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introducción
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INTRODUCCION
GEOMECANICA
DISCIPLINA QUE ESTUDIA ELCOMPORTAMIENTO DE LOSMATERIALES GEOLOGICOSANTE CAMPOS DE ESFUERZOSY CAMBIOS EN EL AMBIENTEFISICO
ROCASAGREGADOS DE CRISTALES Y PARTICULAS
AMORFAS LIGADOS POR MATERIALES
CEMENTANTES.
PRESENTAN GRIETAS O FRACTURAS A
DIFERENTES ESCALAS
AGLOMERADO RELATIVAMENTE SUELTO
COMPUESTO DE MINERALES, MATERIAL
ORGANICO Y SEDIMENTOS QUE SE
ENCUENTRAN SOBRE LA ROCA MADRE
LA DIFERENCIA ENTRE ROCAS Y SUELOS
A VECES NO ES MUY CLARA. SIN EMBARGO,
LOS METODOS DE ANALISIS SON DIFERENTES
AREA GRIS SUELO DURO Vs
ROCA BLANDA
GEOMECANICA
MECANICA DE ROCASMECANICA DE SUELOSMECANICA DE FLUIDOSTERMODINAMICAGEOLOGIA, GEOFISICAJUICIO INGENIERIL
MECANICA DE ROCAS Y DE SUELOS ESTUDIAPRINCIPALMENTE
Comportamiento σσσσ====- εεεε
Resistencia mecánica
Análisis teórico de situaciones específicas
DIFERENCIA CONCEPTUAL PARA ANALISIS DE ROCAS Y SUELOS
ROCASMicromecánica
Mecánica de medioscontínuos
Discontinuidades /Interfaces (grietas, fallas).Mecánica de fracturas
Micromecánica
Mecánica de medioscontínuos
SUELOS
HISTORIA DE LA GEOMECANICA
LA GEOMECANICA TIENE SU ORIGEN EN LA INGENIERIACIVIL, PRINCIPALMENTE EN ELUSO DE SUELOS Y ROCAS COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIONPOSTERIORMENTE SE USA ENOBRAS CIVILES TALES COMOTUNELES DE VIALIDAD, FUNDACIONES, (GEOMECANICA CIVIL)
LUEGO SE UTILIZO LA GEOMECANICAPARA FINES MINEROS, EN LACONSTRUCCION DE TUNELES EN MINERIA SUBTERRANEA Y ESTABILIDAD DE TALUDESEN MINERIA A CIELO ABIERTO, POR EJEMPLO(GEOMECANICA MINERA)
H
EN LA DECADA DE LOS 60SE COMIENZA A UTILIZARLA GEOMECANICA EN LASACTIVIDADES PETROLERAS,FRACTURAMIENTO HIDRAULICO,ESTABILIDAD DE HOYOS, COMPACTACION Y SUBSIDENCIA.(GEOMECANICA PETROLERA)
FECHAS HISTORICAS IMPORTANTES
~ 5000 AC MINAS EN CHINAS
~3000 AC PRESAS DE ROCA EN INDIA
~1000 AC TEMPLOS EGIPCIOS Y
GRIEGOS (VIGAS PLANAS)
~ 500 AC CONSTRUCCIONES ROMANAS
CON ARCOS
FECHAS HISTORICAS IMPORTANTES
SIGLO III DOMOS Y CONTRAFUERTE
SIGLO XVIII LEY DE DARCY (FLUJO)
LEY DE COULOMB (FRICCION)
SIGLO XIX REVOLUCION INDUSTRIAL
(MINAS DE CARBON )
FECHAS HISTORICAS IMPORTANTES
SIGLO XX ~1920 TERZAGUI Esfuerzos efectivos
(comienzo como disciplina formal)
~1940 BIOT. Poroelasticidad
~1950 KING HUBBERTFracturamiento hidráulico
GEERTSMAGeomecánica petrolera
LA GEOMECANICA PETROLERA COMIENZA HACIA FINALES DE LOS AÑOS 1950, PERONO ADQUIERE IMPORTANCIA HASTA LA
DECADA DE LOS 1970-1980
PRIMERA CONFERENCIA SPE-ISRM - 1992
CARACTERISTICAS ESPECIALES DELOS MATERIALES GEOLOGICOS
TODOS LOS PROBLEMAS SON ESPECIFICOS
NO POSEEN UNA RELACIÓN σσσσ====- εεεεUNICA Y LINEAL, YA QUE ESTA DEPENDE DE LOS ESFUERZOS, LA TEMPERATURA Y EL TIEMPO(REARREGLO DE GRANOS, NUCLEACIÓN DE MICRO- GRIETAS)
EL COMPORTAMIENTO DEPENDE DE LA HISTORIA DE ESFUERZOS YCONDICIONES AMBIENTALES(MEMORIA GEOLOGICA)
LOS MATERIALES GEOLOGICOS SON DIFERENTES EN CADA LOCALIDAD. EXISTEN VARIACIONESAREALES Y VERTICALES QUE DEBENSER TOMADAS EN CUENTA EN LACARACTERIZACION GEOMECANICA
EN LA MAYORIA DE LOS CASOS, LA ZONA DE INTERES SE ENCUENTRA AGRAN PROFUNDIDAD Y SOLO PUEDE
SER EVALUADA CON BASE EN PEQUEÑAS MUESTRAS
