INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA Y ARQUITECTURA Ciencias de la tierra

RECOPILACIN DE ARTCULOS EXPUESTOS DURANTE EL 3er PARCIAL.Asignatura: Yacimientos Naturalmente Fracturados

Profesor: Ortiz Daz Alfonso

Autores: Castaeda Nava Rubn Romo Romero Hctor Velzquez Rebollar Lenin Julio Jimnez Daz Vctor Josu Elizalde ngel

Grupo:3PM12

Fecha de entrega: 15/junio/2012

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NDICEANLISIS Y MEDICIONES DE FRACTURAS EN NCLEOS. 2a MEDIDAS PRELIMINARES EN EL PROCESO DE MUESTREO. IMPORTANCIA DEL TRABAJO DE CAMPO. IMPORTANCIA DE PRESERVAR LA MAYOR PARTE DEL NCLEO. RECUPERACION DISEO Y MARCADO DEL NCLEO. MEDICIN DEL BUZAMIENTO DE LA FRACTURA Y EL RUMBO. VENTAJAS DE LA TCNICA DE PALEOMAGNETISMO PARMETROS DE FRACTURA QUE DEBEN MEDIRSE EN UN NCLEO DESCRIPCIN DE LAS FRACTURAS EN NCLEOS PROVENIENTES DE POZOS DESVIADOS. CARACTERSTICAS CALCULABLES SOLO EN NCLEOS DESVIADOS ESPACIADO DE FRACTURAS SUBSUPERFICIALES: COMPARACIN DE INTERFERENCIAS DE NCLEOS INCLINADOS/HORIZONTALES Y VERTICALES. 2b REVISIN DE DATOS Y MTODOS SEPARACIN DE FRACTURA Frecuencia de fractura en pozos verticales MWX. (FRACTURAS DE ALTURA). DISTRIBUCIN DE FRACTURAS VERTICALES CONVERSIN DE LOS DATOS VERTICALES A ESPACIAMIENTO LATERAL. SEPARACIN DE FRACTURA EN EL POZO DESVIADO SHCT-1 ESPACIAMIENTO DE FRACTURA Y GROSOR DE CAPA AFLORAMIENTO DE FRACTURAS LITOLOGA.EL INGREDIENTE FALTANTE EN EL ANLISIS DE NCLEOS FRACTURADOS. 2c LA IMPORTANCIA DE TOMA DE MUESTRAS. FRACTURAS INDUCIDAS EN NCLEOS DE MESAVERDE, NORESTE DE COLORADO. 2d FRACTURAS INDUCIDAS EN NCLEOS DE MWX. ORIGEN DE LAS FRACTURAS INDUCIDAS LOS CLCULOS DE ELEMENTOS FINITOS ORIENTACIN DE LA FRACTURA DEL PTALO ESPACIAMIENTO Y DISTRIBUCIN DE LA FRACTURA PTALO ORIGEN DE LAS FRACTURAS DE LNEA DE TRAZADO LOS EFECTOS DE LA SUSCEPTIBILIDAD DE FRACTURAS DIFERENCIALES EN LITOLOGAS HETEROGNEAS. 2f GEOLOGA DE LA FORMACIN WASATCH EN RIFLE GAP DESCRIPCIN DE FRACTURAS PRINCIPALES TENDENCIAS DE FRACTURAS FRACTURAS OBLICUAS EN LENTE E. EL ESPACIAMIENTO DE FRACTURAS

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ANLISIS Y MEDICIONES DE FRACTURAS EN NCLEOS

Las fracturas naturales influyen en el comportamiento tanto de produccin como en la declinacin de presin del yacimiento. Esta influencia puede resultar tanto negativa como positiva sobre todo en la parte de flujo de fluidos. Las fracturas naturales generalmente presentan ciertas caractersticas constantes son:

Perpendiculares, sin embargo, esto no excluye la posibilidad de fracturas horizontales, aunque stas son mucho menos frecuentes y menos grandes que las verticales. Orientacin, Estn orientadas de acuerdo con uno o varios rumbos prevalecientes.

Produccin.

Los yacimientos con baja recuperacin de hidrocarburos: estos yacimientos pueden parecer altamente productivos al comienzo pero su produccin declinara rpidamente. Si bien casi todos los yacimientos de hidrocarburos son afectados de alguna manera por las fracturas naturales, los efectos de las fracturas a menudo se conocen en forma imprecisa y en gran medida se subestiman. Las fracturas naturales tambin estn presentes en todo tipo de yacimiento siliciclstico (principalmente arenas), lo que complica el aparentemente simple comportamiento de la produccin dominado por la matriz. El mayor riesgo que implica la falta de una caracterizacin temprana de las facturas naturales es que tal omisin puede limitar severamente las opciones de desarrollo de campos petroleros. Adems, la magnitud y direccin de los esfuerzos horizontales desempean roles cruciales en el diseo de fracturamiento hidrulicos; tratamientos que constituyen el mtodo de estimulacin primaria para los yacimientos NFR. En las primeras etapas del desarrollo de los campos petroleros, arrojan datos importantes para la determinacin de la anisotropa azimutal, lo que es esencial para caracterizar las fracturas naturales y colocar los pozos en forma efectiva.

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Los pozos nuevos plantean oportunidades para recolectar datos geolgicos, geofsicos y mecnicos adecuados a partir de diversas fuentes, incluyendo la informacin obtenida con los registros de pozos, los levantamientos ssmicos de pozos, los dispositivos de muestreo y los ncleos . Las fracturas naturales ofrecen informacin de la formacin , La Informacin derivada de los ncleos debera incluir alto fracturamiento, el tipo y la localizacin de las terminaciones de la fractura con respecto a la heterogenidad de la litologa, o un medio homogneo que fue fracturado como ( arenas) y la rugosidad en la fracturas adems de la distribucin con la profundidad . Las fracturas en ncleos orientados provee espaciamientos y porosidad de la fractura. Cuando se perfora un pozo de forma horizontal, siempre las fracturas van a ser de tipos verticales. Las fracturas verticales estn difcilmente intersectadas, y por tanto difcilmente de caracterizar, con un ncleo vertical. La orientacin de las fracturas va con respecto a la heterogeneidad. El ingeniero puede tomar distintos formas de orientacin. La medicin de la fractura, la recuperacin y orientacin de la fractura se har por medio de laboratorio. Los Anlisis obtenidos entonces omiten importantes relaciones ya que como la orientacin de las fracturas con respecto a otra no est orientada y la distribucin de las fracturas con respecto a la heterogeneidad sedimentaria.

MEDIDAS PRELIMINARES EN EL PROCESO DE MUESTREO.

La informacin ms significante sobre las condiciones del ncleo pueden obtenerse de: Monitoreo las operaciones de ncleo (durante la perforacin y toma de ncleos, y de registros geofsicos, incluso de anlisis reolgica de los fluidos de perforacin), adems de los reportes del anlisis de ncleos que los ingenieros de yacimientos aporten. Lo ideal del muestreo es obtener el 100% de recuperacin del ncleo y sacarlo a superficie sin altera sus propiedades y contenido, en la prctica esto no sucede,

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por lo que se debe planificar y establecer parmetros de operacin por utilizar durante el proceso de extraccin del ncleo. Ejemplo de ello sucede en: Presin en la bomba; de exceder este parmetro, que previamente debe predeterminarse, podramos ocasionar fracturamiento hidrulico, por ende afectara en la obtencin de datos reales, incluso a otras operaciones. Peso sobre la barrena; de sobrepasarlo, es posible que estemos generando fracturas inducidas. Revoluciones en la barrena: afecta de la misma manera que los parmetros anteriores. Estos parmetros se establecen en base a la litologa y al mtodo de perforacin empleado.

IMPORTANCIA DEL TRABAJO DE CAMPO.

Se tiene que planear con precaucin la toma de ncleos, ya que de tratarse de formaciones deleznables, como por ejemplo las arcillas, estas pueden obstruir su extraccin, por lo que se recomienda encamisar el barril durante este proceso, aunque esto tambin nos pondra a un paso de obtener informacin ms representativa.

La informacin se pierde debido a:

*Rompimiento adicional y remocin del ncleo, destruccin de la continuidad del ncleo y manipulacin sucesiva del ncleo.

IMPORTANCIA DE PRESERVAR LA MAYOR PARTE DEL NCLEO.

Es importante preservar la mayor parte del ncleo, especialmente de los intervalos no fracturados, ya que estos son tiles para establecer puntos de referencia para obtener la orientacin y distribucin de la fractura. Los fragmentos de roca con mineralizacin en la cara de fractura son evidencia de la presencia y localizacin de la fractura.

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Cuando es cortado o pulido es posible encontrar fracturas milimtricas o micro fracturas. Permite hacer problemas didcticos de orientacin de fractura, para correlacionarlos y hacer correcciones entre los ncleos explorados. Todos estos aspectos son tiles para determinar si la orientacin de una fractura en un ncleo puede compararse con esa misma orientacin en otro, y con ello tener una perspectiva ms amplia de la distribucin y localizacin de formaciones fracturadas.

MINIMIZACION DE PERDIDA DE INFORMACION.

Para minimizar la perdida de informacin, al momento de ser cortado y extrado se sugiere la aplicacin de un encamisado con un lmite estndar sin forro, o realizarlo en longitudes ms cortas, adems de que se le apliquen las estrictas revisiones de calidad al equipo muestreador as como tambin a la muestra, esto ltimo despus de que se hayan tomado los datos de orientacin de la fractura.

RECUPERACION DISEO Y MARCADO DEL NCLEO.

Las mediciones de la fractura no pueden comenzar hasta que el ncleo es extrado del barril de ncleo, haya sido expuesto, y se hayan reensamblado las piezas del ncleo con la mayor precisin posible, y se hayan trazado las marcas apropiadas segn la profundidad, la orientacin y direccin de la boca del pozo. Por lo que el proceso de muestreo se desarrolla en 3 procedimientos principales. Un barril muestrero convencional usualmente tiene las siguientes partes: cabeza o unin giratoria, una zapata de la tubera interior ensamblada con un atrapa ncleos, y una conexin de seguridad. Compartimiento principal donde queda atrapado el ncleo despus del corte que oscila entre 1 a 5 in, Barriles nucleadores es la herramienta ms importante de la extraccin de ncleos, ya que retiene y sostiene el ncleo durante el corte y la recuperacin.

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RECUPERACION DEL NCLEO: Para ello se usa un barril convencional por la que el barril interior de la tubera de perforacin bombea el ncleo hacia la superficie a una alta presin y bajo volumen de bombeo. De tratarse de un ncleo que est altamente fracturado y que contengan detritos que puedan quedarse en el barril, se deber remover el ncleo con un bombeo dbil y en partes. Este procedimiento evita dao al ncleo lo cuan es asociado al Sledge Hammer. Para prevenir el contacto de agua y de otros fluidos con el ncleo se hace uso de un tapn de goma que va insertado dentro del barril interno. DISPOSICIN DE NCLEOS: La presentacin y el ensamblaje de las piezas en superficie son pasos crticos en la orientacin de todo ncleo, desde la importancia de un set de informacin que es proporcional a la longitud de los intervalos de ajuste continuo. De no estar orientado el ncleo, este debe de procesarse como si lo estuviera, ya que pueden obtenerse despus de que han sido cortados y por lo tanto podramos ofrecer orientaciones relativas de las fracturas, para ello puede calcularse su orientacin basndose en la orientacin de la perforacin cuando se hizo la toma de esa muestra.

