Determinacion de la Orientacion de las Direcciones de Esfuerzos en elYacimiento Eoceno, Campo Ceuta, mediante el Uso de Perfiles

Poquioma S. J. Walter. Santana M. Leonardo J.PDVSA. Exploracin y Produccin. PDVSA. Exploracin y Produccin.

ABSTRACT.

Los esfuerzos originalmente en sitio se encuentran equilibrados, pero cuando se realizanoperaciones de perforacin, completacin o produccin, este equilibrio se ve alterado y se corre elriesgo de perder la estabilidad del hoyo.

El objetivo de este trabajo es determinar la direccin de los esfuerzos horizontales mximos a partirdel uso de perfiles, utilizando datos obtenidos en el campo Ceuta, en la costa oriental del Lago deMaracaibo, Venezuela, complementados con datos obtenidos a partir de ncleos extrados en elrea.

La tcnica consiste en la determinacin de las direcciones de los esfuerzos horizontales a partir delazimuth de los "breakouts" u ovalizaciones detectadas en los pozos, mediante el uso deherramientas caliper e imgenes acsticas.

Este trabajo tiene como alcance la obtencin de las direcciones de esfuerzos horizontales, en l nose contempla determinar otras cantidades asociadas como son las magnitudes.

Los resultados de la investigacin indican que es factible medir los campos de esfuerzos con estetipo de tcnicas, obtenindose adems la determinacin de dos campos de esfuerzos distintos y unazona de desviacin entre ambos. Los campos de esfuerzos, regional y local, tienen como direccindel mximo esfuerzo principal N30O y N55E respectivamente, cotejando con lo esperadotericamente.

INTRODUCCIN.

Los esfuerzos originalmente en sitio se encuentran equilibrados, pero cuando se realizanoperaciones de perforacin, completacin o produccin este equilibrio se ve alteradosignificativamente, y es por ello que se corre el riesgo de perder la estabilidad del hoyo o deproducir arena que corroe tubera y produce daos a los equipos de subsuelo y superficie.

La prevencin de todas estas contingencias es la clave para minimizar los costos y el tiempoempleado en estas operaciones, hacindolas ms efectivas. Para ello se debe tener un perfectobalance entre los factores que intervienen en la formacin, tales como los esfuerzos, presin deporos, cohesin, etc. y las fuerzas que pueden ser controladas tales como la presin ejercida por elfluidos de perforacin / recompletacin, composicin qumica del lodo, direccin del caoneo y depozos horizontales o altamente inclinados.

De esta manera se evitan problemas de colapso y alargamiento del hoyo, prdidas de circulacin,arenamiento, atascamiento de tuberas de perforacin, colapso de revestidores, lneas de flujo, etc.que producen, desde incremento de los costos hasta prdida o abandono de los pozos.

El objetivo de este trabajo es determinar la direccin de los esfuerzos horizontales mximos en losyacimientos de edad Eoceno de la costa oriental del Lago de Maracaibo, especficamente en el

campo Ceuta, rea 2 Sur, Venezuela, mediante el uso de perfiles destinados para tal fin,complementados con los resultados de anlisis de ncleos obtenidos en la zona.

El rea 2 Sur de Ceuta, se encuentra dentro de un marco geolgicamente complejo, consideradaentre las de mayor inters para la corporacin, debido a que en la misma se ha realizado unaexhaustiva campaa de avanzada sin haber podido determinar an el lmite Sur de la acumulacin.

Conociendo la direccin del mximo esfuerzo horizontal en el rea 2 Sur, se puede determinar latrayectoria ms ptima de perforacin y caoneo, para evitar los inconvenientes de arenamientobastante comunes en el rea.

DESARROLLO.

Estado de los Esfuerzos en Sitio.

Los esfuerzos en sitio de un yacimiento se encuentran inicialmente en equilibrio, pero si por algunarazn las fuerzas cambian o se distorsiona ese equilibrio, tendr lugar una correccin natural en elyacimiento para restaurar la estabilidad.

Los esfuerzos en el yacimiento pueden representarse en tres direcciones principales, verticalmentepor sobrecarga de los sedimentos (Sv) y horizontalmente en dos direcciones ortogonales entre s.Estos dos esfuerzos horizontales generalmente no son iguales y por convencin el mximo ymnimo esfuerzo se denotan con SH y Sh respectivamente (figura 1).

