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TÉCNICAS PARA DETERMINAR LA DIRECCIÓN DE ESFUERZOS SUBSUPERFICIALES Y LA EVALUACIÓN DEL AZIMUT EN FRACTURAS
HIDRÁULICAS
Las técnicas para determinar la de esfuerzos subsuperficiales se dividen en Técnicas basadas en:
1.- Núcleos2.- Pozo
3.- Indicadores geológicos regionales
INTRODUCCIÓN*Una producción óptima del yacimiento*Modelado de pozos inyectores de agua.*Y determinar el set de fracturas naturales con la mejor capacidad de producción, ya que las fracturas paralelas al esf. Máx. horizontal son a menudo mas productivas.
Todas las técnicas requieren de la orientación de núcleo
La orientación del núcleo es de primordial importancia para cualquier estudio.
Técnicas basadas en el núcleo para determinar la dirección del
esfuerzo
Muestreo de núcleos
Fracturas inducidas en núcleos
Observación directa de pruebas de esfuerzo de fracturas en muestreo de agujero abierto
Técnicas basadas en núcleos microfracturados por relajamiento
Anisotropía de la Velocidad Tangencial (CVA)
Reestablecimiento de la Tensión Inelástica (ASR)
Análisis diferencial de la Curva de Tensión
Análisis Diferencial de la Onda de Velocidad (DWVA)
Pruebas en Puntos de Cargas Axiales
Análisis Petrográficos de Microfisuras y Sondajes de Núcleo
Archivado
Para que es tas técn icas sean vá l idas hay dos cond ic iones p r inc ipa les que se deben conocer
Primero: Los procesos geológicos son lentos y las condiciones de equilibrio son mantenidas tal que la energía almacenada dentro de la roca sea proporcional a la compresión de la muestra.
Segundo: El tamaño de granos de la muestra es más pequeño comparado son el tamaño de la muestra.
Cuando una roca de estrato es nucleada, los granos de arena se pueden expandir elásticamente cuando la presión externa se alivia, pero estos son vueltos a pegar (o vueltos a su posición original) por materiales cementantes que los encadena a través de los granos.
Anisotropía de la Velocidad Tangencial (CVA)
Usada para determinar el azimuth de compresión y para deducir
información sobre los problemas en la estructura de la roca.
La velocidad acústica viene siendo la anisotropía debido a que las poblaciones de
microfracturas tienen una orientación preferencial,
El más simple ejemplo de análisis de información de velocidad es tomar la
orientación del punto mínimo de velocidad como la orientación de la compresión en el campo. Este aproximado es comúnmente
tomado
Método de campo que estima la orientación de los esfuerzos y magnitudes a partir de tensiones de relajación dependientes del tiempo sobre un núcleo orientado en el pozo.
El núcleo es sometido a relajacion diferencial en el
alivio de las tensiones in situ, y la deformación total incluye
tanto la instantána, un componente elastico y un inelástico el cual puede
relajarse por decenas de horas.
Las principales direcciones de los esfuerzos in situ pueden
ser determinadas directamente a partir de las
mediciones parciales ASR del núcleo orientado suponiendo que las tensiones inelásticas
son proporcionales a las tensiones recuperables
totales.
Técnica de recuperación en tensiones inelásticas
Los desplazamientos relacionados con la recuperación de la tensión inelástica se determinan con resorte, pinza medidores, que incorporan cabezales de precisión calibrados.
Análisis diferencial de la Curva de Tensión
Técnica de laboratorio que estima.- El estrés y la Orientación
• Mediante la Comparación de las magnitudes de la tensión relativa inducida en diferentes direcciones con la aplicación de presión de confinamiento
Las microgrietas relajación tienen un efecto significativo sobre los módulos de roca diferentes, y un conjunto preferentemente orientada de microgrietas dará orientaciones diferentes, al menos para valores bajos de estrés (hasta cerrar las grietas).
• Este comportamiento de la tensión diferencial es usado para obtener información sobre las tensiones.
Pruebas en Puntos de Cargas Axiales
Tests de Resistencia Anisotrópica
• Son usadas para la determinación del azimut de esfuerzo a partir de la orientación del núcleo.
Prueba de Punto de Carga
• Punto de carga de la prueba, siendo el procedimiento más sencillo, es el recomendado para dichas pruebas. Se lleva a cabo mediante la aplicación de un penetrador semiesférica para el TEP y el fondo de un disco central y cargando el penetrador hasta la roca falla.
Para deducir:
• Si la microestructura se debe a la relajación de microfracturas, entonces las fracturas inducidas se alinearán con las microfracturas y su orientación será perpendicular al esfuerzo máximo.
• Pero si se debe a microfracturas tectónicas, entonces las fract. Inducidas se alinearán con estas, por tanto, no será perpendicular al esfuerzo máximo .
Análisis Petrográficos de Microfisuras y Sondajes de Núcleo Archivado
Análisis Petrográfico de
Microfisuras
Proporciona información sobre el azimut de estrés y
estructura de la roca.
Con técnicas que utilizan tintes las microfisuras se han detectado mas facilmente.
P ej. Tintes de epoxidos fluorescentes.