MARCAJE PARA LA ORIENTACION: Los ncleos orientados tienen 3 ranuras o lneas escritas en la superficie del ncleo en sentido de las manecillas del reloj mientras se va cortando, con 3 lneas muy cercanas y una aislada en el lado opuesto del ncleo. La ranura aislada es llamada Lnea principal escrita (PSL) (DE COLOR ROJO); su orientacin relativa esta hacia el norte magntico natural, y es grabado durante el estudio de orientacin de ncleo. Esto es necesario debido a que se debe tener un punto de referencia en superficie para poder ensamblar las piezas, ya que puede perderse orientacin debido a la rotacin de la barrena, a pesar de que un ensamblaje de apoyo es designado para desacoplar el barril interno de la rotacin del barril exterior. Mientras el ncleo gira, en la parte superior de la primera seccin cortada se marca la PSL como punto de referencia. Por esta razn es necesario trazar a mano una Lnea de Orientacin Maestra (MOL) (color AZUL) para comparar las orientaciones relativas de funciones en el ncleo (azimut, buzamiento, etc.), y con un punto orientado de referencia (con

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respecto a la PSL, al norte verdadero) para as poder calcular las verdaderas orientaciones de la fractura. El MOL es marcado en el ncleo despus de que ha sido ensamblado. Lneas rojas y negras son marcadas en cualquier de los lados del MOL, con el color rojo en el lado derecho del mol buscando la parte superior del barril y el negro la parte inferior, y as el ncleo es marcado con ambas. Se parte del MOL para la comparacin relativa de orientaciones de fracturas y para su orientacin absoluta. Hay que destacar que el MOL es ajustado para coincidir con el PSL en cada RUBBLE ZONE (intervalo interrumpido) y SPINOOF (zona de terminacin del PSL) u cualquier otra discontinuidad del ncleo. El conocimiento de donde se encuentran las conexiones y la velocidad de rotacin de la barrena ayudan al estudio de la continuacin de la orientacin, y a determinar si el PSL y el MOL fueron realmente continuos a travs de estas discontinuidades, y si una funcin puede correlacionarse a un punto de orientacin (localizada arriba de la discontinuidad). El primer clculo que debe hacerse es la desviacin angular del PSL con respecto a la MOL con la profundidad. La desviacin del PSL del MOL debera correlacionar con los cambios de orientacin magntica de la herramienta, reportada por un estudio de orientacin. Si existe una amplia discrepancia entre las 2 o el PSL rota de 10 a 15 pies mas, puede provocar incertidumbre en el clculo de orientaciones.

MEDICIN DEL BUZAMIENTO DE LA FRACTURA Y EL RUMBO.

El buzamiento de la fractura y rumbo en el ncleo pueden ser medidos con un transportador anular 360 con un dimetro interior igual al dimetro del ncleo. El rumbo de las fracturas en el ncleo puede ser calculado de varias maneras: 1- ) en ncleo vertical, obtener el ngulo de la mol a cada interseccin de la fractura con la superficie del ncleo, medido en sentido contrario a las manecillas del reloj mirando hacia el fondo del pozo. Para ncleo vertical, el rumbo de la fractura verdadera puede ser tomado como 90 a la lnea normal estimada al plano de la fractura, con la posicin

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de esa lnea medida en contra de las manecillas del reloj de la MOL con un transportador

Seccin transversal muestra los ngulos a ser medidos, y la frmula para convertir los ngulos en rumbo relativo a la MOL, para fracturas en ncleo vertical. MOL es la lnea de orientacin principal, es el ngulo de rumbo relativo al MOL, 1 y 2 son los ngulos entre la MOL y los dos bordes de la fractura en la superficie del ncleo

TRANSPORTADOR ANULAR

El transportador se pone en el ncleo para medir los grados del eje de la fractura, de esta manera determinar el rumbo de la fractura.

Transportador anular

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VENTAJAS DE LA TCNICA DE PALEOMAGNETISMO:

- No requiere equipo de pozo - No usa ningn equipo de perforacin valioso - Todos los procedimientos de orientacin son llevados a cabo lejos del sitio del equipo - Las orientaciones de la fractura en ncleos desviados pueden ser estimados aproximadamente en el campo con un transportador. El ncleo puede ser sostenido en su posicin in situ apropiada con bolsas de arena. La estratificacin y el registro de la orientacin del ncleo definen la parte superior del ncleo y su direccin de la boca del pozo, mientras el registro del pozo proporciona un ngulo de buzamiento del eje del pozo y acimut.

NUCLEOS ORIENTADOS

La toma de ncleos orientados Se requiere cuando Un ncleo se corta y una vez recuperado en la superficie puede ser orientado como estuvo en el yacimiento, exactamente como estaba antes de que se tomara de la formacin.

Este tipo de muestreo se utiliza para

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Anlisis de orientacin de fracturas. Estudios de rumbo y echado. Estudios de permeabilidad y porosidad direccional. Estudios estratigrficos Ubicar en azimut los esfuerzos sobre los pozos (direccin de los esfuerzos mnimos y mximos).

En algunos casos si se muestra rupturas definidas que indiquen esfuerzo aniso trpico horizontal, el alargamiento del pozo frecuentemente presenta una tendencia a parar el esfuerzo.

Las fracturas de ptalo son aquellas inducidas debido a los esfuerzos que actan perpendicularmente a la toma del ncleo. Las fracturas de ptalo solo se pueden desarrollar en una litologa. Si no hay fracturas de ptalo presente, esfuerzo, se puede aplicar como; otras tcnicas de identificacin de

la Recuperacin Inelstica de Deformacin (ASR). Deformacin Diferencial de Anlisis de la Curva (DSCA).

La Orientacin de ncleos paleomagnticos puede utilizarse para orientar a pequeos segmentos del ncleo donde se producen fracturas despus de que el ncleo se ha recopilado.

Los Ncleos verticales proporcionan los datos ms comnmente disponibles para caracterizar las fracturas y permeabilidad de los sistemas de fractura.

PARMETROS DE FRACTURA QUE DEBEN MEDIRSE EN UN NCLEO

Litologa encajante Tipo de mineralizacin

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Rumbo y echado Tipo de fractura Altura de la fractura: Naturaleza general de la fractura

DESCRIPCIN DE LAS FRACTURAS EN NCLEOS PROVENIENTES DE POZOS DESVIADOS.

En yacimientos donde los rango de permeabilidad son muy bajos y la porosidad efectiva tambin lo es, si estos aun as presentan gastos moderadamente rentables, por lo regular es que presentan fracturamiento que le permite aumentar su permeabilidad, si este es el caso entonces en zonas donde se cree existe fracturamiento, este por lo regular es de naturaleza vertical. Esto es posible ser observado en Lutitas aunque tambin de manera menos comn en Arenas. Entonces en la presencia de fracturas verticales es necesaria la perforacin de pozos direccionados u horizontales, pues estos tienen mayor posibilidad de interceptarlas. Esto se ejemplifica de la siguiente forma, si se perforara un pozo vertical, este perforara una distancia horizontal tan solo del tamao de la barrena, sea aproximadamente 4 in, aunque esto puede variar segn sea el caso, entonces las cantidad de distancia de representados en ncleos de manera horizontal ser equivalente solo de 4in, situacin que no nos conviene debido a la presencia de fracturas verticales, una manera de evitar esto es aumentado la distancia de perforacin, esto se logra aumentando el ngulo de inclinacin del segmento, sea una perforacin direccionada. As en un pozo SHCT-1 con 30 de desviacin y profundidad de 35 ft que es equivalente al espesor del estrato muestreara 20.3 ft(6.2) de distancia horizontal, o 6200 % ms que un ncleo de 4 in. Si el azimut de los pozos desviados es normal, las oportunidades de intersecar fracturas verticales incrementan por 6200%. Esto nos ayudara en gran medida conocer el espaciamiento de fracturas, que si bien es cierto una fractura vertical no es tan difcil de intersectar, si una gran cantidad de estas no participan en la produccin reducir en gran medida el potencial del yacimiento. Por eso es tan importante una adecuada caracterizacin.

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CARACTERSTICAS CALCULABLES SOLO EN NCLEOS DESVIADOS

La principal caracterstica del clculo de fracturas exclusivo de ncleos obtenidos en pozos desviados es el espaciamiento de fracturas. Sin embargo, aunque un espaciamiento absoluto puede ser calculado en el ncleo, la informacin calculada es todava unidimensional a lo largo del eje del ncleo. Con unidimensional nos referimos a que solo tenemos idea de la orientacin de la fracturas en una direccin, esto debido al escaso tamao del ncleo, es por tanto que se debe correlacionar con ncleos de otra zona para su tratar de tener una direccin general de la fractura en toda su extensin. Por tanto cuando tenemos valores exactos de espaciamiento de fracturas ya que podremos obtener el azimut y la extensin de las mismas. En la diapositiva 5 observamos cmo se lleva a cabo la extrapolacin de ncleos de 2 zonas distintas donde se presenta una fractura vertical un tanto inclinada Entonces una vez caracterizado los parmetros anteriores se puede tener informacin exacta acerca de la distribucin, azimut y extensin de fracturas en la zona estudiada y por tanto intuir una distribucin constante en el resto del yacimiento. Esto podra ser o no ser vlido, dependiendo de la heterogeneidad del yacimiento, pues si este es altamente heterogneo difcilmente habr un patrn constante de fracturas. Sin embargo en los yacimientos homogneos sucede un caso un tanto contrario. Lo anterior se puede constatar en la arenisca marina de Cozzette que es un yacimiento relativamente homogneo con amplia variacin en su espaciamiento, con un mnimo de 1 in a un mximo de 17 ft, su promedio es de 3 ft. Aunque el promedio de espaciamiento de fracturas en cierta forma no es un parmetro exacto, es necesario como un parmetro de entrada en la generacin de modelos de yacimiento, un parmetro que pueda recrear de forma parecida y no tan imprecisa las distribuciones de presin que se generara en un yacimiento, esto se hace porque realmente se ignora el amplio rango de espaciamiento de fracturas. Esto podra ser engaoso porque esto se traduce que el espaciamiento de fracturas es aislado dentro de los sistemas de fracturas, sea que cada una es tomada como particular y separada y no como microsistemas de un sistema ms

