Presin (psi) / (TVD * 0.0519)

Densidad: PPG = g/cc * 8.345

Densidad del agua 8.7 ppg o 1.03 g/cc Presin /Gradiente del esfuerzo

Psi/ft: = PSI / TVD Ppg

3 esfuerzos principales

Los esfuerzo principales estn alineadasnormal y paralela a las superficies libres

La superficie de la tierra es una superficielibre, por lo tanto, el esfuerzo principal esvertical, y los otros dos son horizontales

Siempre son ortogonales entre si

El esfuerzo mayor no siempre es vertical

s2

s3

s1

Estado de Esfuerzos en el Subsuelo


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Fractura

hidraulicainducida

ShearFailure

EsfuerzoMnimo

EsfuerzoMximo

Pmud

Deformacin tpica de un pozo

Courtesy : Fuller/Etchecopar et

al

La estructura geolgica puede ser utilizado paradefinir la direccin y el orden de los esfuerzosprincipales

Indicadores de los esfuerzos -fallamientos yplegamientos

La estructura geolgica no necesariamente nosindica el estado de esfuerzos in situ - muchocuidado en el uso de este mtodo!

Esfuerzos obtenidos de las estructuras geolgicas


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Direccin del Esfuerzo

Geologa Estructural Plegamiento y Orientacin de la falla

Mtodos de pozo Registros caliper Registro de imgenes

- UBI - hole shape/breakout profile- FMI - identifies drilling induced features- RAB - breakout orientation/drilling induced features- ADN - quadrant hole shape

maximum

maximumminimum

Normal Inversa

Rumbo

Modelo Andersoniano de las fallas


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Esfuerzos HorizontalesH y h

En muchos ambientes deperforacin, los esfuerzoshorizontales son iguales.

Al perforar cerca de estructurasmasivas tales como: minas de salo en zonas tectnicas, losesfuerzos horizontales difieren.

Esfuerzo horizontal mayor (H)Estimado de la teora de la mec rocas

Esfuerzo horizontal menor (h)Determinado de la prueba del XLOTPresin de cierre de la fractura.

H

h

Pp = g |f(z)dz

v = g |b(z)dz

z=h

0

h

h

0

Sobrecarga vEsfuerzo Efectivo

Pore Pressure Pp

= v - PP

= Biot Constant

Esfuerzo Efectivo

Sobrecarga y Esfuerzo Efectivo


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Esfuerzo Efectivo Principal (Terzaghi):

Sobrecarga = Esfuerzo efectivo vertical + Presin de poro

Sv = v + Pp

Esfuerzo Efectivo- v La matriz de la roca no soportala carga completa de lasobrecarga y los esfuerzoshorizontales

Parte de esta carga la soportael fluido

El esfuerzo neto es el esfuerzoefectivo que es soportada porla matriz de la roca

El esfuerzo efectivo es usadopara determinar la resistenciaa la fractura de la roca

Pressure (psi)

TVD (ft)0

2000

4000

6000

8000

10,000

0.449 psi/ft normal

pressure gradient

4490

8.65 PPG normalpressure gradientTVD (ft)

0

2000

4000

6000

8000

10,000

Density (ppg)

Pore Pressure Gradient

449 2245

0.449 psi/ft / 0.0519 = 8.65 PPG

Mud Weight has

0.53 psi/ft

Cul es la densidad del lodo en ppg, si t iene

un gradient de presin de 0.53 psi/ft??


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Sobrecarga - v

Sobrecarga total = 8,976 psi

Gradiente = 0.748 psi/ft

La presin ejercida sobre una formacindebido al peso total del fluido por encimade esa profundidad es:

3,000 ft x 0.442psi/ft = 1326psi

Ley de Terzaghi:

v = + p

La presin ejercida sobre una formacindebido al peso total de la roca por encimade esa profundidad es:9,000 ft x 0.85psi/ft = 7650psi

1.0 g/cc

0 ft

250 ft

3000 ft

8000 ft

9000 ft

1

2

3

4

Zona 1 es agua de mar.

Zonas 2 y 3 son densidades mediascalculadas a partir de derrumbes y cuttings.

Zona 4 es la densidad promedio obtenido delos registros en el reservorio.

Cul es el esfuerzo de sobrecarga en psi a

9000 pies.?(Use :~conversion 0.433 psi/ft = 1 g/cc)

Ejercicios - Sobrecarga250ft*0.433psi/ft = 108.25psi

2750ft*0.7361psi/ft = 2024.28psi

5000ft*0.8227psi/ft = 4113.5psi

1000ft*0.9959psi/ft = 995.9psi

7,241.93 psi


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Medicin de la Sobrecarga

sea bed

mean sea level

Sobrecarga

reservoir- bulk density (b) log,core densities

regional/field bulk density (b) log

upper reservoir- regional bulk density (b) log,core densities

regional/field bulk density (b) log

cuttings, cavings, geological reports

1.03 g/cc. (Remember, when working on land v iscalculated from ground level NOT mean sea level)

Presin de Sobrecarga = Prof* densidad* 0.4335

Mtodos de Estimacin del Esfuerzo Vertical

Usando la Densidad

vi=i xhi vi Verticalstresscontributedbyith layer

i averageweightdensityoftheith layer

hi thicknessofthelayer

OBG= vi/Z

vi Verticalstresscontributedbyith layer

indexofthemateriallayer

n

numberof

material

layer

Z Verticaldepth

n

i=n


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Modelamiento 3-D

Piense en 3-D Conocer las estructuras Conocer la historia Conocer la desviacin del pozo

h& h

v& v

H& H

PPPP

Pensar en 3D


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Global Earth Stress Model: GOM: Variabil ity of Overburden Gradient

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

0 5000 10000 15000 20000 25000

Depth BMLft

pp

Variability of Overburden Gradient (OBG)

Densities from Ostermeier vs Traugott:

Compared with real dataComparison Densities

1.50

1.70

1.90

2.10

2.30

2.50

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000 18000 19000 20000

Depth BML

Densit

Ostermeier Traugott

Ostermeier - extrapolated beyond

data range - ie deeper than ~1000' BML.

Traugott - depth only method

Actual data - USE!!!! !

Ostermeier - use to ~500' BMLthen use Truagott - typefit to extrapolate to top of actual data - adjust Traugott to fit data points

1.95 g/cc at mudline?Use actual RHOB from Ostermeier

anddensity measurement at depth


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Example

Density/Velocity

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

2.2

2.4

2.6

2.8

3

60 80 100 120 140 160 180 200

DTCO

RHOB

A-5

A6

#2

#3

A-15

Projected

Establishing the Velocity to density transform

Deriving Overburden Stress

What difference does it make??????OBG Comparison

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18ppg

TVD

Modeled_WD_corr

Fun_BML

Traugott

Baker&Woods

J.Jones

h& h

v& v

H& H

PPPP


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Overburden Stress Calculation

Build compositedensity

Extrapolationinputs

Select methods Bore holeinformation

Preview window Density log

Preguntas?

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