Análisis Petrográfico de
Microfisuras
Distinguir entre las microfisuras de
relajación y microgrietas tectónicas.
Esta técnica debe ser utilizada como indicador de diagnóstico de la estructura cada vez que haya alguna duda sobre otros métodos
basados en el núcleo.
Sondajes del Núcleo Archivado
Tecnica para determinar el azimuth de esfuerzo y tiene un uso potencial
para determinar tambien magnitudes de esfuerzo .
Técnica potencial importante para estimar el azimut de compresión
Fracturas en Núcleos Inducidas por Perforación
Son una fuente segura de información en la orientación de esfuerzos
Hay dos aspectos importantes para el uso de información de esfuerzos y extracción de núcleos de
fracturas inducidas.
La muestra de núcleos
con fracturas inducidas deben ser
distinguidos de las
fracturas naturales .
Un claro entendimien
to de la fractura, su
origen y debe
hacerse una relación
con los parámetros
de perforación.
CaracterísticasSon correspondientes
fracturas de pétalo y de pétalo de línea central.
*Son de origen extensional
*No presentan mineralización.
*Su creación no es causada por esfuerzos de la formación si no
que surgen de esfuerzos externos.
La presencia de fracturas inducidas por perforación en núcleos se encuentra principalmente en la relación de su
orientación con el esfuerzo horizontal de la superficie.
Su orientación se alinea con el esfuerzo que las origina. Sin embargo, otros factores pueden influir con el crecimiento y propagación de la fractura. Por ejemplo, fracturas naturales preexistentes y fallas.
La determinación de la dirección de esfuerzos que originan las fracturas se deriva de dos causas: primero , esfuerzos debido al desgaste de la tubería de perforación y segundo deslaves.
Observación Directa del sondeo Microfracturas en Agujero Descubierto
Una microfractura iniciada en un agujero desc. puede
proporcionar inf. Definitiva sobre el Azimut de las fracturas hidráulicas y
posiblemente la magnitud del esfuerzo.
•Las fracturas inducidas a través de una ruptura controlada se propagarán lateralmente y verticalmente (hacia arriba y hacia abajo) y alineada con la máxima dirección de esfuerzo horizontal predominante.
Limitaciones de
la extracción
•El atascamiento del barril de nucleo al iniciar la extraccion. •El éxito de la orientación de las fracturas inducidas es dependiente en correlación con la información del registro para el núcleo .
• El carácter de la fractura puede variar dependiendo de la textura de la roca e incluye el siguiente rango de posibilidades:
• Fractura única, fracturas múltiples paralelas o fracturas que se ramifican y se vuelven a unir;
• Caras de fracturas lisas o caras de fracturas ásperas
• Fracturas grandes (10 a 15 pies) o cortas (pulgadas)
• Fracturas que comienzan en la parte superior del núcleo o fracturas
• Fracturas que se conectan desde el lado.
TÉCNICAS BASADAS EN EL POZO PARA
DETERMINAR LA DIRECCIÓN DE
ESFUERZOSPruebas de esfuerzos en
fracturas de agujero abiertoUsando la imagen de un pozo de registro para orientar las pruebas de fracturas del agujero abierto, es similar a la orientación de las fracturas de la perforación inducida, excepto la profundidad aproximada de la
fractura es conocida en avance.
En las pruebas de compresión del agujero abierto a menudo tiene muy largas aperturas
relacionadas con otras fracturas en el pozo; y las fracturas tienden a extenderse solo unos
pocos pies por debajo del fondo del pozo donde las pruebas de compresión del agujero
abierto fueron realizadas.
Registros de Imagen*Permite identificar heterogeneidad
*Analizar fracturas*Computar echados de las estructuras
*En pozos direccionales permite estimar capas adyacentes
TÉCNICAS BASADAS EN EL POZO PARA
DETERMINAR LA DIRECCIÓN DE
ESFUERZOSDirección del Registro
de Rayos GammaTipos de Herramientas
utilizadasDGRTHerramie
nta de dirección de rayo gama
TracerScan
Herramienta de
espectrografía de
rayos gamma
RotaScanHerramien
ta rotacional que mide las tazas de rayos gamma
con respecto a
su posición
rotacional
Determinación de la dirección de los esfuerzos mediante el monitoreo de Fracturas HidráulicasEl MLT usa la emisión señales
microsísmicas durante y después de una estimulación hidráulica para estimar el azimut de la fractura y la altura de la
misma El azimut se determina por
el trazado ya sea de un diagrama de rosa de
azimuts o una gráfica de la proyección estereofráfica
de los vectores de polarización normalizados
en una unidad de dirección.Los indicadores
geológicos de la dirección de esfuerzos
subsuperficiales, a pesar de que su ubicación es util, no suelen
formar parte de un programa de adquisición de
datos para empresas de producción.
Ejemplos de ind.
Geologicos Información de fallas por
deslizamiento, mecanismos
focales de terremotos, y alineación de
conducto volcánico.
El azimut de mayor cantidad de señales a en el diagrama de rosa es interpretado como la
dirección de la fractura.
Técnicas de Registros
Microsísmicos
Indicadores Geológicos
Regionales de la Dirección de los
Esfuerzos