A medida que se perfora un pozo se altera el equilibrio de los esfuerzos que prevalecen en elyacimiento. Para compensar este desequilibrio se utiliza la presin hidrosttica, con la cual se tratade equilibrar los esfuerzos ejercidos desde el yacimiento hacia el pozo. Dado que la presin delfluido de perforacin es uniforme en todas las direcciones, no es posible balancear completamentelos esfuerzos y en consecuencia, la roca alrededor del pozo se distorsiona y puede fallar si laredistribucin de esfuerzos excede su resistencia (figura 2).

Alternativamente, la formacin puede fallar por los esfuerzos de tensin y compresin. Losesfuerzos de tensin dan lugar a un mecanismo de falla que ocurre cuando la presin hidrostticaejercida por la columna de lodo excede la resistencia de la roca, esto provoca fracturas a lo largo deun plano perpendicular a la direccin del esfuerzo mnimo en sitio, produciendo elongaciones, loque puede venir acompaado de una prdida de circulacin.

Breakouts.

Las elongaciones pueden definirse como un marcado alargamiento alrededor del dimetro nominaldel hoyo. Los primeros estudios sobre la direccin de las elongaciones de los hoyos fueronrealizados por Cox en el ao de 1970, en un estudio de un perfil de buzamiento de cuatro brazos enAlberta, Estados Unidos.

Bell y Gough (1979) expandieron este estudio proponiendo que los diferentes esfuerzoshorizontales pueden contribuir a la elongacin del hoyo, la cual es paralela a la direccin del menoresfuerzo horizontal. Ellos demostraron que las fracturas hidrulicas de Cold Lake se iniciaron endireccin paralela a la orientacin de la ovalizacin o "Breakouts", resultando esta ltima ladireccin del menor esfuerzo horizontal.

Existen dos tipos de elongaciones bsicamente, las ovalizaciones y los derrumbes. La ovalizacin (obreakout) es un alargamiento alrededor del dimetro nominal del hoyo en una sola direccin y esoriginado por un esfuerzo de falla de extensin (Figura 3).

El segundo tipo de alargamiento es llamado derrumbe (o washout) y puede ocurrir en ambosdimetros a la vez en diferentes valores. Este alargamiento es atribuido al deterioro mecnicocausado por la tubera de perforacin y otras causas. La diferencia bsica entre un breakout y underrumbe es que el primero esta orientado en el pozo, mientras que los derrumbes no exhiben unaorientacin consistente, salvo la influencia de desviacin del hoyo por arrastre de tuberas.

El trmino breakout en la industria petrolera es una diferencia de azimuth consistente en una soladireccin a lo largo del pozo, es decir, son elongaciones o ampliaciones simtricas producidasdiametralmente opuestas en el hoyo (figura 4).

Bell y Gough desarrollaron una teora sobre la formacin de los breakouts que sostiene que estospodran ser formados por fallas de corte en las paredes del pozo en las regiones de mayorconcentracin de esfuerzos de compresin. En un pozo vertical, esto implica que el breakout podrainiciarse a lo largo de un azimuth paralelo al del mnimo esfuerzo horizontal (figura 5).

Una posible explicacin de la profundidad y apariencia irregular de los breakouts es que estoscontinan creciendo despues de su formacin inicial. El inicio de la ovalizacin se ha tratado deexplicar con dos mecanismos, el mecanismo de breakouts y el llamado mecanismo de interseccinde la fractura.

El mecanismo del breakout predice que la ampliacin del hoyo se alinea con la direccin del menoresfuerzo horizontal y se basa en correlaciones con las direcciones de esfuerzos inferidas deterremotos o medidas de pozos cercanos.

El mecanismo de interseccin de la fractura predice que la direccin del menor esfuerzo horizontalse alinea con el rumbo de las fracturas naturales y se basa en la extrapolacin de la disposicin delas fracturas vistas en afloramientos a profundidad.

Deteccin y Visualizacin de Breakouts.

Calipers.

Las primeras fuentes de informacin acerca de los breakouts en los pozos son los registros caliperde cuatro y seis brazos, ya que permiten obtener la ovalizacin del hoyo a lo largo de toda suextensin.

Los esfuerzos horizontales en el hoyo generan breakouts, los cuales pueden ser una indicacin de ladireccin de los principales esfuerzos horizontales ya que estos se desarrollan en la direccin delmenor esfuerzo.

