Trabajo Final Ynf
212
Exposición 1
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Exposición 1
MEDICIÓN Y ANÁLISIS DE FRACTURAS EN
NÚCLEOS
EQUIPO #1
INTRODUCCION
El análisis óptimo de las fracturas naturales en los yacimientos requiere de la supervisión de las operaciones de extracción de núcleos, procesamiento in situ del núcleo, el marcado del núcleo, y la medición detallada de las características de fractura.
EXTRACCIÓN DE NUCLEOS, PROCESAMIENTO Y MEDIDAS
PRELIMINARES MONITOREO DE LAS OPERACIONES DE EXTRACCIÓN DE
NÚCLEOS
Un seguimiento en las operaciones de perforación.
Aumento abrupto en la presión de la bomba o el peso sobre barrena origina fracturas inducidas en el núcleo.
La profundidad a la que las conexiones de Tp se hicieron, pues son útiles para determinar la orientación de una fractura en un núcleo.
Información significativa sobre condiciones del núcleo y características de sus fracturas pueden obtenerse a
partir de:
PROCEDIMIENTOS DE TRATAMIENTO DE NÚCLEOS
El tratamiento de núcleos puede estar dividido dentro de las siguientes actividades:
1)RECUPERACIÓN
2)DISTRIBUCIÓN, MONTAJE Y
MARCADO (CERCA DE
POZO)
3)DESCRIPCIÓN Y MEDICIÓN
(CERCA DE POZO)
4)EMPAQUETADO
IMPORTANCIA DEL PROCESAMIENTO EN CAMPO
Uso de liners en los barriles para mejorar la extracción de núcleos.
Atascamiento e incremento del peso sobre barrena y las RPM, u otros eventos pueden afectar la condición de extracción del núcleo.
Las muestras son removidas y se produce una rotura adicional del mismo, especialmente a través de las fracturas.
1) Rotura adicional
destruyendo la continuidad del
núcleo y disminuye el
potencial para la comparación de la orientación relativa de las
fracturas
2) El menor volumen
significativo de roca es dejado para examinarse
en las placas.
Pérdida de
información del núcleo.
PÉRDIDA SIGNIFICATIVA DE INFORMACIÓN DEL NÚCLEO
RECUPERACIÓN , DISTRIBUCIÓN Y PROCEDIMIENTOS DE MARCAJE DE NÚCLEOS
• Un tapón de tubería de revestimiento debe ser insertado en el barril para evitar que el agua entre en contacto con el núcleo.
Recuperación
• Si el núcleo no está orientado , debe ser procesado como si lo fuera, ya que los núcleos pueden ser orientados después de haber sido cortados.
Distribución
• El núcleo orientado tiene tres ranuras trazadas en su superficie como es cortado.
• Con dos líneas muy estrechas y una línea aislada en el lado opuesto del núcleo.
• El trazo aislado se llama ( PSL línea principal escrita).
• La línea máxima de orientación es usada para comparar las orientaciones relativas características en el núcleo y como un punto de referencia para cálculos de la orientación verdadera de la fractura.
• La MOL es mas útil para comparar las orientaciones relativas de las fracturas dentro de cada intervalo continuo de ajuste y orientación absoluta de la fractura.
Marcaje para la Orientación
Una vez que el núcleo está marcado, la primer medición que se hace es la desviación angular de la PSL( línea principal escrita) desde la máxima línea de orientación (MOL) con respecto a la profundidad.
MARCAJE DE NUCLEOS
MEDICIÓN DEL RUMBO Y BUZAMIENTO DE LA FRACTURA
La orientación verdadera de las fracturas se obtiene con el azimut verdadero de la MOL añadido a las orientaciones medidas.
El Patrón de la Línea de Orientación (MOL) es usada como un punto de referencia para la determinación de la fractura.
EL RUMBO DE LAS FRACTURAS DENTRO DEL NÚCLEO PUEDE SER CALCULADO
MEDIANTE:
En núcleo vertical
Para núcleos
verticales
Orientación relativa de fractura al
eje del núcleo
Orientaciones de
fracturas en núcleos desviados
FRACTURAS EN NÚCLEOS VERTICALES
• Se obtiene el ángulo de la MOL contrarrestando las manecillas del reloj
El rumbo de la fractura relativa puede ser obtenida como 90º a la línea estimada al plano de la fractura.
La PSL puede ser alineado directamente y la orientación verdadera es evaluada sobre el transportador circular.
• Buzamiento de fracturas :• Ángulos medidos a diferentes
profundidades
• El rumbo verdadero es obtenido por la desviación corregida de MOL de PSL
ORIENTACIÓN DE UNA FRACTURA RELATIVA AL EJE DEL NÚCLEO.
En el núcleo de un pozo desviado la orientación da la posición del PSL en dirección de las manecillas del reloj del techo del pozo.
La laminación puede ofrecer un plano de referencia horizontal.
ORIENTACIONES DE FRACTURAS EN NÚCLEOS DE POZOS DESVIADOS
Estimadas por un
transportador
El núcleo puede ser aproximad
o en posición in
situ
La orientación del núcleo define la cima del núcleo.
DESCRIPCIÓN DE LAS FRACTURAS EN NÚCLEOS DE POZOS VERTICALES
Proveen los datos mas comunes para caracterización de fractura y sistemas de permeabilidad.
Baja probabilidad de interceptar fracturas en núcleos verticales
FRACTURAS INDUCIDAS POR PERFORACIÓN
Comunes en núcleos verticales.
El rumbo de las líneas de las fracturas de pétalo-inducido y pétalo-central es
importante para la medición de la
orientación de tensión in situ.
Relación importante por que la simulación hidráulica de fracturas paralelas es la tensión
horizontal principal.
La rugosidad superficial la fractura es mas fácil de medir en núcleos verticales.
NUCLEOS TOMADOS DE POZOS VERTICALES
El núcleo vertical en reservorios heterogéneos no proporcionaran datos definitivos sobre la presencia o ausencia de fracturas verticales, mucho menos en el espaciamiento y porosidad de las fracturas, pero seguirán la medición de la profundidad, el rumbo y permeabilidad.
DESCRIPCIÓN DE FRACTURAS EN NÚCLEOS DE POZOS DESVIADOS
Las posibilidades de intersección cerca de las fracturas verticales se incrementan drásticamente cuando los pozos son desviados.
Para los efectos de caracterización de la fractura, un agujero inclinado ofrece una ventaja significativa sobre los agujeros verticales. es importante caracterizar la naturaleza de las
fracturas y el sistema de permeabilidad en fractura del yacimiento con el fin de diseñar adecuadamente los pozos
CARACTERÍSTICAS MEDIBLES SÓLO EN NÚCLEOS DESVIADOS
Junto con la amplitud de fractura el espaciamiento de fractura es otro parámetro importante para predecir la porosidad y permeabilidad en el yacimiento.