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grande, y que incluso los sistemas son efectivamente simples fracturas en sentido de ingeniera, que pueden solo contribuir poco al sistema. Sin embargo aunque las fracturas no obedezcan a un promedio al parecer si obedecen a un patrn ordenado y repetitivo, esto se vio evidenciado en el proceso de mud log y su estudio, a travs de la perforacin del pozo direccional. En las piezas que se recolectaron del subsuelo evidenciaron la presencia de 17 distintos gases y mostro una separacin ms favorable de 2.5 a 17.6 un espaciamiento muy similar al que presento los ncleos obtenidos SHCT-1. Entonces se determina que hay una correlacin aparente entre las fracturas y la presencia de gas. Entonces cuando por alguna razn algunas de las fracturas aisladas son borradas por espaciamiento o simplemente no aparecieron en los ncleos, estos pueden descubrir su existencia si se correlaciona con la presencia de gas. En esta primera diapositiva se puede observar las diferentes tipos de fracturas en referencia a una lnea de orientacin arbitraria (o lnea MOL), se observa que las fracturas son paralelas entre si y que en algunos casos se observan las llamadas fracturas de ptalos ocasionadas por tensin al momento de la extraccin del ncleo. Estas figuras son un ejemplo de la Cuenca Tatum en Nuevo Mxico, se trata de roca caliza a 13,000 pies de profundidad. En esta zona la tendencia de fractura se desconoce pero los datos sugieren que las fracturas crearan permeabilidad horizontal anisotrpico y que una estimulacin hidrulica ser ineficaz. Muchas fracturas naturales son mineralizadas lo que reduce la permeabilidad a lo largo de la fractura. Pequeas fracturas pueden aparecer completamente mineralizadas y tener poca o nula permeabilidad. En la grafica de la diapositiva se ven graficados la abertura remanente de fractura (eje x) contra la anchura total de la fractura incluyendo la mineralizacin (eje y). En tal grfica se puede concluir que las fracturas ms pequeas tienden a ser mayormente mineralizadas. Es una tabla, en la diapositiva se puede explicar todo. Las fracturas en los registros de identificacin de la fractura pueden ser analizadas en mayor parte de la misma manera que las fracturas en el ncleo. La identificacin de los registros de la fractura puede proporcionar un control sobre las orientaciones de fractura obtenidos a partir de muestras orientadas. En la imagen se puede observar la orientacin de la fractura a partir de un anlisis de imagen de un registro y desde un ncleo correlativo. La imagen A es a 1,740

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pies y la imagen B a 109 pies. Ambas imgenes son un ejemplo de la Formacin Mesaverde. Aunque el acuerdo en la orientacin de la fractura es comn, en la mayora de los casos, es difcil correlacionar las fracturas especficas individuales entre el ncleo y los registros de la imagen. En algunos casos las fracturas naturales se pueden distinguir de las inducidas en los registros de imagen, pero deben ser corroboradas por observaciones bsicas en ncleo. Los registros de imagen pueden ser utilizados para la orientacin de ncleos tanto verticales como desviados. El ncleo no orientado se procesa como si fuera orientado y las mediciones de las orientaciones de fractura se realizan con respecto a un MOL. Orientando el MOL es posible orientar otras fracturas visibles en el ncleo, pero no en el registro. Cuando los datos bsicos no estn disponibles, las fracturas en los registros de imagen debe ser interpretada con cuidado, especialmente en cuanto a su origen (natural o inducida) y por lo tanto su significado. La experiencia con las orientaciones comunes en un rea pueden permitir la clasificacin de las fracturas. La mayora de la clasificacin de las fracturas utilizando solo los registros es un tanto subjetiva, y las conclusiones de esas clasificaciones deben hacerse con cautela. Si una formacin no ha sido previamente bien caracterizada, el ncleo es esencial para la interpretacin confiable de registros de imgenes en pozo.

ESPACIADO DE FRACTURAS SUBSUPERFICIALES: COMPARACIN DE INTERFERENCIAS DE NCLEOS INCLINADOS/HORIZONTALES Y VERTICALES

La comparacin de ncleos de un pozo inclinado/horizontal y tres pozos verticales en el mismo sitio muestra que el espaciamiento de fractura es irregular, menor que el espesor de capa y no puede ser derivado de datos de pozos verticales. Las mediciones de espaciamiento de fractura deben ser filtradas correctamente para ser tiles en modelos de yacimientos. Espaciamientos irregulares pero muy cercanos para fracturas naturales, de extensin vertical en yacimientos de areniscas del grupo Mesaverde en el noroeste de Colorado, estn presentes en 236 pies en ncleos de agujero

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inclinado y 115 pies de ncleos de agujero horizontal, de acuerdo a la Prueba de Terminacin de Agujero Inclinado (SHCT) en el Pozo 1, del Departamento de Energa de Estados Unidos. Ms de 4200 pies de ncleo vertical, de pozos del Experimento Multipozos (MWX) en el mismo sitio, conteniendo 275 fracturas similares, permite la comparacin de distribuciones de fracturas en dos direcciones y proveen informacin de la orientacin de las fracturas, terminacin y altura. Solo los datos del Pozo SHCT-1 permiten los clculos de espaciamiento de fractura relativo. Hay muy poca relacin entre el espaciamiento de capa y espaciamiento de fracturas. En los 162 pies de espesor de los pozos verticales o desviados, solo una fractura se presenta en el ncleo vertical, mientras que 52 fracturas con espaciamiento promedio de 2.8 a 3 pies existen en el ncleo desviado SHCT-1. La distribucin irregular de las fracturas regionales en estos yacimientos heterogneos y la mineralizacin variable de fracturas, sugieren que las mediciones absolutas de espaciamientos de fracturas promedios no deben ser utilizados como parmetros de entrada directa en el modelado de yacimientos.

ANTECEDENTES

ste estudio fue realizado para documentar y analizar el conjunto nico de datos de fracturas subsuperficiales. El Pozo SHCT-1 est 600 pies al sur de los pozos MWX. El MWX fue un laboratorio de campo que consista en tres pozos cercanos, diseados para caracterizar yacimientos de areniscas de bajas permeabilidades y evaluar ltimas tecnologas para la produccin y estimulacin de estos yacimientos no convencionales de gas natural. Ms de 4200 pies de ncleos fueron tomados de estos tres pozos de 1981-83. El proyecto SHCT fue diseado para evaluar perforaciones direccionales y horizontales como estrategias alternativas para las areniscas naturalmente fracturadas. El pozo SCHT pasa al este de los pozos MXW-2 y MXW-3 y al oeste del pozo MWX-1. El ncleo inclinado fue obtenido a travs del tringulo MWX. Se ha comprobado que las fracturas naturales son un mecanismo importante para la produccin, en los yacimientos de baja permeabilidad de Mesaverde. La permeabilidad local matriz/roca en el yacimiento es tpicamente 0.1 a 2.0 d a condiciones de laboratorio, y la calculada en pruebas de pozos son dos o tres veces ms grandes debido al penetrante sistema de fracturas. La permeabilidad

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en el fondo es altamente anisotrpica por el dominio del conjunto de fracturas regionales que rompen, paralelamente al mximo esfuerzo de compresin in-situ.

REVISIN DE DATOS Y MTODOS

Tipos de yacimientos. Se tomaron ncleos del Pozo SHCT-1 en tres tipos diferentes de yacimientos de areniscas. El intervalo de 60 extrajo ncleos de un depsito de un espesor de 25 pies, ondulado y amorfo (Zona Pantanosa 4) y un depsito ms heterogneo, de canal lenticular y 35 pies de espesor y un ancho de 350 pies (Zona Pantanosa 3). Estos yacimientos estn en unas facies planas de carbn de plano deltaico bajo. El intervalo de 85 extrajo ncleos de arenisca de lnea de costa hasta arenisca someras, de un espesor de capa de 60 pies (Zona Cozzette). Todos estos estratos son parte del grupo Cretcico Superior de Mesaverde en la cuenca Piceance. La mayora de yacimientos en esta formacin son naturalmente fracturados. Intervalos de ncleos. La superposicin de intervalos permite una comparacin de datos de frecuencia de fractura, obtenidos de un ncleo inclinado/horizontal con un ncleo vertical. El intervalo del ncleo inclinado de 7,305 a 7,581 pies a profundidad medida (PM) [7.057 a 7,194 pies de profundidad vertical verdadera (PVV)] tiene 72 pies de superposicin vertical con ncleo de Pozo MWX-2, y 78 pies de superposicin vertical con ncleo de Pozo MXW-3. El intervalo de ncleo horizontal de 8,990 a 9,108 pies (PM) (7,938 a 7,950 pies PVV) se superpone al ncleo vertical de MWX-2 por 12 pies. Base de datos de fracturas MWX. En 4200 pies de ncleos verticales de 4 in de dimetro, tomados de tres pozos MXW, 275 fracturas de extensin naturales fueron registradas. Sus caractersticas se resumen a continuacin para compararlas ms fcilmente con fracturas en el pozo desviado. Base de datos de fracturas SHCT. El ncleo desviado del Pozo SHCT-1 incluye 266 pies de areniscas, lutita y carbn. Las fracturas naturales son abundantes en los ncleos de areniscas. 65 fracturas naturales fueron registradas en las areniscas, mas no en las lutitas y ligeras fracturas en el carbn.

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Orientacin de fracturas en el Pozo SHCT-1. El ncleo del pozo SHCT-1 fue orientado usando estructuras y datos de estudio de agujero desviado. Este mtodo requiere que el ncleo est consolidado y que una lnea maestra de orientacin (LMO) marque el ncleo desde el centro superior hasta el centro inferior, mientras est colocado sobre una mesa. Todas las mediciones se hicieron relativamente a la LMO. El buzamiento aparente provee lo necesario para orientar la LMO y as orientar las fracturas naturales. Los extremos de fractura se trazan en un stereonet y se rotan horizontalmente para obtener las verdaderas orientaciones de las fracturas. Las orientaciones promedio se usan despus para hacer correcciones por espaciamiento de fractura. Anchos de fractura. Todas las fracturas en el estrato Mesaverde estn mineralizadas con cuarzo o calcita. El ncleo tambin tiene fracturas inducidas, pero estas pueden ser reconocidas como inducidas en base a la morfologa y ausencia de mineralizacin. Las fracturas en el rango vertical de ncleo MWX van de completamente mineralizadas a ser una abertura de 0.40 in. a lo largo de la altura vertical. Los anchos de fracturas en el ncleo del pozo SHCT-1 van de 0.01 a 0.15 in, promediando ligeramente ms de 0.04 in. La mineralizacin comnmente llena de la mitad a dos tercios del ancho, dejando aberturas de 0 a 0.12 in, promediando entre 0.02 y 0.04 in. Las aberturas son irregulares y tienen superficies speras. Las superficies mineralizadas comnmente presentan aspereza angular causada por cristales de 1 a 1/16 in de tamao. Donde un alto porcentaje de fractura es mineralizada, los cristales se extienden a travs de la fractura, creando caminos de permeabilidad asemejando dientes cerrados. 15% de las fracturas registradas estn completamente mineralizadas. Otras fracturas. En el pozo SHCT-1 se encontraron tres fracturas anormales. Dos de estas fracturas rompen hacia el noreste y ocurren a 1 pie entre ellas, en la mitad superior de la Zona Pantanosa 4. La tercera fractura, rompiendo al noroeste y ocurriendo en la Zona de Cozette, parece ser una fractura de cizalla pero no hay evidencias de esfuerzos de cizalla o mineralizacin por lo que se considera una anomala local insignificante. Debido a que son raras, ninguna de las fracturas anormales fueron incluidas en las estimaciones de espaciamiento de fractura elaboradas posteriormente. Sin embargo pueden ser importantes para proveer comunicaciones locales entre fracturas de la zona oeste-noroeste.

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Una zona isolada en la parte superior de la Zona Pantanosa 3 contiene aproximadamente 28 fracturas verticales no mineralizadas, planas y en forma escalonada. Sus posiciones y caractersticas concuerdan con interpretaciones de MXW de una fractura hidrulica. Las fracturas hidrulicas no sern consideradas.

SEPARACIN DE FRACTURA

Frecuencia de fractura en pozos verticales MWX. (FRACTURAS DE ALTURA).