Debido al diseo de la herramienta (figura 6), los brazos quedan completamente en contacto con lasparedes del hoyo en un giro constante, apoyando las almohadillas para realizar mediciones. En casode que exista un derrumbe, ensanchamiento en las paredes o un breakout, la herramienta arrastra lospatines apoyados a la pared y reporta la anomala en el registro.

Para cada una de las anomalas la herramienta produce una respuesta especfica (figura 3). Elconjunto de datos recolectados es procesado mediante software especializado y se general un perfilde dos secciones que consta de tres pistas (tracks) en la primera seccin y cuatro en la segunda.

En la primera pista (Depth) se muestra una escala de profundidad en pies a la izquierda, y laprofundidad a la que se hallaba la herramienta al momento de reportar la medicin y construccinde la elipse a la derecha. La segunda pista (Bit Size) muestra la forma del hoyo registrada por laherramienta y la posicin relativa de esta dentro del mismo. Provee adems informacin acerca dela distancia de cada uno de los patines al centro de la herramienta (en pulgadas).

En la pista se muestran los datos procesados y la elipse de ovalizacin en caso de que esta pueda serprocesada. Si la herramienta detecta un derrumbe o el dimetro nominal del hoyo, se limitar amostrar un dibujo con el dimetro del futuro casing, lo que facilita los clculos de volumen decemento.

En la tercera pista (Borehole Data) se muestran los datos de las longitudes (en pulgadas) de losdimetros mayor y menor de la elipse de ovalizacin y el ngulo que forma el eje mayor respecto alnorte. La segunda seccin del perfil consta de cuatro pistas. La primera de stas es la pista delgamma ray (GR) que puede emplearse para correlacionar. Las otras tres pistas indican la forma delhoyo reportada por cada uno de los tres pares de patines pie a pie.

As puede tenerse una idea de la forma del hoyo de arriba hacia abajo, es decir, de maneralongitudinal. La lnea segmentada se supone el centro de la herramienta y cada una de lasalmohadillas o patines genera una curva que debe ser cotejada con las elipses de ovalizacin paragarantizar la existencia de los breakouts.

Registros de Imgenes.

Los registros de imgenes acsticas (figura 7) generan imgenes detalladas de las paredes del hoyo.Su principio bsico consiste en un transductor montado en una seccin rotatoria que opera en modode eco pulsante, es decir, el mismo dispositivo emite un pulso ultrasnico y graba su reflexinproveniente de la pared del hoyo. En cada disparo se registran dos parmetros, el tiempo de transitoy la amplitud de onda reflejada.

El transmisor gira seis veces por segundo adquiriendo 250 muestras de amplitudes por cadarevolucin y sus correspondientes tiempos de transito. De esta manera estas herramientas completanlos 360 grados del hoyo.

La imagen est compuesta por pixeles de puntos de datos, representando la amplitud de lareflectancia acstica de la pared del hoyo, la cual esta afectada por la impedancia acstica de laroca. Las formaciones de alto reflejo acstico son representadas con una imagen de color claro,mientras que las de bajo reflejo son representadas con un color oscuro. La principal aplicacin conque cuenta esta herramienta en geomecnica es que permite una rpida deteccin de breakouts conel uso de un software especializado.

rea en Estudio.

El rea en estudio es la zona denominada rea 2 Sur en el campo Ceuta, que se encuentra en lacosta oriental del Lago de Maracaibo. La cuenca del Lago de Maracaibo est localizada al norestede Venezuela (figura 8), ocupando un rea de aproximadamente 62000 Km. De esta cuenca se hanproducido aproximadamente 35 billones de barriles de petrleo desde 1914, de all que algunos desus yacimientos han sido clasificados entre los mas grandes del mundo.

El campo Ceuta est ubicado al Este del Lago de Maracaibo (Bloque VII), al Sur de una serie defallas de rumbo SO-NE conocida como "sistema de fallas de pueblo viejo" y se encuentrasubdividido en 8 reas tanto terrestre como lacustres.

Una de estas reas, el rea 2 Sur, se encuentra situada en la regin suroccidental del campo Ceuta,limitada al Norte por una falla normal de rumbo noreste, al Oeste pro la falla inversa VLC-70, aleste por otra falla inversa (VLG-3686), ambas con rumbo Norte sur y buzamiento al Este.

