Caso de Estudio: Campo Crdenas

entender el reto

Modelo Geomecnico del Subsuelo (MEM)

Mechanical Earth Model?

Descripcin numrica de las propiedades mecnicas del

sistema roca-fluido, integrada a la presin de poro, estado

de esfuerzos considerando las condiciones estructurales y

de fallamiento en el modelo.

Complejidad del MEM

MEM relacionado a la

profundidad vertical

Buzamiento estructural

simple

Considera fallasEstado de esfuerzos aproximado

Representacin estructural

Buzamientos complejos,

espesor de capas y fallasEstructuras complejas

(Diapiros)

Estado de esfuerzos equilibrado

1D

2D 3D/4D

3

Modelado geomecnico 1D Ventana tipo: Caso Crdenas

RT DTCO RHOB RT DTCO RHOB

2.30 g/cm3

nz

z

dzSv1

RHOB (registro)

RHOB = F (Exp)

Correlacin de Miller

dzSv

1

2

3

4

5

Z1

Z2

Z3

Hole Devi = approx. 70 deg.

Hole Azim = approx. 270 deg.

Projection of the

breakouts

breakouts orientation,

relative to the top side

of borehole (down-

hole view)

Fuentes de calibracin de Sh:

Pruebas de integridad de la formacin

Pozo Formacin PruebaMD Valor

[m] [g/cc]

C439PS FIT 917 1.53

DEP FIT 3305 2.05

C839PS FIT 905 1.50

DEP FIT 3303 2.00

C829PS FIT 972 1.58

DEP FIT 3327 2.05

Modelado Geomecnico 1D

4

Yacimiento Naturalmente Fracturado

Ventana tipo: Caso Crdenas (2012)

Consideraciones MEM

Limitaciones para la prediccin de presin de poro.

Incertidumbre en el comportamiento de presin de poro.

Metodologas convencionales de

prediccin no aplican en carbonatos

No aplica en zonas productoras

Presin de yacimiento

Presin en estratos supra e infra

adyacentes

Regresin

Zona Alta Presin

Zona

Baja Presin

Zona

Transicin

VS

Consideraciones MEM

Yacimientos Naturalmente

Fracturados

5

Yacimiento Naturalmente Fracturado

Ventana tipo: Caso Crdenas

1982

Presin de Poro

Colapso

Prdida

Condiciones Iniciales

Presin de Poro

Colapso

Prdida

Condiciones Actuales

1982 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 2000 01 02 03 04 05 060

150

300

450

600

750

Pre

sion

Pla

no R

efer

encia

( Kg/

cm2

)

FECHA

Comportamiento de Presin Vs Tiempo

Yacimiento KI

Pa 180 kg/cmESTIMADA

Pb= 307kg/cm

Plano de Referencia5500 mbnm

Pozos:

C-109C-119C-137C-318C-338C-358C-439C-839

DE: +/- 1.10 g/cm3

DE: +/-0.35 g/cm3

2012

VS

Agotamiento de la presin en la

formacin productora

sh]f

Redistribucin del esfuerzo

lateral

pf

sh]o

po

Esfuerzo

Pro

fun

did

ad

Concentracindel esfuerzo

sh Formacin agotadaP

sh

LACPEC 2007Short Course on Petroleum Rock Mechanics

Maurice B. Dusseault. University of Waterloo

Redistribucin de esfuerzos por agotamiento

Fo

rmac

in

Ag

ota

da

Consideraciones MEM

6

Condicin de esfuerzos en el yacimiento por agotamiento

El agotamiento produce cambios en la condicin de esfuerzos.

Esto implica que:

- El gradiente de fractura cambia.

- La rigidez de la roca puede cambiar.

- La perforabilidad de la roca podra cambiar (Ej: Por concentracin, aumento en las deformaciones, etc)

Mayor riesgo de inestabilidad y prdida de lodo.

Cambio de diseo, redefinicin de puntos de

asentamiento, peso de lodo.