(METODOS DIRECTOS, DISCRETOS)O POR TRAMOS MEDIANTE REGISTROS
(METODOS INDIRECTOS)
LOS MATERIALES GEOLOGICOS SONMUY SENSIBLES A LAS PERTURBACIONES
POR LAS OPERACIONES DE MUESTREOY POR LO TANTO, EL COMPORTAMIENTO
EN LABORATORIO PUDIERA NO SERREPRESENTATIVO DEL COMPORTAMIENTO
IN-SITU
SISTEMAS DE PARTICULAS
GAS
LIQUIDO
SOLIDO
SISTEMAS DE PARTICULASLOS SUELOS SON AGREGADOS DE PARTICULASCON ESPACIOS POROSOS LLENOS DE FLUIDOS(LIQUIDOS Y/O GAS)
LA FASE SOLIDA ES EL ESQUELETO MINERALCOMPUESTO POR LAS PARTICULAS.LA DEFORMACION ESTA CONTROLADA POR LA INTERACCION ENTRE PARTICULAS INDIVIDUALES(DEFORMACION DE LAS PARTICULAS Y MOVIMIENTO RELATIVO DE LAS MISMAS)
LOS FLUIDOS PUEDEN MOVERSE ENTRE LOSPOROS INTERACTUANDO CON EL ESQUELETOMINERAL, DE MANERA FISICA Y QUIMICA
ESTO AFECTA LA MAGNITUD DE LASFUERZAS DEL CONTACTO ENTRE PARTICULAS, INFLUENCIANDO LA RESISTENCIA Y DEFORMACION DEL MATERIAL GEOLOGICO
FFFF
KU
FFFF X
SISTEMA REALPartículas + Fluido
a presión
SISTEMA ANALOGICOResorte + Fluido
a presión
EL RESORTE TOMA PARTE DE LA CARGA, MIENTRASQUE EL FLUIDO TOMA EL RESTO
FUERZA
TIEMPO
Resorte
fluido
ETAPAS DE UN ANALISIS GEOMECANICO
TOMAR NUCLEO GEOLOGICO
REALIZAR ENSAYOS GEOMECANICOSEN EL LABORATORIO CON MUESTRASDEL NUCLEO
ELABORAR MODELO SOBRE EL COMPORTAMIENTO ESFUERZO-DEFORMACION Y LA RESISTENCIA MECANICA
HACER PRUEBAS DE CAMPO
TOMAR REGISTROS ESPECIALES
ETAPAS DE UN ANALISIS GEOMECANICO
ELABORAR CORRELACIONES NUCLEO-PERFIL
USAR METODOS ANALITICOS O NUMERICOSCON LOS PARAMETROS OBTENIDOS PARA PREDECIR COMPORTAMIENTO
USAR JUICIO INGENIERIL
APLICACIONES DE LA GEOMECANICA EN LA INDUSTRIA PETROLERA
PERFORACION (PESO DE LODOS, ITERACCION ROCA MECHA)
OPTIMIZACION DE CAÑONEO,COMPLETACION A HOYO DESNUDO
ARENAMIENTO DE POZOS
FRACTURAMIENTO HIDRAULICO
COMPACTACION Y SUBSIDENCIA
ESTABILIDAD DE POZOS HORIZONTALES
PROBLEMAS DE PRODUCTIVIDAD
EXPERIENCIA MUNDIAL
TODAS LAS MULTINACIONALES TIENEN UNGRUPO DE GEOMECANICA PARA ATACARPROBLEMAS ESPECIALES TALES COMO:
ARENAMIENTOFRACTURAMIENTO HIDRAULICOESTABILIDAD DE HOYOSCOMPACTACION
COMPAÑIAS DE SERVICIO INVESTIGAN ENEL AREA DE GEOMECANICA
APLICACIONES IMPORTANTES
Alaska Fracturamiento hidráulicoMar del Norte Subsidencia - ArenamientoMar Adriático ArenamientoGolfo de Mexico ArenamientoSur de Texas Pozos HorizontalesHolanda ArenamientoColombia Estabilidad de hoyos / Arenamiento
PROYECTOS DE INVESTIGACION A TRAVESDE CONSORCIOS
EXPERIENCIA EN VENEZUELA
Estudio de compactación y subsidencia Costa Orientaldel Lago de Maracaibo (Shell)
Desarrollo de yacimientos en calizas fracturadas del cretaceo en el Lago de Maracaibo (Maraven-Shell)
Compactación y subsidencia en la faja petrolífera delOrinoco (Meneven-Intevep)
Arenamiento de pozos en el norte de Monagas(Corpoven-Lagoven)
Fracturas hidráulicas en el Lago de Maracaibo(Lagoven)
Arenamiento de pozos en el Lago de Maracaibo (Maraven)
Diseño geomecánico de pozos horizontales en el Lago de Maracaibo (Maraven-Intevep)
Diseño de pozos no convencionales y multilateralesen yacimientos fracturados
Análisis de estabilidad de hoyos en lutitas sobrepresurizadas.
Diseño geomecánico de pozos SAGD en arenasno consolidadas (crudos pesados)
Estabilidad de hoyos con perforación en balance ybajo balance