Tesis de Maestria Jackeline Rodríguez T..pdf - Saber UCV ...
Tesis de Maestria Jackeline Rodríguez T..pdf - Saber UCV ... Tesis de Maestria Jackeline Rodríguez T..pdf - Saber UCV ...
1.1. Introducción Capítulo 1 EL PROBLEMA En la industria petrolera más del 75% de las rocas perforadas son lutitas, y un alto porcentaje de los problemas de perforación están asociados a este tipo de roca. El principal problema de perforación asociado a lutitas es la inestabilidad de hoyo, que puede ser producto de tres factores: físico-químicos, mecánicos y externos. Los factores físico-químicos están relacionados a la interacción de la lutita con el fluido de perforación, los factores mecánicos están asociados a esfuerzos y deformaciones de las rocas y los externos son los factores operacionales que pueden ser controlados durante la perforación. Para entender mejor los factores físicos-químicos es importante determinar los mecanismos de transporte de fluidos (advección, ósmosis, difusión química, capilaridad), alteración química de la lutita, hinchamiento/hidratación de los minerales y cambios de temperatura. Para tener un conocimiento adecuado de los factores mecánicos se debe considerar la orientación y magnitud de los esfuerzos in situ, las propiedades mecánicas de la roca, los planos de estratificación, y las fracturas preexistentes en las rocas (Sánchez,1999). Entre los factores externos se incluyen las malas prácticas de perforación; entre ellas vibraciones de la sarta por selección inadecuada, fluctuaciones excesivas de presión en el anular: “suaveo” y “surgencia” (Tan, 1998; Durand, 1995; Gazaniol, 1995) 1
Un aspecto importante asociado a la inestabilidad de hoyo es la inadecuada o incompleta caracterización a escala de laboratorio de las formaciones lutíticas, lo que conlleva a una inapropiada estrategia de perforación, afectando incluso, la adopción o masificación de nuevas tecnologías como pozos horizontales, pozos de alto ángulo, pozos extendidos, uso de mechas de diamante policristalino, entre otros (Nawrocki,1998, Sánchez, 1999). En la actualidad existe un interés particular en resolver o minimizar los problemas de perforación asociados a formaciones que están constituidas por lutitas, especialmente los relacionados a la interacción de la lutita con el fluido de perforación y a los relacionados al comportamiento mecánico de las rocas. Para resolver estos problemas es necesario caracterizar muestras de lutitas a escala de laboratorio. Este trabajo esta centrado en el desarrollo de una metodología que permita determinar dos (2) parámetros mecánicos en muestras de lutitas pertenecientes a la formación Carapita, mediante el uso del sistema TSI (Terratek Strength Index). El sistema TSI es una solución para disminuir los elevados costos asociados a la caracterización geomecánica de núcleos de lutitas, ya que requiere poco tiempo para la ejecución y análisis de los ensayos, y lo más importante, se puede utilizar de nuevo las muestras para otros ensayos y determinar así otras propiedades (geoquímicas, petrofísicas, térmicas, acústicas y geomecánicas). 1.2. Formulación del Problema La caracterización geomecánica de lutitas consiste en determinar información sobre la rigidez y resistencia de la roca para desarrollar modelos constitutivos realistas que permitan hacer diagnósticos apropiados sobre el desempeño de la roca bajo las 2
- Page 1 and 2: REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
- Page 3 and 4: Este jurado aprueba el Trabajo de D
- Page 5 and 6: AGRADECIMIENTOS A DIOS por ser su v
- Page 8 and 9: “DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETRO
- Page 10 and 11: CAPITULO IV SISTEMA TSI ...........