El desconocimiento de este

mecanismo de falla de la roca

durante la fase de planeacin puede

tener alto impacto en la fase de

ejecucin

LACPEC 2007

Short Course on Petroleum Rock Mechanics

Maurice B. Dusseault

University of Waterloo

7

Gradiente de prdida (Sh) / fractura NO

aplican Prdidas por disipacin

Presin de yacimiento

Roca Naturalmente Fracturada

tiempo

Pre

sin

Gasto Gasto

Si la roca pierde por

disipacin No esta

relacionado a esfuerzos

Sistema Permeable

Roca

Fracturada

Roca

Virgen

Sistema Impermeable

FIT

LOT

P. Quiebre / Fractura / Breakdown

P. Propagacin inestable

Shut in

P_Cierre= Smin

Yacimiento Naturalmente Fracturado

Ventana tipo: Caso Crdenas (2012)

VS

Consideraciones MEM

Limitaciones para la calibracin de

estado de esfuerzos.

8

Yacimiento Naturalmente Fracturado.

Diferentes gradientes de presin en cretcico.

Baja presin de yacimiento en zona productora

Diferentes tipos de materiales: dolomas,

mudstone, intercalaciones de bentonita.

Caso Crdenas 829 (2011)

Caso Campo Crdenas

9

Desconocimiento del estado real de esfuerzos

Comportamiento de la formacin vs tipo de pozo

Limitaciones en el modelado MEM

1D. Software consideran roca intacta.

MEM-1D

Crdenas 539

Rock vs Rock mass

--Intact rock

--Single discontinuity

--Two discontinuities

--Several, etc.

--Rockmass

5 cm

50 cm

20-100 m

Campo Crdenas

10

VS

VS

Problemas complejos requieren

soluciones complejas

Construccin de un modelo geomecnico 3D

equilibrado para el Campo Crdenas

11

Construccin de un MEM 3D Dinmico.

Sismica

Modelo Inicial de

esfuerzos

t =0

t =10yr

Estabilidad de agujero

Diseo de completacin

Control de arena

Estimulacin

Compactacin / Subsidencia

Integridad del pozo

Desempeo del yacimiento

MEM DINAMICO

Registros-Nucleos

Framework

1D MEM

Condiciones

de Borde

Modelo de

propiedades

Modelo

Presin de Poro

30 aos de experiencia en Geomecnica

Mas de 800 proyectos de Geomecnica en el mundo

SonicScanner

TerraTek

WG

VISAGE

PETREL

WG

Stonefish

Techlog

12

EMBEDDED ECLIPSE

VISAGE MODEL

Cambio en Presin Cambio en Temperatura

Cambio en Porosidad Cambio en Permeabilidad

MODELADOR VISAGE

Flujo de Trabajo de VISAGE

13

Construccin MEM 3D campo Crdenas M

od

ela

do

Es

tru

ctu

ral

Modelo estructural 3DDistribucin de Calizas

y Dolomas

Distribucin de Lutitas

BentonticasAntTraking

1. Modelo de fallas

C829 C627 C829 C627

C829 C627 C829 C627

YOUNGMOD POISSONR

UCS FANG

Shmin SHmax Sv

Shmin SHmax Sv

1 Feb 1982

1 Feb 2010

Shmin SHmax Sv

Shmin SHmax Sv

1 Feb 1982

1 Feb 2010

EMBEDDED ECLIPSE

VISAGE MODEL

Cambio en PresinCambio en Temperatura

Cambio en PorosidadCambio en Permeabilidad

MODELADOR

VISAGE

Cubos propiedades geomecnicas Cubos geopresiones

Esfuerzos No equilibrados

Ca

lib

rac

in

1D

/3D

VIS

AG

E

Em

be

dd

ing

Ca

lib

rac

in

MEM 3D Equilibrado

Estado de Esfuerzos

Anlisis a nivel de pozo

(Wellbore centric analysis)

Cubos de peso de lodo

14

Resultados MEM 3D campo Crdenas

Situacin estructural rea Crdenas 539 y 627

Fallas interpretadas Fallas modeladas como

elementos dentro del

MEM

C829 C829

C829C539C839

C439

C627

Variacin de la concentracin de esfuerzos a nivel de las fallas (cima KM)