La estimacin de la separacin de fracturas verticales de un ncleo vertical no es un ejercicio gratificante, aunque muchas tcnicas que reclaman una medida de xito se han publicado. En el ms simple caso (donde solo una fractura de conjunto est presente, donde el espaciamiento es regular, y donde cada fractura se extiendo por todo el espesor del yacimiento), la probabilidad de encontrar una fractura es la relacin de la amplitud de la investigacin (ncleo o pozo) para la separacin de fractura.

Para mltiples fracturas de conjunto, el mtodo de Monte Carlo es un poco ms complejo es usado para la estimacin de la probabilidad de interseccin. Sin embargo, la estimacin de separacin de fractura es difcil para derivar a partir de datos de ID vertical: (1) proporcionado desde un pozo perforado convencionalmente, particularmente si dos conjuntos de fracturas con diferentes rumbos de buzamiento estn presentes pero no pueden ser distinguidos: o (2) si las fracturas en enchelon estn irregularmente distribuidas a lo largo del yacimiento por que la influencia de heterogeneidades sedimentarias como es el caso ms comn. Teniendo en cuenta el suficiente ncleo vertical, algunas estimaciones cuantitativas de la frecuencia de fracturas se pueden hacer. En el sitio MWX, por ejemplo, 275 fracturas de extensin vertical fueron encontradas en 4200 pies de ncleo. Casi 3% de ests fracturas ocurren en las areniscas (69%) o limolitas

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(28%), que son rocas de alto modulo que comprenden menos de una y media seccin.

Esto es aproximadamente una fractura por cada 15 pies de ncleo para todo el ncleo de 4200 pies. Los datos ms completos de MWX, utilizados para la discusin aqu, vienen de ncleos continuos, una seccin de 2000 pies de espesor contena areniscas fluviales heterogneas. Las 219 fracturas encontradas en el ncleo fluvial vertical tienen relacin de una fractura por 9 pies de todo el ncleo, pero una relacin de una fractura por 4 pies de ncleo de arenisca y limolita.

Esto es un poco engaoso, sin embargo, ya que son pocas los ncleos fracturados que estn en el yacimiento de areniscas. Por ejemplo el estrato ms grueso contiene un ncleo fracturado es de 40 pies de espesor, y contiene una fractura que es solo de 1.2 pies de alto. Aunque altas fracturas individuales arriba de 6 pies fueron medidas, la mayora de las fracturas fueron menores a 1 pie de altura, incluso aquellas en estratos de areniscas tienen espesores brutos de ms de 10 pies.

Esto es resultado de la heterogeneidad interna sedimentaria del yacimiento de areniscas; las fracturas comnmente estn contenidas dentro de los lmites de los numerosos solventes sedimentarios y capas mecnicas que comprenden el espesor total del yacimiento, que terminan en discontinuidades litolgicas internas. (La tendencia es ligeramente menos que las fracturas verticales desviadas del ncleo es tambin el factor de menor importancia que contribuye).

Para la poblacin total de fracturas de MWX, sin embargo, la razn para el dominio de las fracturas short es que son las fracturas que comnmente estn en las capas delgadas de areniscas y limolitas; 79% de los ncleos fracturados en pozos verticales fueron encontrados en estratos de areniscas de menos de 10 pies de espesor.

Numerosas capas delgadas son de ncleos porque la contina extraccin de muestras y la presencia ubicua de estas facies depositacionales. Por lo tanto, la probabilidad de la extraccin de muestras en esas unidades fue mejorada,

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sesgando la fractura en lo alto de la poblacin hacia las fracturas ms cortas disueltas en las capas.

Una separacin de fractura que est ms cerca en estas capas disueltas que las capas gruesas, y que sesgara la poblacin aun ms, no puede ser probada con esos datos. El nmero de fracturas en cada capa gruesa cae de forma errtica por encima de una capa gruesa de 4 pies, lo que sugiere una mayor separacin de fractura, pero el dato tambin comenz a escaseas por encima de este punto.

Por otra parte, la tendencia entre los grosores de capa categoras de 1 a 4 es uno de un 40% incrementa en fracturas de interseccin. El SHCT-1 en cuanto a los datos sugieren que estos no hay diferencia significativa en el espaciamiento independiente de si las capas son 60 pies de espesor, 25 a 35 pies de espesor o 2 pies de espesor.

DISTRIBUCIN DE FRACTURAS VERTICALES.

Debido a que la altura de la fractura es consistente y significativa menos que los estratos gruesos, la utilidad de una separacin de fractura promedio calculado del ncleo SHCT-1 desviado es ambiguo. Por ejemplo, en la poblacin de 219 fracturas en el ncleo vertical de la zona fluvial, cada uno con una terminacin superior e inferior, hay 438 terminaciones.

De esas, solo 312 terminan en el ncleo. (El resto son desconocidos debido a que faltan ncleos, zonas de escombros, o debido a fracturas de extensin ms all de los lmites laterales del ncleo principal debido a la relacin entre el plano de fractura sub-paralelo y el eje del ncleo). De las 312 terminaciones conocidas, 48% son contacto de arcillas que marca el lmite de una arenisca.

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Este porcentaje es relativamente alto porque, como se noto, muchas de las fracturas estn en areniscas relativamente delgadas. 48% de las terminaciones dentro de una arenisca sin razn aparente, y 18% de las terminaciones estn en una heterogeneidad sedimentaria obvia. Por lo tanto, ms de la mitad de las fracturas terminadas en una capa de arenisca, y ms de una 18% de esas terminaciones en una evidente discontinuidad litolgica en la capa. Distribucin irregular se presenta en los afloramientos del mismo estrato.

As, las fracturas irregulares son distribuidas en el plano vertical, y las fracturas que son interceptadas por el SHTC-1 horizontal del pozo probablemente no es indicativo del espaciamiento absoluto de una fractura conjunto desde la parte superior hasta la base del yacimiento.

CONVERSIN DE LOS DATOS VERTICALES A ESPACIAMIENTO LATERAL.

Solo 43 de las 219 fracturas (21%) ocurren en areniscas que son de ms de 10 pies de espesor (Y que por lo tanto tienen por lo menos algunos yacimientos potenciales), y ncleos de 6 de las 9 capas fluviales mayores a 30 pies de espesor no contenan fracturas.

Esto es significativo: el yacimiento MWX habra sido considerado para no tener que fracturar tena solo 30 o 60 pies de ncleo que haba sido adquirido de uno o dos yacimientos de inters. Para ilustrar esto, considere que en las zonas palustres 3 y 4 y los yacimientos Cozette-yacimientos donde el ncleo SHCT-1 desviado muestra fracturas extensivas-solo una fractura fue encontrada en los 162 pies de ncleo vertical tomados de las secciones en los 3 pozos MWX que traslapo los intervalos del SHCT-1. Incluso si todos los 175 pies del ncleo vertical MWX disponibles de esos yacimientos especficos fueran examinados, no se observaran ms fracturas.

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Las fracturas son ms frecuentes en el correspondiente delgados-estratos de areniscas y limolitas, pero si el yacimiento se infiere que ser fracturado solo porque las fracturas se presentaron en el correspondiente estratos-delgados y debido a la permeabilidad anormalmente calculada durante las pruebas de pozo.

La medida de fracturas verticales MWX frecuentemente podra no haber sido convertida seguramente en una prediccin exacta de lo observado en la separacin de fractura lateral posteriormente perforado SHCT-1 pozo debido a la distribucin irregular de las fracturas. Por el bien del argumento, uno tomara el promedio de la separacin de fractura de 2.8 pies del ncleo palustre inclinado (se describe plenamente ms adelante) y la relacin que la probabilidad de interseccin de una fractura es la relacin del dimetro del ncleo de la separacin de fractura, para calcular la probabilidad de acertar una fractura en este yacimiento con ncleo vertical es alrededor del 12%.

Sin embargo, el valor de este nmero es ambiguo donde la poblacin de fracturas consiste en numerosas fracturas con alturas de 5% a 25% del espesor del yacimiento. Por otra parte, el valor del 12% no se puede probar cuando solo una fractura de 4 pies de altura fue encontrada en los 90 pies del yacimiento a travs de los dos 25 a 35 pies de espesor de arenisca palustre en los dos pozos verticales. Los ncleos verticales ni siquiera respondieron definidamente la pregunta de si los yacimientos estaban fracturados, y mucho menos proporcionar informacin de la separacin de fracturas.

SEPARACIN DE FRACTURA EN EL POZO DESVIADO SHCT-1

La posicin de la fractura lateral fue medida exactamente del ncleo del pozo SHCT. El promedio de la separacin de fractura puede ser obtenida a partir del ncleo desviado SHTCT para calcular la porosidad de fractura o con fines comparativos mediante la divisin de la longitud del ncleo de arenisca recuperado (menos la longitud encima y debajo de la primera y la ltima fractura en cada yacimiento y corregirlo en una distancia horizontal real), por una menor que el nmero de fracturas en cada yacimiento.

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En el intervalo de ncleo inclinado, la inclinacin exacta del agujero fue de 58, y un espacio medido a lo largo del ncleo fue multiplicado por el seno de 59( la interseccin del Angulo de agujero con el promedio de fractura) y por el coseno de 10(la correccin por la interseccin of la direccin de agujero,356, con la suposion de fractura profunda, 276) para obtener el factor de correccin de 0.84 y un promedio real del espaciamiento horizontal de 2.8ft. El mismo mtodo aplicado para el de 85 cuyo ncleo dio un factor de correccin de 0.98 y un promedio de espaciamiento de 3 ft.

En ambos casos, el espaciamiento mnimo es menor que 0.1ft, peor el espaciamiento mximo es 7.6ft en el ncleo Paludal y de 17.8 en el ncleo Cozzette. Incluso en el subconjunto de fracturas estrechas el espacio distribucin es sesgado. La mayora de los espaciamientos de las fracturas es menor a 2ft.

La fig. 8 Y 9 sugieren que si una fractura ha sido intersectada en un pozo vertical, existe ms del 60% de probabilidad que una fractura paralela se presente lateralmente dentro de 2ft (por el contrario, estos muestran que la ausencia de fracturas en un ncleo solamente reduce la probabilidad a un porcentaje mnimo de que una fractura natural est presente en un yacimiento).

Los datos de la fig. 10 muestran una distribucin inicial similar entre el espaciamiento de fracturas de loa yacimientos de Paludal y Cozzette. Estos grficos muestran cambios en cada conjunto graficado, sugieren que podran existir 2 o ms fracturas en subconjuntos y en cada conjunto de fracturas un espaciamiento menor o igual a 1ft y otro mayor a 1ft de espaciamiento. El conjunto de espaciamiento ms estrecho probablemente corresponde para aquellas fracturas que ocurren aparentemente como un swarm (enjambre) fig.4 y 5 mientras los espaciamientos ms largos corresponden a la variacin de espaciamiento de fracturas aisladas y fracturas swarm.

El conjunto de fracturas extensamente amplias se ajusta a la distribucin de weibull, mejor que una distribucin normal, consiste en la publicacin de de la distribucin de otros parmetros de la fractura. El espaciamiento promedio de las fracturas swarm es alrededor de 5 y 6 ft, para Paludal y Cozzette respectivamente,

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estos espaciamientos adems son irregulares, pero no varan espaciamientos de fracturas individuales.

tanto como

El espacio efectivo de la permeabilidad de la fractura, la trayectoria probablemente es ms estrecha relacionado con el espaciamiento de una fractura swarm que lo est para el promedio de espaciamiento de todas las fracturas por que las fracturas de espaciamiento estrecho son realmente un conducto nico de permeabilidad en una escala de yacimiento; las fracturas tienen una distribucin irregular en el plano vertical descrito por encima; y muchas de las fracturas (15%) estn completamente mineralizadas y provee un ligero incremento de la permeabilidad.

