Mecanica de rocas

MECANICA DE LAS ROCAS EN LA ING. DE PETROLEOS.
La mecánica de rocas una herramienta importante para la exitosa extracción de aceite y gas. Los ingenieros de petróleo saben que la extracción de los fluidos contenidos en la roca altera el ambiente natural estable de las formaciones rocosas.
La inestabilidad del pozo es un serio problema que puede incrementar dramáticamente los costos deperforación y completamiento de los pozos. Problemas tales como pegas de tuberías, derrumbes, ensanchamientos del pozo, dificultad en la corrida de registros, son el resultado de la no aplicación o del desconocimiento de los principios básicos de la mecánica de rocas.
Las nuevas correlaciones de esfuerzo-deformación y criterios de falla más apropiados están siendo desarrollados específicamente para elproblema de inestabilidad de los pozos.
Un importante desarrollo tecnológico que sirvió para la aplicación de los conceptos de la mecánica de rocas fue el fracturamiento hidráulico. Esta técnica es aplicada rutinariamente para medir los esfuerzos in situ (en sitio).
Finalmente se deben mencionar otras ramas de la mecánica de rocas que son de vital importancia para la industria de petróleo y gas. Porejemplo, la poroelasticidad de Biot, desarrollada en el año 1941, ha permitido un gran entendimiento de la relación entre el comportamiento de la porción solida (esfuerzo, deformación) y la porción del fluido (presión) en un medio poroso.
Desarrollo y alcances de la mecánica de rocas
Hoy en dia, la mecánica de rocas es considerada como una rama distinta a la ingeniería geotécnica y ha comenzadoa desarrollar sus propias disciplinas, las cuales están relacionadas a ciencias tan diversas como la mecánica de las fracturas y la hidrología.
Antes de que la broca penetre la roca, ya existen esfuerzos horizontales y verticales en la roca, causados por el peso de los estratos suprayacentes y por la actividad tectónica. Cuando la broca perfora el hueco, el estado de esfuerzos que existenaturalmente cambiara alrededor del pozo.
Los ensanchamientos del pozo (breakouts) son un tipo de falla en el pozo que se desarrolla cuando la concentración de esfuerzos cerca o sobre la superficie de la cara del pozo excede la resistencia de la roca.
Esta falla produce un perfil del pozo con elongaciones simétricas alineadas con el esfuerzo mínimo horizontal. Algunos investigadores atribuyeron losbreakouts a la intersección de fracturas verticales pre-existentes al hueco.
Bell y Gought sacaron adelante la hipótesis que los breakouts son causados por fracturas de corte en la zona de concentración de esfuerzos cercana a la pared del pozo y propsieron usar el breakouts como indicador de la dirección del campo de esfuerzos.
LA GEOMECANICA: Es la disciplina que estudia las característicasmecánicas de los materiales geológicos que conforman las rocas de formación. Relacionan el comportamiento de la formación bajo los cambios de esfuerzo producto de las operaciones petroleras de perforación, completacion y producción de pozos.
La geomecanica estudia resultados experimentales de campo y laboratorio conjuntamente con soluciones analíticas para resolver problemas particulares.
Losmateriales geológicos pueden ser divididos en rocas y suelos.
Suelos: son aglomerados relativamente sueltos compuestos de minerales, materiales organicos y sedimentos que se encuentran sobre la roca madre.
Rocas: son materiales geológicos con fuerzas moleculares entre si, que le confieren a los granos minerales una resistencia interna considerable.
La diferencia entre ellos esta relacionada con laresistencia intrínseca del material, por lo que resulta difícil diferenciar entre una roca blanda y un suelo duro.
En el sector petrolero es usual trabajar con rocas, por lo que a los suelos se les conoce como rocas no consolidadas.
SISTEMAS DE PARTICULAS
Los materiales geológicos están compuestos por un sistema multifasico de partículas minerales que crean una estructura porosa donde residen...