15

2010 1982

C829

C539

C627

Rotacin de direccin de esfuerzos

16

Cambio del rgimen de esfuerzos - cima de KSAN

C829 C539 C627

C812

C829 C539

C627

C812

C829 C539

C627

C812

1982 Actual

Proyectado 30% mas de

agotamiento del yacimiento

Red: Normal Green: Transcurrente Blue: Inverso

17

1982 Actual

C829 C539

C627

C812

C829 C539

C627

C812

C829 C539

C627

C812

Cambio del rgimen de esfuerzos - cima del yacimiento

Red: Normal Green: Transcurrente Blue: Inverso

Proyectado 30% mas de

agotamiento del yacimiento

18

Mnimo peso de lodo requerido

Densidad de lodo mnima requerida. Sensibilidad a diferentes ngulos de

inclinacin, Azim. 214 (Intervalo medio KM)

0 45

65 90

C829C539

C627

C812

C829

C539

C627

C812

C829C539

C627

C812

C829

C539C627

C812

19

0 45

65 90

C829C539

C627

C812

C829C539

C627

C812

C829C539

C627

C812

C829C539

C627

C812

Densidad de lodo mnima requerida. Sensibilidad a diferentes ngulos de

inclinacin, Azim. 214 (Cima de KI)

20

KI-1

KM

KSSF

KSAN

Inc.50

Anlisis de falla a nivel de la pared del pozo caso Crdenas 839

Anlisis de falla a nivel de

pared de pozo

21

Anlisis de falla a nivel de la pared del pozo caso Crdenas 829

KM

KSSF

KSAN

Inc.67

22

KI-1

KM

KSSF

KSANInc.49

Riesgos identificados para la trayectoria planeada del Crdenas 539

23

Riesgos identificados para la trayectoria planeada del Crdenas 627

KM

KSSFfault

KSAN

0 45

65 90

fault

KSMZ

KSAN

KMKI-1

Paleoceno

KSSF

KI-2

fault

KSMZ

KSAN

KMKI-1

Paleoceno

KSSF

KI-2

fault

KSMZ

KSAN

KMKI-1

Paleoceno

KSSF

KI-2

fault

KSMZ

KSAN

KMKI-1

Paleoceno

KSSF

KI-2

PT PT

PT PT

Densidad de lodo mnima requerida. Sensibilidad

a diferentes ngulos de inclinacin.

24

25

Conclusiones

KI-1

KM

KSSF

KSAN

1. Modelo de fallas

KM

KSSFfault

KSAN

Se identificaron zonas de baja resistencia mecnica a nivel de la formacin KM.

La perforacin de pozos de alto ngulo a travs de la zona bentontica tiene requerimientos de densidad en el orden

de 1.10-1.15 g/cm3.

Una vez que estas formaciones son aisladas optimizando el punto de asentamiento, es factible perforar la seccin de

alto ngulo en el yacimiento (dolomas) con menor

densidad.

Las fallas actan como barreras de esfuerzo y dan lugar a cambios significativos en los lmites de densidad de lodo

requeridos para perforar las zonas cercanas a estas.

Paleoceno

KSMZ

KSSF

KSAN

KM

KI-1

Fault

Paleoceno

KSMZ

KSSF

KSAN

KM

KI-1

C619 proposed

Implementacin del MEM 3D para el diseo de trayectoria

Perforando a travs de fallas

Safe MW window

El estado de esfuerzos en estructuras geolgicas

complejas y los cambios producto de la variaciones de

presin en el yacimiento no pueden ser representados en

su totalidad con un MEM 1D.

Un MEM 3D resuelve estas limitaciones, obtenindose un

mejor entendimiento del estado de esfuerzos lo que

implica mejores predicciones de estabilidad para los pozos

propuestos.

KM

KSSF Fault

Fault

KSMZ

KSA

NKMKI-1

Paleocen

e

KSS

F

KI-

2

Minimum MW Required [g/cc]

26

27

Preguntas

27