Las dificultades de la cuantificación surgen debido al pequeñez de los
métodos de muestreo del
subsuelo.Aunque puede
medirse un espaciamiento absoluto en el
núcleo los datos son
unidimensionales , a lo largo del eje
axial.
El espaciamiento medido a lo largo del eje axial del núcleo.
A espaciamiento horizontal verdadero
Relaciones geométricas entre la desviación del agujero, el acimut del mismo y la dirección de la fractura.
La distribución de espaciamientos
puede ser analizada.
Extrapolación del
espaciamiento de fractura para
el resto del yacimiento.
Deformación extensional debe ser constante en
todo el yacimiento.
Puede o no ser válida debido a la heterogeneidad del yacimiento.
Para el núcleo del pozo
horizontal SCHT-1,
sandstones marinos de
CozzeteEl espaciamiento de las fracturas varía entre un
mínimo de menos de 1 pg hasta un máximo de 17 ft con un promedio
de 3ft
“ espaciamiento promedio de la
fractura”
.
Fracturas aisladas así como los espaciamientos dentro del conjunto de fracturas.
Un análisis fractal
Conjunto limitado de
datos.Gráficos de probabilidad
acumulada de distribución de espaciamiento de la fractura.
CARACTERIZACIÓN DE LA FRACTURA
1.-Fracturas que no están distribuidas normalmente.
2.-Caracterización de espaciamientos , definidos por una pendiente.
Espaciamientos de gas y el espaciamiento de fractura del núcleo de Cozzette es
mayor de 2ft
Las fracturas muy espaciadas entre sí ,son las que influencian la permeabilidad y con ello la producción.
Son obtenidas desde un núcleo de manera vertical o desviada.
Son referenciados a una línea arbitraria de máxima orientación MOL.
Brinda características de permeabilidad anisotrópica
CARACTERÍSTICAS MEDIBLES DE FRACTURAS EN NÚCLEOS VERTICALES Y
DESVIADOS
Sus relaciones paralelas se derivan de esfuerzos de compresión.
IDENTIFICACIÓN DE LAS FRACTURAS POR REGISTROS
En algunos casos, las fracturas naturales se pueden distinguir de una fractura inducida por medio de las imágenes del registro.Las diferentes orientaciones de dos tipos de fracturas, son vistas en el registro y corroboradas por la observación del núcleo.
Las imágenes de un registros pueden identificar fracturas inducidas las cuales son comúnmente impregnadas con lodo de perforación cerca del pozo.
Las fracturas naturales (mineralizadas) pueden solo ser vistas si hay una resistividad significativa.
IDENTIFICACIÓN DE LAS FRACTURAS POR REGISTROS
ORIENTACIÓN DEL NÚCLEO USANDO EL REGISTRO DE IDENTIFICACIÓN DE FRACTURAS
Usada para orientación vertical y desviado.
La no orientación es un proceso en
el cual se toma como si
estuviera orientado mediante
(MOL)
La orientación se logra
mediante una correlación
Las correlaciones
funcionan mejor en fracturas
largas y de estratos cruzados
INTERPRETACIÓN SIN DATOS DEL NÚCLEO
Es posible analizar la orientación desde el registro sobre un grafico tratando de aislar la población de fracturas.
Por una fractura inducida en la perforación se tienen altos buzamientos.
Si su buzamiento es menor que 70 es una fractura natural.
El núcleo es una parte indispensable para proveer una interpretación fiable del registro.
Exposición 2
ESPACIADO DE FRACTURA SUBSUPERFICIAL
COMPARACIÓN DE INFERENCIAS DE NÚCLEOS DE
INCLINACIÓN HORIZONTAL Y VERTICAL.
EQUIPO #2
LAS FRACTURAS NATURALES
MECANISMO IMPORTANTE
PRODUCCION DE
YACIMIENTOS
BAJA PERMEABILIDAD
MESAVERDE
ANTECEDENTES
LOCALIZACION
REVISION DE DATOS Y METODOS
Tipos de Yacimientos.
Intervalos de Núcleos.Del pozo SCHT-1 y la parte de MWX.
Base de Datos Y fractura.
BASE DE DATOS DE FRACTURAS POZO SHCT
• Los núcleos tomados son de 266 ft por 4 in, e incluyen areniscas y carbón.pozo SHCT-
1
• inclinación de 60°
zona Paludal.
• Al igual se tomaron núcleos de 115 pies por 2 5/8 pulgadas, donde el pozo es casi horizontal.zona
Cozzette
Las fracturas naturales son abundantes en núcleos de areniscas, 65 fracturas naturales fueron registradas de las cuales 23 se encuentran en las arenas del yacimiento de la zona Paludal37 en la zona de Cozzete
BASE DE DATOS DE FRACTURAS POZO SHCT
ORIENTACIÓN DE LAS FRACTURAS EN EL POZO SHCT-1
La tendencia y la caída de las
fracturas en la zona Paludal son de norte 84° y
oeste 89° respectivamente.
Las tendencias varían en ±15° y las caídas en
±5°.
la tendencia y caída de las
fracturas en la zona de
Cozzete son de norte 81°
oeste y 85° sur.
ORIENTACIÓN DE LAS FRACTURAS EN EL POZO SHCT-1
Los polos de las fracturas fueron graficadas en un
plano y se rotaron hacia la horizontal
para obtener la orientación
verdadera de las fracturas.
ANCHO DE FRACTURAS EN EL POZO SHCT-1
Las fracturas completamente mineralizadas presentan un promedio de
apertura de 0.40 pulgadas.
Todas la fracturas del estrato de
Mesaverde están mineralizadas con cuarzo y calcita.
Los núcleos presentan
fracturas inducidas pero estas pueden ser reconocidas.
ANCHO DE FRACTURAS EN EL POZO SHCT1s
El ancho de las fracturas son irregulares y el 15% de las fracturas presentan completa mineralización..
Las superficies mineralizadas presentan una aspereza angular causada por cristales los cuales pueden ser de .16 a 1 pulgada.
Cuando los cristales se extienden a través de una fractura causan vías de permeabilidad.
SEPARACIÓN DE FRACTURA EN EL POZO DESVIADO SHCT-1
El promedio de la separación de fractura puede ser obtenida a partir del núcleo desviado SHTCT .
En ambos casos, el espaciamiento mínimo es menor que 0.1ft, pero el espaciamiento máximo es 7.6ft en el núcleo Paludal y de 17.8 en el núcleo Cozzette.
En ambos casos, el espaciamiento mínimo es menor que 0.1ft, pero el espaciamiento máximo es 7.6ft en el núcleo Paludal y de 17.8 en el núcleo Cozzette.
El 15% están completamente mineralizadas y provee un ligero incremento de la permeabilidad
El 15% están completamente mineralizadas y provee un ligero incremento de la permeabilidad
ESPACIAMIENTO DE FRACTURA Y GROSOR DE CAPA
Una regla de un yacimiento petrolero, ha sido que el espaciamiento de fractura está en función del espesor de capa. Esta relación no está aparentemente en los datos del pozo SHCT-1.