El yacimiento Cozzette fue representado exitosamente con un 8ft de espaciamiento de fracturas primarias, que es muy cercano al estimado de 6 ft de promedio de espaciamiento swarm. Swarms y la permeabilidad de fractura efectiva debe ser tomadas en cuenta cuando se estimen block sizes y espaciamiento de fracturas a partir de geolgicos para un modelo de ingeniera de yacimientos.

Si se puede suponer que el esfuerzo horizontal que resulto en fracturas es igual a lo largo de una capa estratigrfica, entonces gravemente los espaciamientos similares de fracturas pueden ser inferidos para estar presentes en otra parte de la capa estratigrfica.

Esta suposicin debe de ser usada con precaucin, sin embargo, porque una fractura de 0.40in de ancho tiene capacidad para un esfuerzo equivalente a la de 10 fracturas de 0.40in de ancho, a pesar de que, si la mineralizacin no ha ensuciado la imagen, el primero proporcionara 100 veces la capacidad de flujo del ltimo porque depende del acomodo de grano.

La variacin en el espaciamiento de las fracturas ser dependiente de la variacin de de las propiedades petrofsicas del yacimiento. Los yacimientos de Paludal son ms sedimentolgicamente heterogneos que los yacimientos de Cozzette y

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tener el doble de intervalo de anchura de fracturas a pesar de una similar deformacin.

ESPACIAMIENTO DE FRACTURA Y GROSOR DE CAPA

Una regla de oro de un yacimiento petrolero, ha sido que el espaciamiento de fractura est en funcin del espesor de capa. Esta relacin no est aparentemente en los datos del pozo SHCT-1.

Incluso la arenisca Cozzette relativamente homognea, cual es 60ft de espesor en este lugar, muestra un promedio de espaciamiento de fractura de 3ft, casi equivalente al espaciamiento de de areniscas de Paludal, que normalmente son como la mitad de su grosor. Incluso de 2 delgados ncleo de arenisca extrada de SHCT-1 por encima de la zona 4 Paludal contienen fracturas con espaciamientos similares fig. 4.

Estas fracturas no son el resultado de la estructura en el rea consiste principalmente de 2 hacia al noreste y posiblemente una extensa tendencia anticlinal al norte noroeste. En lugar que las fracturas sean resultado de la profundidad de entierro, alta presin de poro y compresin tectnica horizontal. No hay requerimiento mecnico, porque el espaciamiento de tales fracturas esta relacionada con el espesor de capa, como habra cuando se dobla una viga. Otros autores indican que el espaciamiento de fractura puede ser proporcional mientras el espesor de capa sea menor de 5ft de grosor, el espaciamiento comnmente es relativamente constante por encima de este espesor.

El truncamiento en el extremo superior el espaciamiento tiende para la Paludal probabilidad acumulativa fig.10puede ser una funcin del espesor de capa ms chico o posiblemente del el tamao del yacimiento Paludal lateral limitado. Mientras la arenisca de Cozzette est realmente ilimitada lateralmente y no tiene aparentemente lmite para el mximo espaciamiento de fractura, los yacimientos Paludal tienen generalmente menos de 500ft de ancho.

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AFLORAMIENTO DE FRACTURAS

Los espaciamientos de fracturas son medidos en afloramientos de Cozzette a lo largo de las areniscas de Grand Hoback al redor de 12 millas del lugar de MWX. A pesar de que los estratos en este sitio han sido deformados estructuralmente y ahora sumergidos 90, gran parte de la deformacin aparentemente ha sido acomodada intercaladamente dentro de lutitas.

Un promedio de espaciamiento de fracturas en afloramientos de Cozzette est alrededor de 3,4 y tiene una distribucin extraordinaria de probabilidad acumulativa similar a la derivada a partir de los datos de subsuperficie fig.10-12.

Los patrones similares de irregularidad de espacio regional de fracturas, comnmente se comportan como Swarms, han sido documentados afloramientos vistos en la regin de Rocky Mountain. El afloramiento de fracturas muestra un pequeo residuo de mineralizacin y ha sido alterado por la meteorizacin, pero el dominante grupo de fracturas en la Cozzette aparentemente no ha sido mejorado aparentemente durante el levantamiento.

LITOLOGA EL INGREDIENTE FALTANTE EN EL ANLISIS DE NCLEOS FRACTURADOS.

La mayora de los anlisis de fracturas en ncleos proporciona, como producto final, tablas muy concisas ( o breves ) de datos de las fracturas como ancho, longitud, orientacin y mineralizacin. Sin embargo, las relaciones entre orientacin de fracturas, terminacin de fracturas y heterogeneidad litolgica usualmente no se reportan en estas tablas.

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Esta informacin es crtica para construir un modelo exacto al marco estructural tridimensional la permeabilidad de fracturas en un yacimiento. Las descripciones de fracturas dentro del contexto de la litologa permiten hacer inferencias acerca del grado de la interconectividad de las fracturas, mientras que tablas estriles de datos de las fracturas podran obscurecer informacin importante. Por ejemplo, el siguiente nmero limitado de conclusiones acerca del sistema de fracturas puede ser sacado de los datos de fractura listados en la tabla I. 1 2 Hay 4 fracturas inducidas por la nucleacin. Hay 5 fracturas naturales , de las cuales: - Cuatro son casi verticales y rellenas parcialmente con calcita. - Una fractura diagonal se presenta con relleno parcial con cuarzo indicando la probable presencia de un sistema de fracturas separadas. - Una fractura natural de gran acumulacin (solamente rellena de calcita) de 2 a 4 pies o cerca de un cuarto del total de ncleo, est presente dentro de 10 pies del ncleo. - Tres de las 5 fracturas naturales podran ser de muy baja permeabilidad basadas en los anchos de fracturas listadas. Si las fracturas son estudiadas en superficies por cortes de el mismo ncleo ( Fig. 1), observaciones adicionales incluyen:

3. la mayora de las fracturas listadas en la tabla son de mnimo tamao, desde que una o ms de sus terminaciones verticales son desconocidas.

4. fractura No. 3 consiste segmentos escalonadas, donde las fracturas 2 y 3 podran en efecto ser segmentos de la misma fractura. Fracturas 5 y 6 podran ser partes de una fractura sencilla.

5. fracturas 7 , 8 y 9 son partes del mismo sistema de induccin del nucleo y podran no merecer listarlo separadamente.

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Sin embargo, el ncleo entero es evaluable para su estudio, las interacciones entre la ubicacin de la fractura y su litologa se hace aparente y se hace la perspicacia ms significante puede ser ganada dentro del sistema de permeabilidad el yacimiento. Si el ncleo original (fig.2) ha sido estudiado y compilado los datos presentados en la tabla 1 y en la figura 1, los siguientes puntos importantes podran notarse:

1. Hay una fractura en 0.0-0.4 pies y la fractura entre 7.2-8.3 pies es paralelo a la segunda fractura, ambos de los cuales estn presentes en extremo del ncleo pero no en el corte. El nmero total de fracturas acumuladas en este ncleo podra ser arriba de 4.4 pies (44% de los hipotticos 10 pies del intervalo del ncleo) 2. Si el no-yacimiento, no-fracturas, intervalos de arcilla no son considerados, el total de las fracturas representa ms del 50% del yacimiento neto, sugiriendo que la frecuencia de la fractura dentro de este yacimiento es cercanamente al doble que los puntos listados bajo el punto 2 arriba. 3. Cinco de los 8 terminaciones de fractura conocidas son causados por lutitas interestratificadas (Fig 3). Esto implica una restriccin vertical significativa en la permeabilidad dentro del yacimiento a pesar de las numerosas fracturas. Un pozo horizontal como un yacimiento podra no proveer un incremento significativo en la capacidad de la produccin aun si las fracturas son intersectadas en un ngulo ptimo de 90 grados, debido a la comunicacin vertical limitada (Lorenz 1992). 4. Fracturas 2 y 3 son muy probablemente la misma fractura y las fracturas 5 y 6 son definitivamente un fractura sencilla, implicando un promedio largo de menos fracturas. 5. Los datos sugieren pero no proveen (desde que la continuidad del ncleo est rota en 2.8, 5.1 y 6.9 pies) que la vertical, fractura natural de calcita-mineralizada forma un juego sencillo paralelo, proveyendo una permeabilidad horizontal altamente anisotropa. 6. La Fractura 1 es una fractura ptalo y cae paralelo a la fractura a. esto sugiere que el esfuerzo local es paralelo a las fracturas naturales (Lorenz et al 1990).

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Sin embargo, las fracturas ptalos nos. 7-9 chocan oblicuamente a las fracturas 5,5. Si una razn para fracturas ptalo con cada oblicua puede ser documentada (tal como un core barrel jamming al final de una corrida de ncleo). Esto, una estimulacin hidrulica de fractura podra no ser efectiva en la interseccin de la permeabilidad naturalmente fracturada. Anotaciones tales como algunas anotaciones que raramente consideran factor de ya sea de fracturas que estn presentes en el ncleo estn limitados a las facies de yacimiento (fig.4) o extendida a travs de los estratos del no-yacimiento para conectar dentro de las zonas adyacentes al potencial de inters. Porque la sedimentologa de un yacimiento comnmente influencia las caractersticas de sus fracturas (p.e., Lorenz and Hill 1992), los datos mostrados en la tabla II debieran ser recordados como parte de cualquier estudio de fractura de ncleo o afloramiento.

LA IMPORTANCIA DE TOMA DE MUESTRAS. FRACTURAS INDUCIDAS EN NCLEOS DE MESAVERDE, NORESTE DE COLORADO-

Existen varios tipos de fracturas mecnicamente inducidas se producen en el ncleo de Mesaverde de los EE.UU. Departamento de Energa de los pozos Experimento Multiwell. Dos de estos tipos de fracturas tienen importancia para la determinacin de las orientaciones de estrs in-situ. Lnea de trazado-fracturas se originan en las ranuras de orientacin sobre la superficie del ncleo y son iniciados por trazado cuchillos en los minutos despus de la vasija del ncleo central se corta libre de la roca circundante. En el ncleo de arenisca, estas fracturas huelga paralela a la mxima in situ direccin del esfuerzo horizontal que se ha determinado en estos pozos por inelsticas medidas de tensin de recuperacin. Inducidas Coring fracturas ptalo y ptalo central-forman justo debajo de la broca de avance. Su huelga tambin est controlada por el campo de esfuerzos in situ. Localmente, sin embargo, huelga puede secundariamente influenciada por esfuerzo cortante creado por rotacin de la broca, la reorientacin de los ataques

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ptalo de fractura en el sentido de giro. No obstante, en muchas situaciones las orientaciones de estos dos tipos de fracturas pueden ser utilizados para determinar la orientacin del campo esfuerzo horizontal in situ si el ncleo est orientado. Incluso en el ncleo no orientada, la orientacin relativa entre in situ el estrs y fracturas naturales puede ser determinada.

