Presion de fractura

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5. Presión de Fractura

1. Resumen

En este trabajo se presentan las bases teóricas, metodologías de cálculo de la presión de fractura. Se presentan resultados aplicados al pozo Sama 1. Se utiliza un método indirecto de predicción de la fractura de mínimo esfuerzo horizontal efectivo y el esfuerzo vertical efectivo.

Se presentan los resultados en tres tablas para tres tirantes de agua de500, 1000 y 1500 Mts. Los datos presentan valores aceptables de acuerdo a las tendencias de la ventana desarrollada por Predict.

Se observó que el método de Bean Eaton, es el más exacto por la consideración de

2. Objetivo

Desarrollar la base teórica del gradiente de presión de fractura para definir una ventana operacional para diseñar la construcción de un pozo a través de los métodosdesarrollados por Hubbert y Willis, Matthews & Kelly y Ben Eaton.

3. Introducción

La presión de fractura se define como la fuerza por unidad de área necesaria para vencer la presión de formación y la resistencia de la roca. La resistencia de una formación a ser fracturada depende de la solidez o cohesión de la roca y de los esfuerzos de compresión a los que está sometida.

Las formacionessuperficiales sólo presentan la resistencia presentada por la cohesión de la roca, debido a esto, la experiencia confirma que las fracturas creadas en las formaciones someras pueden ser horizontales.

Sin embargo, a medida que aumenta la profundidad, se añaden los esfuerzos de compresión de la sobrecarga de las formaciones. Esto es una razón que confirma que la mayoría de las fracturas creadas enformaciones profundas son verticales.

Se ha observado que la roca generalmente se rompe a presiones menores que la presión teórica de sobrecarga.

El gradiente de fractura se requiere conocer para determinar la forma en la que se ha de controlar el pozo, ya sea durante la perforación o durante la terminación.

El gradiente de fractura sirve para:

a) Determinar el programa de densidadesde los fluidos de perforación y control.

b) Determinar la profundidad de asentamientos de la TR´s.

c) Realizar el diseño de las tuberías de revestimiento.

d) Establecer los valores de densidad diferencial del fluido de perforación por viajes (presiones de suaveo y surgencia).

e) Determinar las velocidades de introducción o extracción de tuberías al pozo.

f) Planear lacementación de las tuberías de revestimiento.

g) Planear las operaciones de terminación y mantenimiento del pozo.

h) Cálculos de control de brotes.

i) Presiones de prueba de herramientas y tuberías.

j) Operaciones de lavado de pescados y manejo de pescantes.

4. Conceptos generales

Valores Comparativos.

Los valores comparativos de presiones nos llevan a lassiguientes conclusiones:

a) Los valores de presión de fractura mayores a la presión de sobrecarga lleva a obtener fracturas verticales.
b) Los valores de presión de fractura menores a la presión de sobrecarga lleva a obtener fracturas horizontales.
c) Generalmente la roca se rompe a presiones menores a la presión de sobrecarga.

Métodos del principio de solución.

De acuerdo a laliteratura los métodos para determinar la presión de fractura están divididos de acuerdo a la forma de solución, estos son:

a) Método del esfuerzo mínimo (fracturas largas).
b) Métodos del esfuerzo tangencial (fracturas cortas).
c) Método de la mecánica de la fractura (fracturas muy largas).
d) Métodos directos.

Los métodos del esfuerzo mínimo suponen que ocurrirán altas pérdidas defluido de perforación cuando la presión iguale el esfuerzo mínimo. Los métodos del esfuerzo tangencial están basados en la solución analítica de los esfuerzos alrededor del agujero.

Estos métodos predicen altas pérdidas de circulación cuando la presión en el agujero causa que el esfuerzo tangencial mínimo a lo largo de la pared del agujero (el esfuerzo tangencial al agujero) sea igual a la...
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