Una regla de un yacimiento petrolero, ha sido que el espaciamiento de fractura está en función del espesor de capa. Esta relación no está aparentemente en los datos del pozo SHCT-1.
Sugieren que si una fractura ha sido intersectada en un pozo vertical, existe más del 60% de probabilidad que una fractura paralela se presente lateralmente dentro de 2ft
Sugieren que si una fractura ha sido intersectada en un pozo vertical, existe más del 60% de probabilidad que una fractura paralela se presente lateralmente dentro de 2ft
• ESPACIAMIENTO DE FRACTURA Y GROSOR DE CAPA
Esta separación esta mas estrechamente relacionada con la fractura de separación enjambre (distancia promedio de todas las fracturas muy próximas entre si). •Estos espaciamientos en fracturas deben tomarse en cuenta al hacer los cálculos de tamaños de bloque o separación de fractura a partir de los datos geológicos, para poder entrar bien en lo que es un modelo de yacimiento.
OTRAS FRACTURAS
Se encontraron tres fracturas anormales, de las cuales dos tienden al noreste y ocurren dentro de 1 pie la una de la otra y se encuentran en la mitad de la zona superior de Paludal.
OTRAS FRACTURAS
Estas presentan una pequeña población de
fracturas con tendencia al noreste.
La tercer fractura anormal tiende al
noroeste y ocurrió en la zona de Cozzette,
aparenta ser una fractura de cizalla pero con un desplazamiento lateral
mínimo.
No tiene mineralización
Por la relación de 80° que presenta el pozo con su
azimut y el desplazamiento de la
zona, el pozo intersecta cerca del 98% de las
fracturas del set dominante.
Si dos set tiene la misma frecuencia la proporción de fracturas esperada en
el núcleo será de, 0.98:0.70.
proporcionan
comunicación local.
comprenden cerca
del 3% del
total.
FRACTURAS EN LA ZONA DE MESAVERDE
están mineralizadas con cuarzo o
calcita.
pueden ser reconocidas como inducidas en base a la morfología y
ausencia de mineralización
fracturas inducidas
por perforación
AFLORAMIENTO DE FRACTURAS
Los espaciamientos de fracturas son medidos en afloramientos de al zona de Cozzette a lo largo de las areniscas de Grand Hoback aproximadamente a 12 millas del lugar de MWX.
Exposición 3
LITOLOGÍA: EL INGREDIENTE QUE FALTA EN EL ANÁLISIS DE NÚCLEOS DE FRACTURA.
Exposición Equipo Núm. 03
Introducción:La mayoría de los análisis de las fracturas en el núcleo, forman parte de un producto final, como son; tablas concisas de datos de fractura, anchura, la longitud, la orientación y la mineralización.
Sin embargo, las relaciones entre los lugares de fractura, terminaciones de fractura, y la heterogeneidad litológica lo general no se informó en estas tablas.
Esta información es fundamental para la construcción de un modelo preciso de la estructura tridimensional de la permeabilidad de la fractura en un depósito.
Descripciones de las fracturas dentro de su contexto litológico permite hacer inferencias sobre el grado de interconectividad de una fractura, mientras que las tablas de datos nos proporcionan información sobre fracturas estériles que pueden ocultar información importante.
La litología es la parte de la geología que trata de las rocas, especialmente de:
Litología
Tamaño de
Grano
Caract. Físicas
Caract. Química
s
Tamaño de
Partículas
Litología
Composición
Mineralógica de la Roca
Distribución
Espacial
Material Cementant
e
Textura de la Roca
Un ejemplo, es el siguiente número limitado de conclusiones acerca del sistema de fractura se puede extraer de los datos de fractura enumerados en la Tabla I:
1.- Hay cuatro extracciones de testigos inducidos por las fracturas.
2.- Hay cinco fracturas naturales, de los cuales:
•4 fracturas son casi verticales, y están llenas parcialmente lleno de calcita.
•Una fractura diagonal está presente que se llena parcialmente con cuarzo; que indica la presencia probable de fracturas sistema independiente. (Fractura Natural).
•A la altura acumulada de fracturas naturales (solamente llenas de calcita) de 2,4 pies, o alrededor de un cuarto de la longitud total del núcleo, está presente en el diez pies de la central.
•Y tres de los cinco fracturas naturales pueden tener permeabilidades muy bajas, en base a las anchuras de fractura enumerados. Si las fracturas se estudian en las superficies de bloques el mismo núcleo (Fig. 01), observaciones adicionales incluyen:
3. La mayoría de las fracturas altas enlistadas en la tabla son de alturas mínimas, ya que una o más de sus terminaciones verticales son desconocidos. 4. Fractura No.3 consta de dos segmentos escalonados, mientras que las fracturas nos.2 y 3 pueden ser hechos de los segmentos de la misma fractura. Las fracturas núms. 5 y 6 también pueden ser piezas de una sola fractura. 5. Fracturas núms. 7,8 y 9 son partes del sistema de extracción de núcleos inducida mismo, y más aún no ser por separado.
Sin embargo, el núcleo entero está disponible para el estudio, los intersecciones entre localización de la fractura y litología resultarán evidentes, y los conocimientos más significativos puede ser adquirida en el sistema de permeabilidad fractura del depósito.
6.- Fractura n º 1 es una fractura de pétalo, y golpea en paralelo a la fractura "a". Esto sugiere que el estrés en situ es paralelo a las fracturas naturales (Lorentz y col., 1990). Sin embargo, nos fracturas pétalos.
7-9.- Se observa un corte oblicuo a las fracturas de un 5,5. Sin embargo dentro de los cortes oblicuos, se pueden observar fractura pétalo puede ser documentado (tales como atascamiento núcleo barril al final de una carrera extracción de núcleos), la relación entre la orientación decompresión y corte de fractura que puede ser un inferido en corte paralelo en todo el depósito. Así, una fractura hidráulica estimulación puede no ser eficaz en la intersección de la permeabilidad fractura natural.
Observaciones:Si el núcleo original (Fig. 2) se había estudiado la hora de elaborar el conjunto de datos presentados en la Tabla 1 y en la figura 1, los siguientes podrían ser puntos importantes que se han observado:
Si el depósito no, no fracturado, los intervalos de esquisto no se consideran, altura de la fractura representa tanto como 50% de la roca del yacimiento neta, lo que sugiere que la frecuencia de fractura dentro de este depósito es casi el doble de las enumeradas en el punto anterior no. 2 .
•Cinco de las terminaciones de fractura ocho conocidos son causados por la inter estratificación de lutitas. (Fig.3).Esto implica una permeabilidad significativamente restringido vertical dentro del reservorio a pesar de numerosas fracturas. Un pozo horizontal de tal depósito no puede proporcionar un aumento significativo en la capacidad productiva, incluso si las fracturas se intersecan en el óptimo ángulo de 90 grados, debido a la limitada comunicación vertical (Lorentz, 1992).