Hasta el presente no se ha determinado el lmite Sur de la acumulacin, an con la perforacin depozos recientes que muestran condiciones casi originales de la presin del yacimiento y mejoras enlos valores de las propiedades petrofsica, por lo que el lmite Sur es arbitrario (figura 9).

Reservas/ geologa.

El rea 2 Sur se encuentra en una regin geolgicamente compleja cuya columna estratigrfica estmostrada en la figura 10. La seccin de inters para este estudio es la que est comprendida en elEoceno, constituido por las formaciones Pauj y Misoa, sta ltima divida en arenas B y C. De todoeste sector, el estudio esta centrado en las arenas C (que van de C1 hasta C7) debido a que la mismapresenta los yacimientos de mayor inters para la operadora petrolera nacional. Obsrvese lacomplejidad del sistema, que presenta discordancias con el Mioceno y el Paleoceno.

Estos yacimientos contienen un POES (Petrleo Original en Sitio) de ms de 3.0 MMMBNP, lo quedemuestra claramente las oportunidades tecnolgicas del campo Ceuta. Todos estos datos sonreferidos al ao 1999.

METODOLOGA.

Para determinar la direccin de los principales esfuerzos horizontales, se seleccionaron los datosprovenientes de los registros existentes en el rea. El resultado de esta recoleccin de informacinindica un total de 15 pozos seleccionados presentando 10 de stos calipers de seis brazos y losrestantes 5 herramientas de imgenes acsticas.

Adicionalmente se recaud informacin sobre intervalos perfilados y dimetro nominal del hoyopara cada uno de estos pozos en el Eoceno, que es donde se desarrolla este trabajo.

Posteriormente fueron seleccionados cuatro pozos a los cuales se le ha realizado pruebas delaboratorio para determinar la direccin de los esfuerzos principales, estos son los pozos VLG 3743,VLG 3768, VLG 3780 y VLG 3782. Este ltimo paso se realiza con el fin de ampliar el conjunto dedatos para el posterior anlisis geoestadstico y validar los resultados obtenidos con estainformacin complementaria.

Una vez recolectados los datos se clasificaron atendiendo a una serie de consideraciones que puedenafectar el resultado del estudio. El primer criterio que se utiliz en este caso fue el de emplear losdatos de los pozos que se encontraran mas alejados de las fallas, tomando como punto de partida alos pozos que se encontraran cercanos al centro del rea. Esto redujo significativamente la cantidadde datos a utilizar, razn por la cual tuvo que ser incluido el conjunto de datos de todos los pozos.

Luego el conjunto de datos se redujo significativamente debido a que en algunos de los pozosseleccionados se hizo posible el anlisis del registro. Esta limitacin tiene su origen en laconfiguracin empleada en la herramienta caliper al momento de la corrida en el pozo. En dichaconfiguracin, se obvi el mdulo con el que es posible orientar la herramienta, de este modo, sehace imposible determinar la direccin de la elipse de anisotropa respecto al norte.

En un total de diez pozos que deban ser empleados para realizar el estudio en el rea 2 Sur solodos presentaron el mdulo de orientacin. Los ocho pozos restantes presentaban el mensajeOrientation Index : None, por lo que no pudieron ser empleados.

Los breakouts obtenidos en cada uno de los restantes pozos en estudio fueron tabulados (Tabla 1) yse procedi a realizar sobre estos un anlisis estadstico, obtenindose as por pozo la media, moday mediana del azimuth de la direccin del mayor esfuerzo horizontal.

Como puede suponerse, con las herramientas de imgenes acsticas es posible detectar un mayornmero de ovalizaciones, por lo tanto se pueden producir mas datos y esto hace que los pozos a losque se ha corrido esta herramienta provean mayor representatividad del fenmeno en estudio.

Los resultados obtenidos son analizados entendiendo la naturaleza fsica del fenmeno deovalizacin. Como se sabe, una de las caractersticas mas importantes de stas direcciones, es queson magnitudes vectoriales, por lo que no pueden ser promediadas y de esta manera se descarta elvalor de la media.

La mediana y la moda tendran comportamientos similares, como puede observarse en la figura 11,en la que se obtiene una recta con un 99,85 % de correlacin lineal entre los puntos. Sin embargo, lalgica lleva a indicar que la categora de moda es la que fsicamente se comporta de manera masrepresentativa, debido a que es la que indica el mximo nmero de breakouts por pozos, apuntandoen la misma direccin.