INTRODUCCIN

El reconocimiento y la correcta interpretacin de extraccin de muestras fracturas inducidas en el ncleo de los agujeros y es importante para los gelogos del petrleo como de los ingenieros. Fracturas artificiales deben distinguirse de las fracturas naturales que normalmente controlan los sistemas de embalses de permeabilidad. Adems, la morfologa y la orientacin de los dos tipos de fracturas inducidas mecnicamente estudiado en detalle aqu (escriba lnea y fracturas ptalo) a menudo se puede utilizar para determinar in situ orientaciones estrs. Este estudio presenta datos de una poblacin grande y bien documentado de la extraccin de testigos inducidos por las fracturas y sugiere cmo esos datos pueden utilizarse para inferir las condiciones del agujero de estrs. Core para este estudio provino de los EE.UU. Departamento de Energa de Multiwell Experimento (MWX). Este fue un laboratorio de campo compuesto por tres pozos espaciados (Northrop et al., 1984) perforado en la Formacin Mesaverde Cretcico Superior en la cuenca del Piceance Creek en el noroeste de Colorado (Figura 1). Acerca de 4200 pies (1280 m) del ncleo fue tomada de estos pozos; un tercio de la misma estaba orientada por tcnicas multishot (Sattler, 1984).

El campo de esfuerzos in-situ en el lugar de MWX se ha caracterizado por la recuperacin de la tensin inelstica y las tcnicas de minifrac, la tensin mxima es vertical, y el mximo esfuerzo de compresin horizontal est orientada al oestenoroeste de la sala (Teufel y Warpinski, 1984; Warpinski yTeufel 1989).

Los criterios para la distincin entre las fracturas naturales y artificiales en el ncleo no siempre son obvios, y los mecanismos para la formacin de muchos

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tipos de fracturas artificiales, son poco conocidos. Kulander et al. (1979) y Pendexter y Rohn (1954) enumeran las caractersticas que diferencian el reconocimiento de las fracturas inducidas a partir de las fracturas naturales en el ncleo, y un volumen nuevo y amplio sobre la identificacin de Ang registro de las fracturas principales estarn pronto disponibles. Kulander et al. (1979, en prensa) determin que las fracturas inducidas son extensional en origen, y que describe varios tipos de fracturas inducidas en el ncleo. En este artculo slo se abordan las fracturas ptalo / ptalo central y una lnea grabada. Otros tipos de fracturas inducidas existen en el ncleo de MWX pero no son comunes. Las fracturas naturales tambin estn presentes, pero se distinguen de las fracturas inducidas. Las fracturas naturales son predominantemente fracturas verticales de extensin y se mineralizan con calcita cuarzo, y / o dickita, o tienen slickenside (Finley y Lorenz, 1989;. Lorenz et al 1989b). Fracturas inducidas tienen morfologas distintivas y las terminaciones y nunca se mineraliza.

FRACTURAS INDUCIDAS EN NCLEOS DE MWX.

La importancia de la extraccin de muestras - y la perforacin - fracturas inducidas se encuentra principalmente en la relacin de su orientacin a la in situ los esfuerzos horizontales. Si las fracturas inducidas se encuentran en el ncleo orientado, la orientacin real de la tensiones in situ por lo general se puede determinar. Debido a que las fracturas hidrulicas de simulacin en paralelo la tensin mxima, la tendencia de una fractura hidrulica se puede predecir, as como si la fractura que se entrecruzan natural - fractura de permeabilidad tendencias. Si las fracturas inducidas se encuentran en el ncleo no orientada, pero en relacin con las fracturas naturales, el ngulo relativo entre la tendencia natural de la fractura y una fractura de simulacin hidrulica al menos puede ser determinada, si no la orientacin absoluta de cualquiera. Sin embargo, las fracturas de ptalos puede ser orientado por esfuerzo cortante central poco y podra ser estudiado cuidadosamente antes de inferir orientacin de los esfuerzos de ellos.

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Lnea de trazado de las fracturas en litologas arenisca y limolita en MWX no parecen verse afectados por el par de tales, y ms consistente reflejar la medida en la orientacin in situ el esfuerzo horizontal. Lee un GangaRao sugiri que el ngulo de inclinacin inicial de las fracturas de ptalo (la tangente al plano de fractura curvada alrededor de la superficie del ncleo externo) es controlado directamente por, y puede ser utilizada para calcular, las magnitudes de la tensin en situ si relaciones de esfuerzo se conocen o puede ser estimada razonablemente. En el ncleo de MwWX, sin embargo, los ngulos de descenso inicial de las fracturas de ptalos estn dispersos y no son compatibles con clculos precisos sobre la base de esta teora, aunque el ngulo mximo de inclinacin inicial aumenta irregular de fondo de pozo. Las fracturas de la lnea central del ptalo y ptalo se forman por debajo de la broca y fuerza de si o no el agujero es comenzar con ncleo. Las lneas de tensin seguido por la curva fracturas ptalo hacia el centro del pozo, as como fuera de ella. Posiblemente, cuando la tensin vertical no es superior a los esfuerzos horizontales significativamente, "inverso" fracturas ptalos se crean ms all del pozo. Ms probable, sin embargo, los planos de fractura internos asociados con las trayectorias de tensin mostrados en lneas a, b, y c de la figura 8 se extienden ms all del pozo. Estas fracturas se extendera el radio efectivo del pozo y proporcionar una excelente comunicacin entre la formacin y el pozo. Sin embargo, las fracturas tambin puede permitir la penetracin profunda de los fluidos de perforacin en la formacin, lo que resulta en dao a la formacin extensa. Kulander mostr una fotografa de un agujero roadcut taladro sin macho con una fractura central ptalo, las alas de las cuales se extienden por lo menos tres dimetros del pozo a cada lado del agujero. Las mediciones de laboratorio no publicados de permeabilidades estado restaurado a lo largo de siete ptalos fracturas en la piedra arenisca en MWX central mostraron mejoras en la permeabilidad de ms de dos rdenes de magnitud en comparacin con las permeabilidades escala de medicin microdarcy de roca matriz similar. Finalmente, estos dos tipos de fracturas inducidas comnmente son muy pequeas y, por tanto, puede ser inadvertido o ignorado. Estas fracturas, sin

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embargo, podra producir resultados falsos si estn presentes en los tapones de los ncleos de tomar las mediciones de las propiedades de la roca. Algunas piezas del ncleo MWX anmalas que muestra la velocidad de resultados de las pruebas de anisotropa se inspeccionaron cuidadosamente despus de la prueba y se encontr que contena fracturas inducidas que eclipsado los efectos de microfisuras que se estn probando..

ORIGEN DE LAS FRACTURAS INDUCIDAS

Origen de fracturas ptalo y ptalo central

Diversos trabajos han sugerido que las fracturas ptalo se forman y propagan con la carrera de la barrena. Pendexter y rohn (1954) describen y ejemplifican donde la perforacin fue detenida, un tapn de cemento fue emplazado en la parte inferior del agujero, y la interface cemento/roca es nucleada. El ncleo contena una fractura en la lnea central cementada inferida que se ha formado en la roca por debajo de la barrena anterior al trabajo de cementacin. Kulander y Dean reportaron que lmite entre el ncleo, la lnea de captura y la geometra del componente pluma, y el espaciamiento de las lneas de captura revelan que la fractura se propaga en frente de la barrena de nucleado en periodos cortos de incremento. Noto que las lneas de detencin concntricas en muchas fracturas de ptalo y ptalo con lnea central regresaban a un punto de origen justo fuera del ncleo cerca de la zona superior de la fractura de ptalo. La fractura de ptalo nunca interacta con la superficie del ncleo (no enganchado), sin embargo el margen derecho de la lnea central de la fractura estn comnmente astillados aparentemente por la rotacin de la barrena de nucleo. Ambas observaciones indican un origen de las fracturas en la roca antes de que el ncleo sea cortado, con el astillado corriendo en la barrena de nucleo mientras envuelve el ncleo fracturado. Kualander y otros autores sugieren que la fractura de ptalo y la fractura de ptalo con lnea central formados en respuesta a la tensin principal del ncleo inducido.

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La incompleta separacin de los planos de fracturas mltiples/anastomosadas en muchas mwx fracturas de ptalo y la ausencia de caractersticas de cizalla soportan esta idea. Inferimos que el peso de la barrena comprime la roca, causando que las fallas crezcan y se propaguen a travs del plano paralelo al esfuerzo mximo inducido por la barrena. La Extensin (mnima, as como se indica comnmente en la separacin de la roca) ocurre normal a este plano. Este mecanismo de extensin de fracturamiento es una respuesta al esfuerzo compresivo que es comn en las rocas frgiles (y en aquellas hechas frgiles por la presin de poro casi igual a la presin de confinamiento) en experimentos de laboratorio. La geometra de las fracturas de ptalo es paralela a las lneas de esfuerzo de la formacin debajo de la barrena, representado en la fig. 8. La formacin en la figura es producida nicamente por el peso de la barrena. Cuando estos vectores de esfuerzo son aadidos a los esfuerzos creados por la sobrecarga, los vectores de esfuerzo se vuelven mas pronunciados. La pendiente de las trayectorias es una funcin del radio de las magnitudes del peso de la barrena al esfuerzo de sobrecarga. La anisotropa de los esfuerzos horizontales in situ alteran efectivamente la vista en planta circular de los patronees de esfuerzo debajo de la barrena de ncleo a una formacin elptica. En el plano normal vertical al esfuerzo horizontal mximo in situ las lneas de esfuerzo se difunden. En contraste las trayectorias permanecen cercanas a la vertical en el plano paralelo al esfuerzo mximo horizontal. Dentro de la formacin vertical, la pequea difusin de patrones debajo de cada lado de la barrena de ncleo son rpidamente desbordados por, e incorporados en, el esfuerzo total de la formacin de la carga de la barrena, la cual es efectivamente un punto de carga ms all de la inmediata vecindad de la cara de la barrena. Las fracturas de ptalo formadas a travs de los planos definidas por 1 y (normal a ), donde es la combinacin del esfuerzo de sobrecarga y el esfuerzo del peso en la barrena, es el esfuerzo horizontal mximo in situ y es el esfuerzo menos horizontal. Lee en 1978 calcul que la combinacin de los esfuerzos que iniciaban las fracturas de ptalo eran extensionales y eran muy grandes 0.5-2 in debajo de la barrena. El tambin infiri que mientras la resistencia a la tensin de la roca aumentaba, la probabilidad del lugar de una fractura inicial migraba hacia arriba, hasta la posicin