• Existe una fractura en 0.0-0.4 m, y la fractura entre 7.2-8.3 m es paralela a un fractura secundaria, ambos de los cuales están presentes en la culata del núcleo, pero no en las losas. La altura total fractura natural en este núcleo puede ser de hasta 4,4 metros (44% del intervalo de núcleo hipotético de diez pies).
2 segmentos
escalonados.
F. Naturales
K
K
K
Anotaciones:.
3. De las 8 terminaciones de fracturas conocidas son causadas por lutitas intercaladas. Esto implica una permeabilidad vertical restringida dentro del yacimiento apesar de numerosas fracturas. Un pozo horizontal no puede proporcionar un aumento significativo en la capacidad productiva.
2. Si los intervalos de lutitas no depositados y no fracturados no son considerados, la altura de la fractura representa como mucho un 50% del neto de la roca del yacimiento, lo que sugiere que la frecuencia de la fractura sin este yacimiento es casi el doble que el nombrado debajo del punto 2.
1. Hay una fractura entre 0.0 y 0.4 ft, y la fractura que esta entre los 7.2 y 8.3 ft esta en paralelo con una segunda fractura, ambas estan presentes en el extremo del nucleo pero no en las placas.La altura total de la fractura natural en este núcleo puede subir a 4.4ft.
Características litológicas que se incluirán durante las mediciones de fractura.
1. Patrón de Litología: tipo y espesor: número y tipo de heterogeneidades sedimentarias.
2. Terminaciones verticales: la ubicación y el carácter, la relación a la heterogeneidad sedimentarias.
3. Fractura de altura: nota si se trata de una altura mínima debido a las fracturas que salen del núcleo, o debido a la falta de piezas básicas, y la terminación (s) no se observa tanto.
FRACTURE
NUMBER
DEPTH (FT)
HEIGHT
(ALTURA)
DIP (°) CLASS
MINERALIZACIO
N
1 1.0-1.4 0.4 90 CI* ----2 2.0-2.6 0.6 90 N* CALCIT
E3 3.2-4.2 1.0 85 N CALCIT
E4 5.4-5.9 0.5 65 N QUARTZ5 7.3-7.8 0.5 90 N CALCIT
E6 8.0-8.3 0.3 80 N CALCIT
E7 9.5-9.7 0.2 60 CI ---
8 9.6-9.8 0.2 60 CI ---9 9.7- 10 0.3 60-90 CI ---
• 1.- Hay cuatro fracturas con inducción en el núcleo (CI).
• 2.- Hay cinco fracturas naturales (N), de los cuales:
4 son casi verticales y mineralizadas
parcialmente con calcita
1 fractura diagonal está rellenada parcialmente con cuarzo, indicando la presencia probable de un sistema de fracturas por separado.
Una altura acumulada de fracturas naturales (Calcita) de 2.4pies, o alrededor de un cuarto de la longitud total del núcleo está presente dentro del núcleo.
3 Fracturas con K baja (por la anchura)
•3 -. La mayor parte de las alturas de fractura son alturas mínimas, ya que una o más de sus terminaciones verticales son desconocidos.
Las fracturas 2 y 3 pueden ser de hecho los segmentos de la misma fractura. Las fracturas 5 y 6 también pueden ser piezas de una sola fractura.
Observaciones en las Muestras.
Muestras
tomadas de
Núcleos
Permeabilidad baja en las muestras :
2,3,5.Esto debido a que el espesor de los
estratos es despreciable.
En la muestra 4 se encuentra se puede
observar taponamiento de
cuarzo en las fracturas (Fracturas
Naturales).
Muestras 2 ,3, 5 y 6. Se pueden
observar fracturas verticales llenas
de calcita.
Una altura acumulada de fracturas naturales (Calcita) de 2.4pies, o alrededor de un
cuarto de la longitud total del
núcleo está presente dentro del núcleo.
Tipos de Fracturas Inducidas en los Núcleos.
Manejo de Núcleos
Extracción de
Núcleos
Perforación
Principal Factor en las Fracturas Naturales.
Calcita Cuarzo
FRACTURAS
NATURALES
Exposición 4
Importancia de las fracturas inducidas en núcleos extraídos en la formación Mesa Verde al Noreste de Colorado.
Exposición Equipo Núm. 04
INTRODUCCIONLas fracturas artificiales deben distinguirse de las fracturas naturales que comúnmente controlan los sistemas de permeabilidad en el yacimiento.
A menudo puede ser utilizada para determinar las orientaciones de esfuerzo in situ. En este estudio se presentan los datos de una población grande y bien documentada de la extracción de núcleos con fracturas inducidas, qué sugieren cómo estos datos pueden utilizarse para inferir las condiciones de estrés en el fondo de pozo.
La base para este estudio provino de los EE.UU. en el Departamento de experimentos de energía en multi pozos (MWX), se trataba de un laboratorio de campo compuesto por tres pozos perforados muy próximos entre sí ubicados en la formación:
Mesa Verde del Cretácico Superior.
En la cuenca del arroyo peceance en el noroeste de Colorado.
Los criterios para la distinción entre las fracturas naturales y artificiales en el núcleo no siempre son obvios, y los mecanismos para la formación de muchos tipos o fracturas artificiales, son poco conocidos.
Las fracturas naturales son predominantemente en extensiones verticales y son mineralizadas con:•Calcita•Cuarzo•Dickita, o tienen plano de resbalamiento.
Las fracturas inducidas tienen distintas morfologías y terminaciones, y nunca se mineralizan.
Fracturas de Pétalo y Líneas de Pétalo Centrales.
Las fracturas de pétalos en MWX tienen rangos esenciales de 1pg de largo.
Las fracturas de pétalos en MWX tienen rangos esenciales de 1pg de largo.
Existen otras fracturas con líneas centrales de más de 6ft de largo con fracturas secundarias es decir pétalo-pétalo con líneas centrales.
Existen otras fracturas con líneas centrales de más de 6ft de largo con fracturas secundarias es decir pétalo-pétalo con líneas centrales.
Las superficies de las fracturas de pétalo en MWX no muestran marcas sistemáticas. Esto puede ser debido a que las fracturas que se producen en MWX son en areniscas y limolitas, en lugar de lutitas y pizarras, donde los tamaños de grano son lo suficientemente pequeños para permitir que la superficie de estas tengan ciertas características donde se puedan observar fácilmente las marcas.
Un factor que nos puede llevar a la interpretación errónea que es un fractura natural son los planos múltiples de carácter anastamosed es decir que se separan las fracturas y se vuelve a unir como ramificaciones, además que el polvo generado durante la perforación macroscópicamente se asemeja a la mineralización.
