Presiones De Fractura.docx

PRESION DE FRACTURA INTRODUCCION La importancia de una densidad del fluido de perforación suficiente para evitar brotes es evidente. Pero es Igualmente importante tomar las mismas precauciones en el sentido opuesto, es decir, evitar densidad es excesiva de lodo que, podría inducir o extender fracturas en algunas de las formaciones más superficiales o débiles. La pérdida total de lodo en la formación, además de ser muy costosa, reduce la presión hidrostática y se puede tener un brote o reventón. Definición de presión de fractura 1. “fractura es la separación bajo presión en dos o más piezas de un cuerpo sólido. La palabra se puede aplicar tanto a los cristales o materiales cristalinos como las gemas y el metal, como la superficie tectónica de un terreno.” 2. La importancia de una densidad del fluido de perforación suficiente para evitar brotes es evidente. Pero es Igualmente importante tomar las mismas precauciones en el sentido opuesto, es decir, evitar densidades excesivas de lodo, qué podría inducir o extender fracturas en algunas de las formaciones más superficiales o débiles. la pérdida total de lodo en la formación, además de ser muy costosa, reduce la presión hidrostática y se puede tener un brote o reventón. 3. “Es la presión que resiste la formación antes de abrirse o fracturarse en un punto dado del hoyo. Para que ocurra la factura es necesario que la presión ejercida sobre la formación sea mayor que la suma de la presión de poros más la competente horizontal de la presión de sobrecarga.” 4. “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 o de los esfuerzos de compresión a los que está sometida. 5. “Es la fuerza por unidad de área requerida para vencer la presión de formación y la resistencia de la roca.”

Métodos para determinar la presión de fractura El conocimiento previo de cómo la presión de fractura de formación varilla de con la profundidad pudiera ser igual de importante como el conocimiento previo de cómo es la presión de poro varía con la profundidad cuando se tiene planeado perforar pozo muy profundo lo cual le atravesarán formaciones con presiones anormales. Las técnicas para determinar la presión de fractura, al igual que las de poro, incluyen métodos predictivos y de verificación. La planeación inicial debe sustentarse en datos de fractura de formación, obtenidas a través de métodos predictivos. Después de que el revestido es colocado y cementado, la resistencia anticipada a la fractura de la formación debe ser verificada por medio de una prueba de presión antes de continuar la perforación para la siguiente etapa. METODOS PREDICTIVOS La estimación de la presión de fractura que se realiza antes de la colocación de los revestidores está basadas en correlaciones empíricas. Ya que la presión de fractura es afectada en gran medida por la presión de poro, una de los métodos para predecir la presión de poro pueden ser aplicados para utilizar una correlación de presión de fractura. Las correlaciones y ecuaciones que comúnmente son utilizadas incluyen. 1. Ecuación de Hubbert y Willis 2. Correlación de Matthews y Kelly 3. Correlación de Pennbaker 4. Correlación de Eaton 5. Ecuación de Christman 6. Correlación de MacPherson y Berry 

Ecuación de Hubbert y Willis Con ésta ecuación se determinó la presión mínima en el pozo para extender fracturas existentes en la formación está dada por la presión necesaria para superar el esfuerzo mínimo principal. Con base a experimentos de laboratorio analizados con el criterio de falla de Mohr, Hubbert y Willis concluyeron que en regiones con fallas normales, el esfuerzo matricial mínimo, es el esfuerzo mínimo. También concluyeron que el esfuerzo matricial mínimo en sedimentos someros, es aproximadamente un tercio del esfuerzo matricial vertical que resulta del peso de sobrecarga.

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Correlación de Matthews y Kelly La experiencia mostrada en perforación, muestra que los gradientes de presión de fractura incrementan con la profundidad, incluso en formaciones con presiones normales, y que la ecuación (a) no es válida para formaciones mas profundas. Matthews y Kelly replantearon la suposición de que el esfuerzo matricial mínimo fuese de un tercio del esfuerzo de sobrecarga.

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Correlación de Pennbaker Esta correlación es similar a la anterior con una pequeñas diferencia corrigiendo el calculo de MATTHEWS Y KELLY para calcular el esfuerzo matricial mínimo.

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Correlación de Eaton La correlación de Eaton supone que la relación entre los esfuerzos matriciales horizontales y verticales son descritas con exactitud en las ecuaciones.

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Ecuación de Christman Cristhman encontró que la relación de esfuerzo podría ser correlacionada con la densidad volumétrica de los sedimentos. La densidad volumétrica de los sedimentos tiende a incrementar cuando aumenta la profundidad, el esfuerzo de sobrecarga, y las eras geológicas. Todas éstas variables aparentemente afectan el gradiente de fractura de la formación.

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Correlación de MacPherson y Berry Con un nuevo enfoque MacPherson y Berry, desarrollaron una correlación entre el módulo elástico Kb para una onda compresiva y presión de fractura. Usando mediciones de tiempo de tránsito de intervalos referidas de un registro sónico y un registro de densidad

MÉTODOS VERIFICATIVOS (Prueba de goteo) Después de que se ha cementado una sección de TR, se realiza una “prueba de goteo” también llamada “prueba de leakoff” para verificar que la TR, la cementación, y las formaciones que se encuentran a mayor profundidad resistirán la presión que generará la columna hidrostática que se requiere para perforar hasta la profundidad a la que se cementará la siguiente sección de TR. En general esta prueba se realiza cerrando en la superficie el pozo con un preventor y bombeando al interior del pozo cerrado un gasto constante hasta que se alcanza una presión cercana a la de fractura o hasta que el pozo comienza a perder fluido de perforación causando así una disminución en la línea de tendencia de aumento de presión. En este caso la bomba es detenida por un intervalo de tiempo mínimo de 10 minutos para determinar el ritmo de caída de presión y el gasto de fluido que se pierde. La TR y el cemento son probados de este modo antes de continuar la perforación. Esta prueba también puede realizarse en formaciones que se sospecha pueden tener una presión de fractura menor a la que se predijo. 1. PRESIÓN DE GOTEO (LOP): Es el punto donde la tendencia lineal que existe en la relación volumen bombeado-aumento de presión comienza a

desviarse, es el punto donde se comienza a abrir la fractura e inicia la admisión de fluidos al interior de la formación. 2. PRESIÓN DE RUPTURA: Es el punto donde la presión disminuye significativamente mientras se bombea, indica un crecimiento acelerado e inestable de la fractura. 3. PRESIÓN INICIAL DE CIERRE (ISIP): Presión que se registra inmediatamente después de que se detuvo el bombeo. 4. ESFUERZO MÍNIMO (MS): Esfuerzo al que la fractura empieza a cerrarse. Es el mínimo esfuerzo matricial in situ. La disminución de la pendiente indica un menor ritmo de pérdida de fluido de perforación conforme la fractura se cierra. Punto donde se comienza a abrir la fractura e inicia la admisión de fluidos al interior de la formación.