Por esta razn se toma como valida la categora moda y con ella se construye un mapa (figura 12,lneas azules) en el cual puede observarse la tendencia del mximo esfuerzo horizontal. Debido alreducido conjunto de datos, en este mapa no se poda aplicar la tcnica geoestadstica convencional,ya que de hacerse se podra incurrir en errores por la incertidumbre y por la misma naturalezavectorial del fenmeno.

Para validar los resultados y aumentar el conjunto de datos, se emplean los datos obtenidos sobrepropiedades mecnicas y direccin de esfuerzos del rea 2 Sur a partir de ensayos de laboratorio ancleos mediante SWAA (Shear Wave Accoustic Anisotropy), AAA (Accoustic AnisotropyAnalysis) y DSA (Diferential Strain analysis) (Tabla 2).

Para proponer un solo valor mediante el anlisis de ncleos debe emplearse el resultado del DSA,debido a que los ensayos SWAA y AAA suponen que el eje del hoyo est alineado con la direccindel esfuerzo vertical, lo que no siempre es correcto y por lo tanto genera errores de medicin.

Las lneas rojas de la figura 12 muestran el mapa obtenido a partir de los datos de ncleos y sucomportamiento. Obsrvese que la cantidad de datos es an mas escueta que la obtenida a partir deperfiles. Debe destacarse que este tipo de datos tiene carcter puntual, es decir, la direccin medidaen las pruebas de ncleos se hace en un punto del mismo a la profundidad que sea de inters paralos ingenieros de yacimientos.

En la figura 12 puede notarse que la preferencia en la direccin de los esfuerzos horizontalesmayores obtenidos a partir de registros es paralela a la falla VLG-3686, mientras que en los datosobtenidos a partir de ncleos se observa que el mayor esfuerzo horizontal tiende a alinearseperpendicularmente a dicha falla.

La explicacin de este fenmeno es muy sencilla, los ncleos que han sido tomados en esta rea seextrajeron de pozos muy cercanos a la falla VLG-3686 y por lo tanto los resultados para determinar

la direccin de los esfuerzos se encuentran afectados por el campo de esfuerzos locales que segeneran en dicha falla debido a la interaccin con los bloques vecinos.

El campo de esfuerzos mostrado en la figura 12 paralelo a la falla VLG-3686 ser entonces elcampo de esfuerzos regionales, es decir, en l los esfuerzos estn sometidos a una direccin decompresin regional, que no es otra que la que se le aplica al volumen de manera que en un lapso detiempo las condiciones permanezcan invariantes. En este caso, este campo est generado desde elEoceno Superior, luego de la colisin de las placas del Caribe y Sur Americana.

En la figura 12 puede observarse una variacin en la direccin entre los pozos VLG- 3743 y 3768.Esto es lo que se conoce como una desviacin, que corresponde al ngulo que hacen las direccionesde compresin regionales y locales. Es importante destacar que el campo de esfuerzos local tendera someterse en la direccin del campo de esfuerzos regional, ya que la magnitud de ste ltimo esmucho mayor.

Tomando adems los datos del rea 8 Centro y Sur, que es vecina al rea en estudio y presentacaractersticas similares, se puede aplicar una tcnica novedosa conocida como geoestadsticamodificada para cantidades vectoriales.

El resultado final, aplicando la tcnica geoestadstica modificada para anlisis de cantidadesvectoriales puede observarse en la figura 13 y como era de esperarse existe un campo de esfuerzoslocales que pierde intensidad hacia el sur de la acumulacin, un campo de esfuerzos regionaldominante a lo largo de toda el rea y la zona de desviacin que indica el lmite entre el campo deesfuerzos locales y regionales.

De esta manera se obtienen dos tendencias principales en el rea, cerca de la falla VLG- 3686 conN50E y al alejarse de esta una direccin preferencial de N40O, ambas para definir la direccin delmayor esfuerzo horizontal.

DISCUSIN DE RESULTADOS.

La determinacin de las direcciones de fracturamiento en las rocas es fundamental para laplanificacin de la perforacin de pozos horizontales entre otros, con miras a aumentar laproduccin del yacimiento. Estas direcciones estn ligadas a las de los mximos esfuerzos, portanto, una metodologa que defina el campo de estos esfuerzos de un rea es de suma importancia.