En algunos casos, las fracturas se producen como pares, a la misma profundidad en lados opuestos del núcleo, en una roca heterogénea, se puede terminar en los límites de la litología, pero en roca homogénea la litología no es una causa aparente por la cual termine.
Las fracturas pétalo sólo se puede desarrollar en una litología:
Las fracturas cóncavas ascendentes predominan en las profundidades más bajas (4500-6000 pies o 1370-1830 m) mientras que las fracturas pétalo cóncavo–abajo predominan en lo más profundo del pozo en (7800-8000 pies o 2380-2440 m).Las fracturas de pétalo en núcleos MWX ocurren casi exclusivamente en siltstone excepto en el intervalo inferior, donde también son encontrados en la arenisca.
Cortes principalmente en Areniscas y Limolitas
Fracturas irregulares
Tamaño pequeño
Producidas esporádicamente
Origen de fracturas inducidas.
La formación de las Fracturas pétalo se forman en respuesta a una tensión.
Cuando hay defectos en la roca estos propagan.
Kulander (1979) señaló que las líneas concéntricas conducirán a un nuevo punto de
origen.
La geometría de las fracturas de pétalo son paralelas a las líneas de la matríz
de la tensión.Las Fracturas de
Pétalo se originan por:1 y 2.
Una Fractura de Pétalo se compone de dos partes principales:
•Angulo de Curvatura.•Angulo de 90 °
Una Fractura de Pétalo se compone de dos partes principales:
•Angulo de Curvatura.•Angulo de 90 °
• Lee calculó que lso esfuerzos combinados para crear farcturas de pétalo que se exteinden de 0.5 in hasta 2 in.
1978
• Ganga Ro presentó que el esfuerzo de la roca está ligado a varios factores.
1979
Calculo de elementos finitos.
• Se realizaron estudios paramétricos de los efectos relativos del peso de sobrecarga efectiva, el esfuerzo efectivo horizontal y
el peso del lodo.
• Con este no se trato de representar con exactitud las fuerzas que se generan entre la herramienta para extraer los núcleos y
la formación.
Estos cálculos no están destinados para estimar la ocurrencia de la fractura debido a las tensiones inducidas.
Orientación de las Fracturas de Pétalo. . Kulander (1979) atribuye
la orientación de las fracturas de pétalo a las
anisotropías de estrés in-situ
Plumb y Cox (1987) sugieren que la
orientación de estas fracturas es controlada
por los esfuerzos contemporáneos
Los datos de una operación de extracción de muestras a 8150 ft (2484m) de profundidad en el registro de la cuenca Pérmico con un perforador automático que lanzó los en el
sorteo de obras trabaja un promedio de una vez cada 104 segundos interval
o mínimo de 50
segundos
intervalo
máximo de 145 segundo
s
43 interval
os recorde
d.
Durante
el lanzamiento
•El peso sobre la broca se incremento de 17500lb (7955Kg.) a 19500lb (8864Kg.)
•Se necesitaba en promedio de 18 segundos (mínimo 5seg. y máximo de 30seg.) para liberar los frenos y aumentar el peso sobre la barrena.
Se observó en el
núcleo.
•De pizarras del devónico, que las líneas de detección, espaciadas de 4-5cm, pueden reflejar la propagación de la fractura rápida pero gradual durante la liberación de frenos de tracción de obras.
•Las líneas de detección están sincronizadas con las vibraciones de perforación.
Las
fr
act
ura
sen la mayoría de los enjambres de fractura de pétalo en MWX
Están separadas 6.1In. (1.3-15cm).
En perforación la tasa promedio es de 15 a 20 min/ft, esto representaría pequeños aumentos repentinos en el peso y esfuerzo cada 1.5-10 min.
Se necesita muy poco tiempo para aumentar el peso sobre la barrena:
•Diez minutos es un intervalo demasiado largo, pero tampoco cada lanzamiento de obras de empate crea una fractura pétalo.
•El poco peso aumenta y el calendario de los intervalos entre ellas son erráticos.
Sólo en la roca marginalmente susceptible a fractura, los
aumentos de peso más rapido y más grande sería de
esperar que creara fracturas
Los enjambres de fractura de pétalo
regularmente espaciadas donde el ligero incremento de peso es proporcional
al espacio de la fractura.
Las mas comunes de estas fracturas son las fracturas pétalo
irregularmente espaciadas aisladas
•La formación de una fractura pétalo puede aliviar las tensiones en la roca sobre un área determinada, o sea, otra fractura no puede partir de la vecindad inmediata.
•La zona más profunda esta mas sometido a presiones y por lo tanto más frágiles (susceptible a fractura).
•La ausencia de ellas puede deberse a que se implementaron técnicas de perforación más suaves.
•Este tipo de pétalo fracturas se dan principalmente en las limolitas
Fact
or
dom
inan
te
Los cambios abruptos en
el peso.
Origen de las Fracturas Scribe-line.
Son generadas por dar más tensión a la roca al ser arrastrada la barrena, en ves de cortarla limpiamente.Estas líneas de trazado de las fracturas en la arenisca y limolita se orientan paralelamente al máximo esfuerzo horizontal in situ donde las tensiones son anisotropícas.
Estas fracturas parecen mantener la orientación a pesar de las variaciones de las tasas de penetración (esfuerzo cortante), Que rotan cerca de las pétalo fracturas.
Mientras las fracturas de pétalo se forman en la masa de la roca debajo de la punta de la barrena.
La Scribe. Line fracture se crean en el núcleo de varios centímetros por encima de la cara de los filos de la barrena.
Mientras las fracturas de pétalo se forman en la masa de la roca debajo de la punta de la barrena.
La Scribe. Line fracture se crean en el núcleo de varios centímetros por encima de la cara de los filos de la barrena.
•Cuando son visibles en superficie la orientación de la fractura es un indicador de que el origen de estas fracturas migra, indicando el movimiento rotativo entre la barrena y el núcleo.
•Si el equipo de extracción de muestras esta trabajando correctamente y las líneas marcadas son rectas, la poca rotación no añade tensión de corte al núcleo en el punto donde se forman las Scribe-Line fracture.
•La tensión in situ dicta la orientación de las vías de desarrollo de las Scribe-Line fracture, excepto en las mudstone tienen un esfuerzo horizontal anisotripico.•Pueden iniciar en un plano vertical ya que se originan en una línea y debido a la tensión mínima inicial es horizontal.
•Estas desarrollan una curva con irregular inclinación como se propaga en el núcleo.
•Puede ser causada por la eliminación de la carga litostática y la que la expansión de núcleo está teniendo lugar.
