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Taller de Geomecánica en las Cuencas de MéxicoTaller de Geomecánica en las Cuencas de México

Geomecánica para GerentesIng. 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 Gradiente de FracturaVentana

Operativa

¿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”

• 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 Poro

Gradiente de FracturaPresión de Colapso

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 Poro

Gradiente de FracturaPresión de Colapso

Concepto Geomecánico

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.