La direccin de esfuerzo mximo para el rea 2 Sur de Ceuta es de N40O para las localizacionesalejadas de la falla VLG 3686, lo cual es consistente con la direccin estimada a travs de lainterpretacin de otras tcnicas de mbito regional como el anlisis de ovalizaciones de otrosyacimientos de la Cuenca dispersos geogrficamente, especficamente Mara Oeste, Bara Motatny Ta Juana.

Puede entonces indicarse que el rea 2 Sur de Ceuta presenta una componente de esfuerzosmximos de carcter regional que coteja con el marco tectnico de la Cuenca del Lago deMaracaibo.

Las medidas geomecnicas de las direcciones de mximos esfuerzos realizadas en los pozoscercanos a la falla VLG 3686 corresponden a un campo de esfuerzos mximos dominado por unadireccin compresional a lo largo de sta, originado por interaccin con los bloques vecinos.

Obsrvese que la direccin del mximo esfuerzo en esta regin es perpendicular a la direccin de lafalla, resultado que era predecible tericamente. Es de esperar entonces, que se considere como

vlido ya que el mnimo esfuerzo tendra una direccin paralela a la falla en este sector. Este campode esfuerzos se muestra ms intenso hacia el Norte del rea,y su direccin es aproximadamenteNNE.

Hacia el centro del bloque se observa una tendencia del esfuerzo mximo horizontal a orientarse enla direccin NNO, que coteja con la componente de esfuerzos mximos de carcter regional de laCuenca del Lago de Maracaibo, originada segn estudios anteriores por la colisin oblicua de lasplacas del Caribe y Sur Americana durante el Eoceno Superior.

En el mapa se puede distinguir tambin la zona de desviacin que corresponde al ngulo formadopor las direcciones de compresin regional y local. Esta zona pone en evidencia las perturbacioneslocales ligadas al material en s.

Puede entonces suponerse que el campo de esfuerzos en el rea 2 Sur de Ceuta presenta tres zonasbien delimitadas. Una cuya direccin de esfuerzos es coincidente con el campo de esfuerzosregional, una zona gobernada por la direccin de esfuerzos sometidos a un campo local y una zonade desviacin generada por el ngulo formado entre las dos direcciones anteriores.

Sin embargo, observndose el mapa de tendencias de direccin de mximos esfuerzos horizontalesgenerado por mtodos estocsticos, puede notarse que a lo largo de la falla VLC-70 no se generaningn tipo de esfuerzos locales, inclusive, si se emplean los resultados obtenidos en el rea 8Centro y Sur cuyos pozos presentan graves problemas de estabilidad, puede observarse que losmismos cotejan con los obtenidos a lo largo de la falla VLG-3686.

Esto lleva a pensar que la teora de las tres zonas es refutable y que deben emplearse otrasherramientas para la sustentacin de una nueva teora, la existencia de una barrera tectnica queatraviesa el rea 2 Sur en direccin paralela a la falla VLG-3686, interceptando sta bajo el pozoVLG-3780.

Para ello se sigui una tcnica empleando los mtodos de estimacin de Kriging ordinario 2D,aplicando una serie de semivariogramas esfricos con un rango aproximadamente igual a ladistancia entre los pozos.

Se aplic Kriging solo en los estratos C2 y C3 para predecir la tendencia de produccin de arena(figura 14), proporcin de la arena rgida total (figura 15) y porosidad promedio (figura 16), debidoa que una fraccin dominante de los pozos se encuentran completados en este intervalo.

Los resultados obtenidos con esta tcnica sustentan la existencia de una barrera tectnica, que no hapodido ser detectada mediante los procedimientos de ssmica probablemente debido a que la mismaescapa a la resolucin empleada. Obsrvese que en la regin donde acta el campo de esfuerzoslocales, la roca es ms porosa en ambos estratos, la rigidez es menor y se produce mayor cantidadde arena (Figura 17).

La combinacin de las tcnicas geomecnica y geoestadstica llevan a suponer entonces que estabarrera tectnica se encuentra a lo largo de la zona anteriormente denominada zona de desviacin, yque esta podra ser una falla de poco salto u otra barrera similar.

Evidentemente esta podra ser la respuesta al arenamiento sufrido por los pozos que se encuentranal Oeste de la barrera descubierta. La produccin, caoneo y otras actividades desarrolladas en elrea 2 Sur se han generado en funcin de un bloque tectnico con similares caractersticas a lolargo del mismo, cuando el rea se encuentra formada por dos bloques de distintas caractersticas.