Exposición 5
“ RECONOCIMIENTO DE FRACTURAS INDUCIDAS Y OTRAS CARACTERISTICAS EN NUCLEOS, PRODUCIDOS POR EL PROCESO DE EXTRACCION DE NUCLEO”
ARTICULO 2 E EQUIPO: 5GRUPO: 3PM10
TIPOS DE FRACTURAS INDUCIDAS
NÚCLEO VERTICA
L
PETALO / PETALO
DE LINEA
CENTRAL
TRAZO DE
NAVAJA
CONO DE PINODISCO
TORSION
TIPOS DE FRACTURAS INDUCIDAS
FRACTURAS DE
DEPRESION
FRACTURAS DE
SUPERFICIE PULIDA
NUCLEO DESVIAD
O
OTRAS CARACTERISTICAS IMPORTANTES
PATRONES MISCELANEOS
REBABAS EN NUCLEOS
HORIZONTALES
MARCAS DE MARTILLO
ESPIRAL DE BARRENA
MARCAS DE ROTACION DE
BARRENA
MARCAS DE MARTILLONUCLEO RECEPTOR DE
ARRASTRE
GIROS Y RUPTURAS EN CONCEXIONES
TIPOS DE FRACTURAS INDUCIDAS
MUESTREO DE NUCLEOS
FRACTURAS DE PETALO
TRAYECTORIAS DE ESFUERZO INDUCIDOS POR LA BARRENA
FRACTURAS DE PETALOS ALINEADOS
FRACTURAS DE PETALO DE LINEA CENTRAL
FRACTURAS DE PETALO Y DE LINEA CENTRAL
FRACTURAS DE TRAZO DE NAVAJA
CARACTERÍSTICAS
Son observadas de mejor forma en el final del núcleo.
Penetran solo una parte del núcleo.
Se diferencian de las fracturas naturales por que no penetran por completo el núcleo.
Son paralelas al esfuerzo.
Se utilizan para saber que tan eficientes son las fracturas naturales.
FRACTURAS DE TRAZO DE NAVAJA INDIVIDUAL E
INTERSECTADA
ASTILLAS AFILADAS
FRACTURAS DE DISCO
CARACTERISTICAS
Ocurren frecuentemente en litologías arcillosas.
Están suavemente elevadas en el borde del núcleo.
Se utilizan para conocer si la formación tiene buena permeabilidad.
FRACTURAS DE DISCO
FRACTURAS DE TORSION
CARACTERISTICAS
Se crean cuando el barril no gira como se ha diseñado.
Estas fracturas no se confunden con las fracturas naturales.
No nos sirven para determinar nada acerca de la formación.
Nos indican que el equipo de extracción del núcleo no esta funcionando de manera adecuada.
FRACTURAS DE TORSION
FRACTURAS DE CONO DE PINO
CARACTERISTICAS
Se producen por el sobrellenado del barril.
Se genera un patrón especifico de numerosas orientaciones pequeñas.
También se le conocen como fracturas desafiladas.
FRACTURAS DE DEPRESIÓN
CARACTERISTICAS
Son poco frecuentes.
Las fracturas de pétalo poco profundas se asemejan a este tipo de fracturas.
Las curvaturas de la boca de pozo y del fondo del pozo dan esta forma a la fractura.
FRACTURAS DE DEPRESIÓN
SUPERFICIES DE FRACTURAS
PULIDAS
CARACTERÍSTICAS
Después de recoger el núcleo, este esta expuesto a vibraciones, aun si haber rotación, lo cual provoca que se pulan las superficies en contacto.
Al ser expuesto a vibraciones, obscurece o borra la mayoría de las fracturas, también puede remover mineralización. Esto hace una interpretación difícil del origen de las fracturas.
OTRAS CARACTERÍSTICAS
IMPORTANTES DEL NÚCLEO:TRAZADO
DE ROTACIÓN
CARACTERISTICAS
La orientación del núcleo es un factor muy importante de control de calidad en la realización de la mayoría de los datos proveídos por fracturas naturales e inducidas.
Los surcos de referencia giran en sentido a las manecillas del reloj.
Para un mejor resultado, la técnica de orientación debería seleccionarse en la base de las condiciones de operación y el objetivo de la aplicación de los resultados.
CARACTERISTICAS
Un manejo adecuado del núcleo puede incrementar la calidad de la orientación, independiente de la técnica seleccionada.
Un primer objetivo de los procedimientos del manejo es reconstruir el núcleo tan seguro y completamente como sea posible, inmediatamente después del recobro del barril.
Todos los fragmentos deben ser marcados con una línea o líneas continuas decolores paralelas al eje del núcleo, las cuales pueden servir como líneas de referencia.
GIROS Y RUPTURAS
CARACTERISTICASLas notaciones de trazado, en combinación con los estudios de desviación, permiten al geólogo decidir si la fractura en el núcleo se correlaciona con los datos de orientación por arriba o por debajo de la ruptura.
Si el núcleo no es orientado, las notaciones proveen información en la alineación de diferentes fracturas.
Los giros cortados son las mas comunes líneas de trazado compensados.
Las conexiones de la tubería de perforación se hacen durante el proceso de extracción del núcleo, también frecuentemente se hace un reajuste a la orientación de las líneas de trazado.
Exposición 6
TECNICAS PARA DETERMINAR LA DIRECCION DE ESFUERZOS EN SUPERFICIE Y LA
EVALUACION DEL AZIMUT EN FRACTURAS HIDRAULICAS
EQUIPO: 6GRUPO: 3PM10
INTRODUCCIÓN
Este artículo resume las técnicas para determinar la máxima dirección del esfuerzo horizontal, la cual es importante tanto para modelar el desarrollo de campos hidráulicamente fracturados, drenar de la manera mas óptima, modelar pozos de inyección y determinar el conjunto de fracturas naturales con la mejor capacidad de producción.
INTRODUCCIÓN
A continuación, se describen técnicas para determinar el azimut en fracturas hidráulicas.
Técnicas Basadas en
Núcleos
Técnicas Basadas en
Pozo
Indicadores Geológicos Regionales
MÉTODO BASADO EN NÚCLEO
Incluye
Muestreo de núcleos
Fracturas inducidas en núcleos
Observación directa de pruebas de
esfuerzo de fracturas en muestreo de agujero abierto
TÉCNICAS BASADAS EN LA RELAJACIÓN DE
MICROFRACTURAS EN EL NÚCLEO
Las técnicas que aquí se consideran son:
Pruebasde carga axial de puntos
Sondajes del núcleo de
archivado.
ALIVIO DE TENSIÓN DEL NÚCLEO
Alivio de tensión
del núcleo sobre extracción de
muestras
Análisis diferencial de la curva de
tensión. (DSCA)
Anisotropía de la velocidad tangencial.
(CVA)
Recuperación de la tensión
inelástica. (ASR)
Examen petrográfico
de microfisuras.
Sondajes del núcleo de archivado.
Pruebas de carga axial
de puntos
Cuando una roca es nucleada, los granos de
esta se expanden elásticamente.
(Dif. De Presión)Se “unen”: Cementante
Muchas de estas cadenas cementantes
son eventualmente rotas dejando
microfracturas en los limites de los granos.