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de 0.1 in. GangaRao y otros, presentaron las reconstrucciones tericas de los componentes del esfuerzo en la barrena (el esfuerzo tectnico horizontal, el esfuerzo de sobrecarga, la presin de lodo, la presin de poro y la carga de la barrena), concluyendo que la falla ocurri en la periferia del nucle y ligeramente delante de la cara de la barrena por los efectos de la concentracin de esfuerzo en la carga de la barrena, presin de espuma (FP), y la presencia del pozo perforado. Una barrena rotatoria puede crear arreglos de esfuerzos (aunque sin las trayectorias dirigidas adentro) y, por lo tanto, fracturas similares. En este caso, sin embargo, las fracturas inducidas n son muestreadas por ncleo y la existencia de dichas fracturas permanece a la especulacin. Las fracturas de ptalo observadas en ncleo ocurren a travs de las lneas de esfuerzo paralelas a las lneas (a), (b), y (c) en la fig. 8. La extensin de la roca que causa el fracturamiento normal al plano de la lnea de esfuerzo es asistido por la presencia de la zona de bajo esfuerzo debajo del centro de la barrena de ncleo. La terminacin comn de las fracturas de ptalo a unas pocas in en el ncleo sugiere que la propagacin de la fractura podra estar inhibida en la regin donde las lneas de esfuerzo se unen debajo de la barrena. Algunos estudios de pozo sugieren que las fracturas de ptalo tambin estn presentes en las paredes del pozo. Estas fracturas podran representar la falla a lo largo de las lneas d y e, de la fig. 8 (ptalos inversos) o ms bien extensiones laterales de los ptalos formados a lo largo de las lneas b y c. la distinta geometra de los dos casos debera ser distinguible en los registros de imgenes de pozo. La concentracin de esfuerzos no son tan grandes en el rea exterior ya que estn directamente debajo de la barrena, y esas lneas son rpidamente desbordadas por los vectores del esfuerzo de sobrecarga y por lo tanto las fracturas son menos comunes en esta rea. Otros trabajadores indicaron no haber encontrado fracturas de ptalo en los pozos a pesar de la detallada bsqueda de ellos. Las fracturas de lnea central poco comunes en el ncleo MWX originadas como fracturas de ptalo pero fueron probablemente propagadas hidrulicamente ms all del estado de fracturas de ptalo por la presin del fluido de perforacin. Las pequeas desviaciones del pozo por la inclinacin vertical cambiaron las posiciones relativas del ncleo y el arreglo de esfuerzos. As, las fracturas de ptalo en el ncleo pueden tener buzamientos superficiales o pronunciados,

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dependiendo en la inclinacin del pozo y los cambios en la proporcin de esfuerzos inducidos por la barrena y los esfuerzos de sobrecarga con profundidad. El buzamiento de las fracturas de ptalo pueden tambin depender en la magnitud promedio del peso sobre la barrena, el aumento de peso produce un arreglo de esfuerzos verticales elongados que son representados en la figura 8. Una relacin entre buzamiento de las fracturas de ptalo y el peso sobre la barrena est apoyado por la ocurrencia comn de las fracturas de ptalo cncava ascendente a profundidades superficiales en los pozos mwx donde el peso de la barrena fue menor que en las zonas ms profundas donde las fracturas de ptalo fueron predominantemente cncavas descendentes. En el ltimo caso, existen menos lneas de esfuerzo de lado a lado paralelas a la lnea a y las lneas restantes son ms pronunciadas, teniendo un componente ms fuerte de esfuerzo vertical. Los arreglos de esfuerzos ms pronunciados pueden ser tambin factores que contribuyen a la extensin de las fracturas de ptalos en fracturas de lnea central como sugiri el hecho de que todas las fracturas de lnea central en mwx en las partes ms profundas del pozo, un tercio de las fracturas de ptalo en el pozo mwx es cncava ascendente, sugiriendo que las fracturas se formaron a lo largo de las lneas de esfuerzo interiores que se curvearon al conectar los dos lados de la barrena lnea a fig. 8 en vez de extenderse hacia abajo. Una continuidad de un buzamiento ms pronunciado a un ngulo constante puede existir una fractura de ptalo cncava ascendente dependiendo de las proporciones de esfuerzo. Las fracturas de disco o de fichas de pquer podran representar el mero final del espectro (con un lecho horizontal ayudando a controlar la ubicacin de la fractura). Kulander y otros not que las fracturas de discos formadas por debajo de las cuchillas trazadas cerca de la cara de la barrena de ncleo como lo muestran los planos de la fractura muescados por las cuchillas trazadas. Un origen de su ubicacin es consistente con la formacin de tipo fractura de ptalo.

LOS CLCULOS DE ELEMENTOS FINITOS

Clculos de elementos finitos se realizaron para paramtrico: estudios sobre

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los efectos relativos de peso poco esfuerzo de sobrecarga efectiva, eficaz y esfuerzo horizontal el peso del lodo. Debido a que las trayectorias de estrs eran el resultado deseado, no se ha tratado de representar con exactitud los dientes de corte individuales y las fuerzas impartidas en la roca de los dientes; cascabel una carga distribuida se aplica a la roca sobre la faz de toda la broca. Los clculos se realizaron utilizando el programa informtico JAC (Biffle, I984] en un modo de simetra axial. La figura 9A muestra las trayectorias resultantes de estrs propios de los casos en que el esfuerzo de sobrecarga es mayor que el esfuerzo horizontal. Las trayectorias de tensin se muestra en la Figura 9.4 son aproximados, ya que se interpolan de un nmero limitado de elementos, pero el patrn general es correcta. Cuando la tensin sobrecargar es mayor que el esfuerzo horizontal, las trayectorias de estrs son similares al modelo conceptual se muestra en la figura 9A, con tanto convexa-convexa hacia arriba y hacia abajo ptalos posibles. En este caso, sin fracturas se espera fuera del agujero (todos curva trayectorias hacia adentro), pero las fracturas externas son posibles cuando el esfuerzo de sobrecarga es slo ligeramente mayor que el esfuerzo horizontal. Aunque la magnitud de la tensin por debajo de la broca es significativamente afectada por los pesos de bits y el barro, las trayectorias de estrs son similares para una amplia gama de valores razonables de estos pesos. La principal diferencia se produce en las lneas de tensin interna inmediatamente por debajo de la parte en que, con el aumento de peso en bits. valores de los segmentos inclinados de lneas (b) y (c) en la Figura 8 steepen, y la lnea (a) se desplaza a una posicin ms profunda y una forma ms cncava. Para el caso de esfuerzo horizontal mayor que el esfuerzo de sobrecarga, las trayectorias tpicas de tensin se muestra en la Figura 9B. En este caso, no hay ptalos descendentes son posibles y formar slo cncava hacia arriba-ptalos. Cncavo-descendentes ptalos por lo tanto indicar un rgimen de esfuerzos en donde la tensin sobrecargar es mayor que el esfuerzo horizontal mnimo, a menos que el peso de bits es excesivo. Una vez ms, el bit y el barro las variaciones de peso no cambian significativamente el estrs trayectorias, al menos no por m rango de inters. Estos clculos no estn destinados para estimar la ocurrencia de fractura debido a

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que las concentraciones de tensin alrededor de los dientes de corte individuales son los puntos de fractura predominantes. Sin embargo, en estos ejemplos distribuida de carga, el ms grande de tensiones de traccin desarrollada justo por debajo de los pisos horizontales de la broca y un poco el interior de las viviendas. En estos clculos, las tensiones eran lo suficientemente grande como para inducir fracturas en ambos modos a la baja cncavo-ascendente y cncava, pero el modo y la ubicacin de la iniciacin de fractura variaba considerablemente tanto con la tensin externa y el peso bits.

ORIENTACIN DE LA FRACTURA DEL PTALO

MWX ptalo fracturas forma en el plano de la matriz de la tensin por debajo de bits que es paralela a la mxima in situ esfuerzo horizontal. La mayora de las fracturas de ptalos MWX huelga oeste-norte-oeste de la sala, en paralelo a la mxima in-situ la tensin horizontal en MWX medida por Teufel (l983). Evans (1980) reconoce una relacin entre la orientacin de la fractura de ptalos y la mxima in-situ en la direccin del esfuerzo Devnico pizarra. Plumb y Cox. Tambin sugiri que la orientacin de estas fracturas es controlado por los campos de esfuerzos contemporneos. Kulander et al. (1979) atribuye la orientacin constante de las fracturas de ptalo a cualquiera de las anisotropas de estrs in-situ o anisotropas de rock de la tela. La mayor parte de la Formacin Mesaverde sin corazn en el MWX consta de litologas muy heterogneos (Lorenz, 1989) y sin estructura de la roca preferentemente anistropo ha sido identificado, mientras que las tensiones diferenciales horizontales no existen. Por lo tanto, las huelgas consistentes en ptalos MWX se atribuyen a la in-situ anisotropas esfuerzo horizontal. A pesar de los esfuerzos horizontales in situ el control de la huelga de la mayora de las fracturas MW X ptalo, ptalos anmalos orientaciones fractura existe. Estas anomalas parecen ser causados por alto cizallamiento subraya aadido al sistema de tensin total por arrastre de la broca giratoria en la roca. La magnitud

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de los esfuerzos cortantes tales es la funcin de la litologa, tipo de bit, la condicin bits, la velocidad de rotacin de la broca, y la cantidad de peso sobre la broca. Desafortunadamente, no hay pies por fo0t Los registros se hicieron de estos factores durante la perforacin de los pozos MWX. Los archivos disponibles ms detallada similar a las medidas de corte es la tasa de penetracin pies por pie. Ningn registro de par est disponible.

En MWX, una seccin de piedra arenisca fue relativamente homognea sin corazn, tanto en M'W `X-1 y MWX 2-{pozos compensado por slo 125 pies o metros 38,1), y numerosas fracturas ptalos se observaron (Figura 10). Esta zona es significativamente ms bajo presin, con un gradiente de 0,80 psi / ft, casi el doble de lo normal. Altas presiones de poro crear ms bajas tensiones efectivas, por lo que la zona es relativamente susceptible a una reorientacin de los esfuerzos in-situ. Las fracturas de ptalo en MWX-1 huelga constantemente el oeste-noroeste, pero las fracturas de ptalos en MWX-2 en este mismo y litolgico huelga rgimen de esfuerzos ms al norte-noroeste, exhibiendo la rotacin de las agujas del reloj de la huelga de l5 a 20 . Los ptalos se producen todos en una cama de piedra arenisca homognea, y la nica diferencia aparente entre los dos pozos se encuentra en la tasa de penetracin promedio de ncleo de bits (18 frente a 24 o 59 minfft frente a 79 min / tn) en el intervalo de t.he ncleo. Presumiblemente, una diferencia en la tensin de cizallamiento fue impartida a la masa de roca debajo de la broca en los dos pozos. Baja penetracin de ms implica una mayor dificultad en el corte a travs de la roca y, por tanto, que ms tensin cortante existente entre la punta de inflexin y la roca. Deducimos que el esfuerzo cortante, impartida en el giro a la derecha de la broca, puede girar significativamente la tensin en-situ en la vecindad inmediata de la broca y la cantidad de sus anomalas en la orientacin. Los datos de los pozos MWX apoyar esta inferencia. La orientacin de la huelga de fracturas individuales ptalo en el intervalo de muestra en la Figura 10 se correlaciona con la velocidad de penetracin para el pie en el que la fractura se produce (coeficiente de correlacin r2 = 0,46, Figura 11; un coeficiente de correlacin mejor es impedido por la relacin indirecta entre la tasa de penetracin y el esfuerzo de corte como se seal anteriormente).

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Para probar esta hiptesis, se trazan las orientaciones de fractura en contra de las tasas de penetracin de varios de los I-pies (0.3-rn) los intervalos por encima y debajo de cada ptalo de la fractura. El coeficiente de correlacin disminuy drsticamente (r2 = 0,02 a 0,24) para estas parcelas. Debido a la huelga, ptalo, se correlaciona mejor con la tasa de penetracin para la Perforacin del intervalo en el que se produce la fractura de ptalos, ptalos de fracturas debe iniciar muy cerca de la cara de la broca, probablemente justo debajo de l. Adems, la correlacin sugiere que el bit puede impartir esfuerzo cortante a la masa de roca y cambiar temporalmente el local en situ orientacin estrs. Con las condiciones de sealar, la tasa de penetracin es un indicador aproximado de que la tensin de cizalladura.