Las reas mas explotadas (Oeste de la barrera) presentan presiones lgicamente menores, de estamanera se tienen mayores esfuerzos efectivos que controlan la resistencia de la roca y por lo tantoen estas zonas se propicia mayor produccin de arena. Igualmente se concentran rocas con mayorporosidad y menor rigidez, como ya se ha indicado anteriormente.

Dicha barrera tectnica tender entonces a desplazarse en direccin NO-SE hasta hacer contactocon la falla VLG-3686 por debajo del pozo VLG-3780, delimitando as los dos bloques, el principalsometido al campo de esfuerzos regionales de la Cuenca del Lago de Maracaibo (al Este de labarrera) y el secundario con variaciones de direccin de esfuerzos de carcter locales, similares alos encontrados en las reas vecinas.

CONCLUSIONES.

Luego de culminadas las fases de recoleccin, validacin y anlisis de datos, y habiendo discutidolos resultados obtenidos, se puede concluir que:

1. La integracin de las tcnicas geomecnica y geoestadstica con la geologa permite obtener elpatrn de los esfuerzos mximos y mnimos horizontales de un rea, guardando relacin con elsistema tectnico compresional que los crea. De esta manera, es posible predecir la direccin delos esfuerzos horizontales principales en un pozo a perforar.

2. El rea 2 Sur se encuentra dividida en dos bloques diferentes, separados por una barreratectnica no detectada por ningn procedimiento geofsico convencional, obtenida a partir de laconjuncin de tcnicas geomecnicas y geoestadsticas conjuntamente con la geologa.

3. Los anlisis realizados indican que la direccin del mayor esfuerzo horizontal en el bloquetectnico principal del rea 2 Sur de Ceuta es de N40O aproximadamente, lo que concuerdacon el rgimen de fallamiento regional existente en la zona, producido por la accin del choqueentre las placas del Caribe y Sur Americana durante el Eoceno Superior.

4. El bloque tectnico secundario del rea 2 Sur presenta un campo de esfuerzos producido por lainteraccin con los bloques vecinos, cuya direccin es N50E que tiene su origen en la fallaVLG-3686 en la misma direccin de compresin local, a lo largo de sta, y cuya magnitud seatena hacia el Sur.

5. Entre los pozos VLG-3743 y VLG-3768 se observa un cambio de direccin de los esfuerzosmximos correspondientes a los efectos de las compresiones regionales y locales, detectado apartir de pruebas de laboratorio. Esto permite suponer que la barrera tectnica se encuentra entreambos.

6. El mecanismo de formacin de ovalizacin en el hoyo que aplica al rea 2 Sur es el debreakouts, por esta razn, la elipse de ovalizacin registrada por las herramientas se encuentraalineada con el azimuth del menor esfuerzo horizontal.

7. Las herramientas de perfilaje permiten obtener la direccin de los esfuerzos horizontales a lolargo de todo el hoyo con un costo significativamente menor que las pruebas realizadas enmuestras de ncleos (DSCA, SWAA, AAA), que solo permiten determinar la direccin de losesfuerzos principales a determinadas profundidades.

En virtud de lo anteriormente concluido se recomienda:

1. Perforar los pozos en el rea orientados en la direccin del esfuerzo horizontal mximo deacuerdo con lo establecido en este estudio, empleando para ello el mapa generado en esteestudio. De esta manera se reduce el riesgo de atascamiento de tuberas, colapso de hoyos,arenamiento y cementaciones defectuosas.

2. Debe implementarse el caoneo orientado en la direccin establecida en este estudio del mayoresfuerzo horizontal para cada bloque tectnico, con la finalidad de obtener cavidades masestables y reducir de esta manera el arenamiento, reduciendo los costos significativamente.

3. En lo posible, planificar localizaciones alejadas de la falla VLG-3686 hacia el Norte del readebido a la incertidumbre que crea el campo de esfuerzos locales en cuanto a la direccin deesfuerzos horizontales principales y su desviacin, estado de agotamiento de presin ycaractersticas mecnicas de la roca.