Atenuación de estrés in situ por muestreo =
Formación de microfracturas
(alineadas con el esfuerzo máximo )
FORMACIÓN DE MICROFRACTURAS
Hay más fracturas que las que debería de haber por la orientación máxima del esfuerzos.
TÉCNICA DE VELOCIDAD ANISOTROPICA CIRCUNFERENCIAL
Es una técnica usada para determinar el azimut de compresión, y para deducir información acerca de los problemas de las fábricas de las rocas. La velocidad acústica es anisotropía porque las microfracturas tienen una orientación preferencial.
Refiriéndonos a la figura 1. La velocidad alrededor del núcleo va a variar por el efecto de cruzamiento debido a un diferente número de microfracturas abiertas en cada orientación.
TÉCNICA DE RECUPERACIÓN EN TENSIONES INELÁSTICAS
Esta técnica es un método de campo que estima la orientación y la magnitud de la tensión que dependen del tiempo de relajación del núcleo.
El núcleo se somete a la relajación diferencial en el alivio de las tensiones in situ, y las tensiones totales incluye una componente elástica y una componente inelástica.
Las principales direcciones de los esfuerzos pueden ser determinadas directamente a partir de las mediciones parciales del núcleo, haciendo suposición de que las tensiones inelásticas son proporcionales a las tensiones totales.
Los desplazamientos relacionados con la recuperación de la tensión inelástica se determinan con resortes y medidores que incorporan cabezales de precisión calibrados.
LA TÉCNICA BASADA EN POZO INCLUYE:
Fracturas en pozo Deformación de pozo
Imágenes de fracturas inducidas por perforación en el pozo
La técnica cerca del pozo proporciona datos en la orientación de la fractura inducida durante la perforación e incluye: registro micro sísmico.
Registro direccional de rayos gama.
OBSERVACIÓN DIRECTA DE MICROFRACTURAS DE MUESTREO EN AGUJERO DESCUBIERTO
Una micro fractura hidráulica iniciada en ambiente de agujero descubierto puede proporcionar información definitiva sobre el azimut de las fracturas hidráulicas y posiblemente la magnitud del esfuerzo.
PROPAGACIÓN DE FRACTURAS
Las fracturas inducidas a través de ésta ruptura controlada se propagarán lateralmente y verticalmente (hacia arriba y hacia abajo) y alineada con la máxima dirección de esfuerzo horizontal predominante.
LIMITACIONES
Limitaciones para determinar exitosamente el azimut de las fracturas hidráulicas de las fracturas inducidas por el muestreo
El éxito de la orientación de las fracturas inducidas es
dependiente en correlación con la información del registro para
el núcleo .
El atascamiento del barril del núcleo puede ser un problema
cuando se inicia la operación de extracción de muestras.
LIMITACIONES
La recuperación de las fracturas hidráulicas inducidas es dependiente de la geometría y posición de la fractura. Hay diversos escenarios en los cuales la recuperación de la fractura nos será posible:
La fractura inducida es vertical pero tiene solo crecimiento hacia arriba y no penetró el fondo del pozo.
La fractura inducida es vertical pero se produce en la zona del pozo donde es molido por la barrena para nuclear.
La fractura inducida es inclinada y no penetra el cilindro de roca que será muestreado o extraído.
El carácter de la fractura puede ser bastante variable
dependiendo de la textura de la roca e incluye el siguiente
rango de posibilidades:
Caras de fracturas lisas o caras de
fracturas ásperas
Fracturas grandes (10 a 15 pies) o
cortas (pulgadas)
Fracturas que se conectan desde el
lado.
Fracturas que comienzan en la parte superior del núcleo o fracturas
Fractura única, fracturas múltiples
paralelas o fracturas que se ramifican y se vuelven a unir
LIMITACIONES
REGISTROS DE IMAGEN
Permiten identificar heterogeneidad
Analizar fracturas
Computar echados de las estructuras
En pozos direccionales permite estimar capas
adyacentes
DETECCIÓN DE FRACTURAS EN REGISTROS DE IMAGEN
INTERPRETACIÓN
INTERPRETACIÓN
PRUEBAS DE TENSION DE LAS FRACTURAS DE UN POZO ABIERTOINTERPRETACIÓN
Usando el registro de imagen de un pozo para la orientación de fracturas del agujero abierto, es similar la orientación de las fracturas de la perforación inducida, excepto la profundidad aproximada de la fractura.
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.
• En rocas de grano fino, es recomendado inyectar apuntalante para sostener la fractura abierta para el registro de imagen. Esto es especialmente recomendado si la herramienta de imagen es uno del tipo acústico.
• Para las pruebas de compresión del agujero abierto en el núcleo a menudo se tienen planos de fractura múltiples cercanamente espaciadas. El registro va a menudo a mostrar imagenes de compresiones múltiples de fracturas como una sola.
INTERPRETACIÓN
FRACTURAS INDUCIDAS POR PERFORACION EN NUCLEOS
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.
segundo un claro entendimiento de la fractura, su origen y debe hacerse una relación con los parámetros de perforación.
Primero la muestra de núcleos con fracturas inducidas deben ser distinguidos de las fracturas naturales
CARACTERISTICAS DE LAS FRACTURAS INDUCIDAS
Son de origen extensional
No presentan mineralización.
Su formación no es causada por esfuerzos de la formación si no que surgen de esfuerzos externos.
Son correspondientes fracturas de pétalo y de pételo de línea central.
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.
FRACTURAS DE POZOS
Se originan cuando las concentraciones de esfuerzos cerca en o la pared del pozo exceden la resistencia de la roca.
El crecimiento de microfracturas que se unen dan lugar a macrofracturas y erosión del pozo.
La determinación de la dirección de esfuerzos que originan las fracturas se deriva de dos causas: esfuerzos debido al desgaste de la tubería de perforación, y deslaves.
Su orientación se alinea con el esfuerzo que las origina. Sin embargo, otros factores pueden influir con el crecimiento y propagación de la fractura
DIRECCIÓN DEL REGISTRO RAYOS GAMA
• Herramienta de dirección de rayo gama
DGRT
• Herramienta de espectrografía de rayos gamma
TracerScan
• Herramienta rotacional que mide las tazas de rayos gamma con respecto a su posición rotacional
RotaScan
TECNICAS DE REGISTROS MICROSISMICOS
Estas técnicas usan señales micro sísmicas ocurriendo durante y después de la estimulación hidráulica para estimar el azimut de las fracturas.
Las fracturas hidráulicas e inyección de fluidos en una fractura previa y formaciones productoras alteran la compresión in situ y la presión del poro de una formación en las proximidades de un pozo perforado.
En el proceso de establecer el equilibrio de la compresión, la formación inducida localizada, tiene cambio abruptos a lo largo de planos de debilidad, incluyendo fracturas dentro de la región afectada.