Ms apoyo para esta correlacin es proporcionada por algunos casos en que la tasa de penetracin se redujo abruptamente a 40 o 50 min / pie justo antes de la interferencia de la vasija del ncleo, de alta cizalladura (de rotacin) el estrs, y el final prematuro de una carrera principal. En estos casos, las huelgas de fracturas asociadas de ptalos en el centro se giran hasta 60 a la derecha de la normal al oeste-r1orthwestwa.rd tendencia (vase la Figura 10, la base de MWX-2 del ncleo).

Por ltimo, los ngulos de inmersin de las fracturas ptalos son ms o menos separados por bien en este intervalo: sin rotar las fracturas de ptalos en MNVX-1 bsico en general, sumergir 50 o menos, mientras que la rotacin en las fracturas de ptalos MWX-2 dip central entre 55 y 85 (Figura 12). Esta gama de cada sugiere que las fracturas MWX-2 ptalos estaban alineados con una amplia estrs ms pronunciada causada por el aumento de peso sobre la broca, que a su vez crea una mayor tensin de corte en la roca y se gira peta1fractura de huelgas.

ESPACIAMIENTO Y DISTRIBUCIN DE LA FRACTURA PTALO

Quedan preguntas acerca de (1) el origen de la alta tensin local y temporal que aparentemente inicia discretas fracturas ptalo y (2) la causa de la separacin ordinaria comnmente observada en la fractura. Kulander y Dean

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(1985) sugieren que en la lutita del Devnico el patrn de lneas de detencin en los planos de las fracturas de ptalos indica la propagacin de la fractura en "episodios cortos incrementales" de duracin indeterminada y peridica. Nosotros sugerimos que cada ptalo de la fractura puede ser iniciado por un aumento de el esfuerzo de la barrena, causado por una liberacin repentina del malacate por el perforador (o perforador automtico) y el consiguiente aumento en el peso sobre la barrena. Los datos de una operacin de extraccin de muestras en 8150 pies (2484 m) de profundidad en el registro de la cuenca del prmico un perforador automtico que libera el freno del malacate en promedio una vez cada 104 segundos (intervalo mnimo, 50 segundos, intervalo mximo de 145 segundos; 43 intervalos grabados). Durante el lanzamiento, el peso sobre la broca se increment de 17.500 libras (7955 kg) de 19,500 libras (8,864 kg). Un promedio de 18 seg (mnimo, 5 seg; mximo, 30 segundos) era necesaria para liberar los frenos y aumentar el peso sobre la barrena. Las lneas de detencin, con un intervalo entre de 4 y 5cm e indicadas en el ncleo de lutita del Devnico por Kulander et al. (1979, en prensa) (No se observan en el ncleo MWX), puede reflejar la propagacin de la fractura rpida pero gradual durante la liberacin de los frenos del malacate, las lneas de captura que se sincronizan con las vibraciones de fondo de pozo. Las fracturas en la mayora de los conjuntos de los ptalos de fracturas en MWX estn separadas de 1 a 6 pulgadas (1.3-15 cm). Al ritmo de perforacin promedio de 15 a 20 min / ft, significa aumentos repentinos de peso sobre la barrena, y esfuerzo de la barrena cada 1.5 - 10 min. La menor cantidad de tiempo es un intervalo razonable para un perforador para aumentar el peso sobre la barrena. Diez minutos es un intervalo demasiado largo, pero no todos los lanzamientos de malacate crean una fractura de ptalo. El incremente del peso de la barrena y los tiempos de los intervalos entre ellos son irregulares. En roca ligeramente susceptible a fractura, slo los aumentos de peso ms rpidos y ms grandes seran capaces de crear fracturas ptalo. Por lo tanto, regularmente el espacio del conjunto de fracturas ptalos, en el momento en que aumenta el peso sobre barrena, es proporcional al espaciamiento de fractura, son menos comunes que los espacios irregulares de fracturas ptalo aisladas.

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Alternativamente, la formacin de una fractura ptalo puede disminuir el esfuerzo en la roca sobre un rea determinada, de tal manera que otra fractura no se pueden formar en la vecindad inmediata. Por lo tanto, el tamao de la zona de alivio de esfuerzo, o las ocurrencias fortuitas de las fallas en la roca, puede controlar el espaciado de la fractura ptalo. Aunque estos factores pueden contribuir al espaciamiento, la gama de distancias reales es probablemente mayor que la gama de tamaos de las zonas de alivio de esfuerzo. Por lo tanto, los cambios abruptos en peso se infiere que sea el factor dominante. La ausencia total de las fracturas de ptalo en numerosos intervalos puede ser debido a diferencias en el esfuerzo efectivo (presin de poro). As, la zona ms profunda en el sitio MWX es altamente sobre presionada (y, por tanto, susceptibles de falla frgil) y contiene abundantes fracturas ptalo. Sin embargo, sugerimos que, en gran parte, la ausencia de fracturas de ptalos puede deberse a las tcnicas de perforacin ms suaves. La correlacin entre la presencia de fractura de ptalos y el tipo de roca en el ncleo de MWX probable es explicable en trminos de propiedades de las rocas. Las fracturas de ptalo ocurren predominantemente en limolitas, no se registran fracturas a partir de las lutitas intercaladas, lutitas o carbn. Las limolitas tienen un significativamente mayor mdulo de Young que otras litologas (Lorentz et al. 1989a), lo que implica indirectamente una mayor susceptibilidad al fracturamiento. En la nica zona donde las fracturas ocurren comnmente en ptalos de areniscas (zona inferior de la Figura 6), el Young mdulos de las areniscas y limolitas son casi iguales. Curiosamente, otros informes describen que las fracturas de ptalo ocurren por igual en fangolitas y areniscas (Laubach y Monson, 1988) o exclusivamente en la lutita, donde la lutita es la litologa dominante (Kulander et al., 1979). En resumen, nuestros datos apoyan la nocin de origen de los ptalos y las fracturas de ptalo de la lnea central por debajo de una broca corona. La pregunta de si las fracturas se forman bajo la barrena de perforacin todava est abierta. Las fracturas de ptalo son las fracturas de extensin formadas paralelamente a las lneas de esfuerzo por debajo de la barrena (figura 8). Estas fracturas golpean paralelamente al esfuerzo principal horizontal in-situ ( lh ) que localmente puede ser una combinacin de los esfuerzos horizontales in situ y el esfuerzo de cizallamiento de la barrena rotativa.

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Regularmente el espacio de las fracturas de ptalo se origina durante los aumentos bruscos de esfuerzo vertical provocados por el aumento de peso sobre la barrena.

ORIGEN DE LAS FRACTURAS DE LNEA DE TRAZADO

Las fracturas de lnea de trazado MWX habitualmente se originan a partir de las lneas de mal cicatrizado (resquebrajamiento en los bordes de Kulander et al., 1979) y se infiere que son el resultado de los esfuerzos adicionales asociados con el mal trazado de los cuchillas. Cuchillos sin filo daran ms esfuerzo a la roca, cuando el cuchillo se arrastra a lo largo del ncleo en lugar de cortar limpiamente. Las fracturas de lnea de trazado en las areniscas y limolitas se originan en las ranuras de la lnea de trazado y son orientadas preferentemente, aproximadamente paralelas al mximo esfuerzo horizontal in-situ donde las tensiones son anisotrpicas (figura 14). Estas fracturas parecen mantener esta orientacin a pesar de las variaciones en la tasa de penetracin (esfuerzo cortante) que rota cerca de las fracturas de ptalo como se describi previamente. Mientras que las fracturas de ptalos se forman en la masa de roca debajo de la barrena, las fracturas de lnea de trazado son creadas en el ncleo, varias pulgadas por encima de la cara de la barrena ya que los trazos de cuchillas son forzados sobre el ncleo varios minutos despus de que el ncleo ha sido cortado de la masa de roca (Figura 15). Como se ve, la orientacin de la fractura en superficie indica el punto de origen de estas fracturas, correspondiente al movimiento relativo entre la cuchilla y el ncleo (Kulander et al., En prensa). Si el equipo de extraccin de muestras est funcionando correctamente y las lneas de trazado son rectas, la rotacin de la barrena no aade esfuerzo cortante para el ncleo en el punto donde se forman las fracturas de lnea de trazado. Sin embargo, este ncleo esta todava bajo la influencia del rgimen de esfuerzos in situ debido a que el ncleo no se ha sometido a la relajacin completa de tensin y la roca conserva una "memoria" del estado de esfuerzo durante varias horas despus de que el ncleo se corta (Teufel, 1983).

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Por lo tanto, el esfuerzo in situ determina la orientacin del desarrollo de las fracturas de lnea de trazado, excepto en las fangolitas que no tienen anisotropa en el esfuerzo horizontal. La orientacin de las fracturas en fangolitas debe ser predominantemente controlada por el esfuerzo del acuamiento creado localmente por el trazado de cuchillo. Las fracturas de lnea de trazado inician en un plano vertical, ya que se originan en una lnea de trazado recta, vertical ya que la tensin mnima inicial es horizontal. Sin embargo, comnmente son curvas y se desarrollan con una inclinacin irregular como se propagan dentro del ncleo. Esta irregularidad puede producirse debido a que la sobrecarga litosttica ha sido removida y la expansin vertical del ncleo est teniendo lugar, por lo que el esfuerzo mnimo se convierte en vertical antes de que el ncleo est completamente retirado de la influencia del esfuerzo horizontal en la masa de la roca debajo de la cara de la barrena.

LOS EFECTOS DE LA SUSCEPTIBILIDAD DE FRACTURAS DIFERENCIALES EN LITOLOGAS HETEROGNEAS.

Los patrones de las fracturas dentro de las 3 formaciones arenosas conglomeradas en la formacin Wasatch sugieren que muchas de los estratos fracturados con un patrn que atraviesa del E-W y contienen pequeas, jvenes y ortogonales fracturas cruzadas por liberacin de esfuerzo algunas capas contienen solamente fracturas oblicuas, E-NE, y al menos una lente de esta secuencia no est fracturada. En otras lentes existen diferentes tipos de fracturas: el ms viejo que son las fracturas principales de este-oeste, e intermedias edades de fracturas oblicuas de este-noreste y ms jvenes que son pequeas fracturas normales a las ms viejas pero van en contra de las dems fracturas. Los esfuerzos de cizalla creadas en un patrn distintivo combinados con las fracturas ortogonales y las sub-paralelas donde las fracturas E-NE son superpuestas a las E-W.

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Los diferentes patrones de fracturas deben haberse formado en regiones similares de esfuerzo ya que las condiciones de los estratos se localizaban sobre un afloramiento. Por esta razn, las diferentes susceptibilidades de diferentes lentes deben contar para los cambios en los patrones de las fracturas. Los estudios petrogrficos siguieren que la naturaleza heterognea de la litologa vulcanoclstica de Wasatch, y sus diferencias relacionadas con la naturaleza y el tiempo de cementacin, crearon diferentes tipos de propiedades mecnicas en los lentes sucesivos. El resultado diferencial de la susceptibilidad de la fractura a travs del t