4. Realizar tomas de registros para determinacin de direcciones de esfuerzos como parte delconjunto de registros obligatorios en los prximos pozos a perforar, a fin de realizarcorrelaciones y obtener la direccin del esfuerzo principal en cada pozo. Durante la corrida deestos registros, deber hacerse obligatorio el uso del mdulo de orientacin.

5. Seleccionar los ensayos geomecnicos en muestras de ncleo con el debido cuidado que ellorequiere. Debe recordarse que los perfiles emiten datos a lo largo de todo el hoyo con un costomenor a los ensayos que corresponden solo a resultados puntuales que pueden alterar elresultado final de determinar propiedades con la aqu estudiada.

6. Utilizar esta tcnica en todos los yacimientos donde se disponga la informacin con el fin decaracterizar stos geomecnicamente y de este modo mejorar el recobro y minimizar laproduccin de slidos aplicando una serie de planes como perforacin de pozos horizontales,altamente desviados, fracturamiento hidrulico y caoneo orientado.

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22. Zoback M, et al. Wellbore Breakouts and In Situ Stress.Journal of Geophisical Research. 1985.

Figura 1. Estado de los Esfuerzos en Sitio.

Figura 2. Redistribucin de Esfuerzos en el Pozo.

Figura 3. Tipos Bsicos de Elongaciones.

Figura 4. Ovalizacin o Breakout.

Figura 5. Origen de las Ovalizaciones o Breakouts.

Figura 6. Herramienta Caliper para Deteccin de Breakouts.

Figura 7. Herramienta de Imgenes Acsticas.

Figura 8. Cuenca del Lago de Maracaibo.

Figura 9. rea 2 Sur de Ceuta.

Figura 10. Columna Estratigrfica, rea 2 Sur.

Tabla 1. Estadstica Sumaria, Fenmeno de Ovalizacin.

Pozo Media Moda Mediana3782 N85E N63E N70E3785 N28O N25O N24O3789 N25O N20O N20O3794 N29O N31O N31O3807 N27O N49O N45O3809 N35O N34O N34O3815 N29O N30O N28O

Correlacin Moda - Mediana

y = 1,0601x - 2,9367R2 = 0,9985

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Moda

Med

ian

a

Figura 11. Correlacin Moda Mediana.

Figura 12. Tendencias de Conjuntos de Datos y Campos de Esfuerzos.

Figura 13. Modelo Propuesto con Geoestadstica Vectorial.

Figura 14. Kriging Para Produccin de Arena, Estratos C2 y C3.

Figura 15. Rigidez de la Arena, Estratos C2 y C3.

Figura 16. Porosidad Promedio, Estratos C2 y C3.

Figura 17. Modelo de Dos Bloques con Barrera Tectnica.

Tabla 2. Pozos con Ensayo DSCA.Pozo Direccin Comentario

VLG 3743 N42OVLG 3768 N80EVLG 3780 N74E Fractura InducidaVLG 3782 N73E Pozo con Caliper

AbstractIntroduccinDesarrolloEstado de los Esfuerzos en Sitio.BreakoutsDeteccin y Visualizacin de BreakoutsCalipersRegistros de Imgenesrea en EstudioReservas/ geologa

MetodologaDiscusin de resultadosConclusionesBibliografaFiguras y tablasFigura 1. Estado de los Esfuerzos en Sitio.Figura 2. Redistribucin de Esfuerzos en el Pozo.Figura 3. Tipos Bsicos de ElongacionesFigura 4. Ovalizacin o BreakoutFigura 5. Origen de las Ovalizaciones o BreakoutsFigura 6. Herramienta Caliper para Deteccin de BreakoutsFigura 7. Herramienta de Imgenes AcsticasFigura 8. Cuenca del Lago de Maracaibo.Figura 9. rea 2 Sur de Ceuta.Figura 10. Columna Estratigrfica, rea 2 Sur.Tabla 1. Estadstica Sumaria, Fenmeno de Ovalizacin.Figura 11. Correlacin Moda Mediana.Figura 12. Tendencias de Conjuntos de Datos y Campos de Esfuerzos.Figura 13. Modelo Propuesto con Geoestadstica Vectorial.Figura 14. Kriging Para Produccin de Arena, Estratos C2 y C3.Figura 15. Rigidez de la Arena, Estratos C2 y C3.Figura 16. Porosidad Promedio, Estratos C2 y C3.Figura 17. Modelo de Dos Bloques con Barrera Tectnica.Tabla 2. Pozos con Ensayo DSCA.

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