- Page 12 and 13: CAPITULO VIII ANÁLISIS DE RESULTAD
- Page 14 and 15: Figura 7.2 Diagrama E-S 67 Figura 7
- Page 16 and 17: τ = máxima resistencia al corte
- Page 20 and 21: condiciones de esfuerzo que se desa
- Page 22 and 23: sometidos a esfuerzos. Sin embargo,
- Page 24 and 25: 2.1. Antecedentes Capítulo 2 MARCO
- Page 26 and 27: Tradicionalmente los lodos se clasi
- Page 28 and 29: • Lutitas hinchables: son arcilla
- Page 30 and 31: • Lutitas firmes: constituidas po
- Page 32 and 33: Estructura del cristal Forma de par
- Page 34 and 35: La expansión de la esmectita, al e
- Page 36 and 37: 2.2.7. Análisis de secciones finas
- Page 38 and 39: este en contacto. Esta fuerza es si
- Page 40 and 41: Los ensayos de laboratorio permiten
- Page 42 and 43: de pasos, dos mecanismos de movimie
- Page 44 and 45: Se utilizará como único instrumen
- Page 46 and 47: El sistema TSI TM es un equipo util
- Page 48 and 49: 4.1.2. Mecanismos de movimiento Fig
- Page 50 and 51: - Para una velocidad de corte de 4m
- Page 52 and 53: 4.3.1. Transición entre modo de fa
- Page 54 and 55: más compleja debido a la intervenc
- Page 56 and 57: Capítulo 5 DISEÑO Y ADAPTACIÓN D
- Page 58 and 59: - Consideraciones de utilidad: para
- Page 60 and 61: Material Tabla 5.1. Propiedades mec
- Page 62 and 63: CASO A: Figura 5.2. Esquema de la p
- Page 64 and 65: = ∑ v F 0 F = Cos( α ) F + F ) (
- Page 66 and 67: Sustituyendo ∑ F = h ∑ F = v
1.1. Introducción<br />
Capítulo 1<br />
EL PROBLEMA<br />
En la industria petrolera más <strong>de</strong>l 75% <strong>de</strong> las rocas perforadas son lutitas, y un alto<br />
porcentaje <strong>de</strong> los problemas <strong>de</strong> perforación están asociados a este tipo <strong>de</strong> roca. El<br />
principal problema <strong>de</strong> perforación asociado a lutitas es la inestabilidad <strong>de</strong> hoyo, que<br />
pue<strong>de</strong> ser producto <strong>de</strong> tres factores: físico-químicos, mecánicos y externos. Los<br />
factores físico-químicos están relacionados a la interacción <strong>de</strong> la lutita con el fluido<br />
<strong>de</strong> perforación, los factores mecánicos están asociados a esfuerzos y<br />
<strong>de</strong>formaciones <strong>de</strong> las rocas y los externos son los factores operacionales que<br />
pue<strong>de</strong>n ser controlados durante la perforación.<br />
Para enten<strong>de</strong>r mejor los factores físicos-químicos es importante <strong>de</strong>terminar los<br />
mecanismos <strong>de</strong> transporte <strong>de</strong> fluidos (advección, ósmosis, difusión química,<br />
capilaridad), alteración química <strong>de</strong> la lutita, hinchamiento/hidratación <strong>de</strong> los<br />
minerales y cambios <strong>de</strong> temperatura.<br />
Para tener un conocimiento a<strong>de</strong>cuado <strong>de</strong> los factores mecánicos se <strong>de</strong>be<br />
consi<strong>de</strong>rar la orientación y magnitud <strong>de</strong> los esfuerzos in situ, las propieda<strong>de</strong>s<br />
mecánicas <strong>de</strong> la roca, los planos <strong>de</strong> estratificación, y las fracturas preexistentes en<br />
las rocas (Sánchez,1999).<br />
Entre los factores externos se incluyen las malas prácticas <strong>de</strong> perforación; entre<br />
ellas vibraciones <strong>de</strong> la sarta por selección ina<strong>de</strong>cuada, fluctuaciones excesivas <strong>de</strong><br />
presión en el anular: “suaveo” y “surgencia” (Tan, 1998; Durand, 1995; Gazaniol,<br />
1995)<br />
1