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Anisotropía en rocas arcillas y su influencia

influencia de la anisotropía en la determinación de los esfuerzos horizontales en rocas arcillas

El estudio técnico abordó la influencia de la anisotropía en la determinación de los esfuerzos horizontales en rocas arcillas.

En el presente trabajo se dio a conocer el desarrollo de una metodología que involucró la anisotropía del material y las deformaciones horizontales en pozos; para determinar y analizar la magnitud de los esfuerzos horizontales a través de modelos físico-matemáticos derivados de la teoría de la ley de Hooke.

La metodología desarrollada utilizó información básica de registros lo que resulta práctico para utilizarlo en la predicción de los esfuerzos horizontales. El objetivo busca establecer estrategias en la estabilidad de pozos para una perforación exitosa.

A su vez, la inestabilidad mecánica de pozos es uno de los mayores problemas que se tienen durante la perforación ya que incrementan los costos de la operación.

Es esencial entender el comportamiento mecánico de las formaciones a perforar con el fin de reducir al máximo los problemas como atrapamiento de tuberías; colapsos o resistencias en el agujero, más tratándose de formaciones lutitas.

Asimismo, las lutitas se caracterizan por la variación de sus propiedades mecánicas en todo su espesor; las cuales tienen un plano perpendicular en su espesor donde sus propiedades no varían, a esto se le conoce como medio isótropo transversal vertical.

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De acuerdo con el estudio, la determinación de los esfuerzos horizontales es parte fundamental para un análisis geomecánico; sobre todo para estudios relacionados a la estabilidad mecánica de pozos.

La inestabilidad de pozos, asimismo, es uno de los principales problemas con los que se enfrenta en la perforación de pozos; ya que incrementan considerablemente los costos de la operación e incluso puede ocasionar hasta el abandono del pozo.

En el presente trabajo se desarrolló una metodología para determinar los esfuerzos horizontales considerando la anisotropía presente en las lutitas, a partir de información básica de registros de pozo.

Durante el desarrollo de la metodología se obtuvo un modelo empírico para obtener la velocidad de corte a partir de la velocidad compresional y el contenido de arcilla; cuya ventaja es que puede aplicadar a toda la profundidad del pozo y no por litologías como es con el modelo de Greenberg y Castagna.

Para la determinación de los módulos elásticos se recurrió a los modelos de Li (2006) para determinar los parámetros anisótropos de Thomsen (ε y γ). Estos modelos tuvieron que ser calibrados con datos de pozos cercanos al área de estudio.

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Durante el estudio se determinó una relación de deformaciones horizontales. Una característica que puede ser aplicada para pozos que no cuenten con pruebas de goteo.

Al definir un modelo que considere la anisotropía y las deformaciones horizontales en la determinación de los esfuerzos horizontales realizamos una prognosis correcta para el estudio en la estabilidad de pozos.

La cual comprobamos aplicándola en un área determinada y evaluada con valores como son las pruebas de goteo equivalente al esfuerzo horizontal mínimo; obteniendo un perfil de esfuerzos que se ajusta a las pruebas reduciendo la incertidumbre en la perforación.

Finalmente, la metodología puede ser tomada para el análisis de estabilidad en tiempo real. Con esto el pozo podría permanecer estable durante toda la operación de perforación; al tener una mayor certidumbre, conlleva a que nuestra operación se complete con éxito.

Los ingenieros José Adalberto Morquecho Robles, David Velázquez Cruz y Gustavo Espinosa Castañeda presentaron el trabajo en la reciente edición del Congreso Mexicano del Petróleo (CMP).

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