DETERMINACION DE FRACTURAS
La mejor información para medirlas es obtenida utilizando un registros Sónico pues esta herramienta en conjunto con el registro Caliper dan mediciones casi continuas de la geometría de pozos.
Numerosos registros se encuentran disponibles y pueden ser utilizados para detectar y medir rupturas.
INDICADORES GEOLÓGICOS REGIONALES DE LA DIRECCIÓN DEL ESFUERZO
Varias técnicas pueden ser utilizadas como indicadores geológicos regionales.
Los indicadores geológicos regionales de la dirección de esfuerzo, aunque son útiles a nivel local, generalmente no son parte de un programa de adquisición de información.
Incluyen información de fallas por deslizamiento, mecanismos focales de terremotos, y alineación de conducto volcánico.
Exposición 7
EQUIPO 7- ESFUERZOS Y FRACTURAS EN LA
FORMACIÓN FRONTIER Y CUENCA RÍO VERDE.
UB
ICA
CIÓ
N D
E L
A C
UEN
CA
GR
EEN
RIV
ER
Southwestern Wyoming, USA.
• Edad, los antecedentes entierro, propiedades de las rocas de los estratos en cual el depósito se produjo.
Estratigrafía
• Localización, geometría, la sincronización / dirección / magnitud del movimiento de las características estructurales que comprenden la cuenca.
Tectónica
• Estimación de la presión de los poros de los estratos es también necesaria.
Presión de poro
Elementos Claves
VARIACIÓN.La naturaleza de la mayor parte de estos elementos varía en toda la cuenca, con la profundidad, y a través del tiempo.
El objetivo es reconstruir la historia geológica de cerca lo suficiente como para duplicar las condiciones bajo cual ocurrieron fractura.
Y para bien "predecir" las orientaciones actuales de estrés y magnitudes.
GREATER GREEN RIVER BASIN
Green river basin ubication.
La edad de la formación de la frontera, es el foco de este trabajo.
Cretáceo
La baja permeabilidad, gasíferas areniscas de esta unidad fueron depositados en una variedad de ambientes marinos y no marinos durante varias fases regresivas en la llanura del oeste Seaway en el Cretácico Interior.
Deposito
Numerosos cuerpos de arena en canales y de la costa están intercaladas con lutitas, carbonatos locales y los conglomerados.
Descripción
UTILIDAD Si el esfuerzo y las fracturas en la formación de la Frontera se
puede predecir, la recuperación del gas natural de la formación puede ser fácil.
Además, las tensionesy las fracturas en la frontera puede ser relevante parala comprensión de éstosparámetros en formaciones más jóvenes.
ESTRATIGRAFÍAEDAD Y ESPESOR
La Formación de la Frontera fue depositado durante el Cretácico Cenomaniense de entre el 96 y 89 millones de años.
La afluencia de sedimentos Frontier dejó una capa de estratos relativamente arenosos entre 150 pies y 900 pies de espesor dentro de las lutitas marinas del Cretácico de llenado lo que se convertiría en la mayor cuenca del río Verde.
HISTORIA DE ENTIERRO
Propiedades de las rocas cambian con:
La profundidad del entierro.Cambios de compactación (densidad aparente).Cambios diagenéticos (cementación, la lixiviación, la alteración de minerales).
LITIFICACIÓN
Los sedimentos en las fronteras estaban bien petrificados por el momento en que fueron enterrados a unos 3000 pies.
La tendencia hacia el oeste y noroeste engrosamiento en la parte occidental de la cuenca es típico de los Frontier Post, las formaciones del Cretácico Superior al oeste del arco de moxa, donde se depositaron cerca de 19.000 pies de los estratos del Cretácico Superior en la Formación de la Frontera
Los sedimentos fueron menos profundamente enterrado, deshidratación, compactación y diagénesis puede haber procedido a un ritmo más normal en el arco, lo que permite litificación temprana y la susceptibilidad a la fractura en algunas de las situaciones de tensión antes tectónicas se describe más adelante.
• La presión de poro contrarresta los efectos de fortalecimiento que las tensiones de confinamiento tienen sobre una roca, y más débiles, fracturas de roca más fácilmente.
Presión de poro
• Debido a las sobrepresión, estratos profundamente enterrados bajos están a menudo bajo tensiones efectivas de confinamiento, a pesar de entierro, y por tanto son relativamente débiles y susceptibles a fracturas.
Sobrepresión
• Así las condiciones óptimas para la fractura de los estratos produjeron presiones de poro elevado por encima del gradiente hidrostática pero menor que el valor litostática.
Producción de presión de poro
DATOS DE PRESIÓN DE PORO
• Presiones de poros en toda la cuenca del río Verde, pero sobre todo en los estratos más profundamente enterrado, se han mejorado durante la generación de gas asociado con la maduración orgánica.
Gas asociado
• Presiones de poros cerca de los márgenes tectónicamente activas del PSG han sido aún más elevado, probablemente por compresión asociado con empuje y / o sedimentación rápida.
Aumento por compresión
• El gradiente de presión de poro adyacente al río del viento de empuje de hasta 2,03 MPa y hasta 1.47MPa al este de la faja plegada de Sevier.
Gradiente de presión
TectónicaLos cuales no se fracturan sólo porque son débiles, sino porque también fueron sometidos a esfuerzos diferenciales.
El «timing» (sincronización o tiempos) y las magnitudes de los movimientos de las estructuras asociados con la cuenca son 2 factores importantes que deben ser considerados
El arreglo tectónico debe ser considerado para conocer la susceptibilidad de fractura de los estratos.
La cuenca de Rio Verde “Green River Basin” está definida por largas fallas (thrust) o cinturones de empuje, y algunos elementos estructurales que se dan dentro de sus límites.
Al norte por una capa de rocas llamada “Laramide Wind River”.
Al sur por el bloque montañoso “Uinta”.
Al poniente por un complejo sistema de empuje lateral compuesto por capas delgadas, “Sevier Thrust Belt”.
Al occidente por un pequeño levantamiento de rocas, “The Rocks Springs Uplifted”.
IMAGEN DE LA CUENCA «GREEN RIVER BASIN»
-TIMING: El cinturón de Servier estuvo activo aproximadamente hace 100 millones de años (100Ma). La formación se depositó en un intervalo de tiempo ubicado entre el Jurásico y el Eoceno. Los estratos que lo componen pudieron haber sido sometidos a diferentes esfuerzos, aunque los primeros esfuerzos de compresión de estos probablemente se disiparon en sedimentos poco consolidados.
EMPUJE EN EL CINTURON SERVIER
EMPUJE EN EL CINTURON SERVIER
MAGNITUD DE LOS ESFUERZOS
Los empujes laterales (thrust) individuales tienen desplazamientos mayores a 30 millas sugiere que el sistema ha transmitido esfuerzos hacia el este dentro de la cuenca.
1
Se realizaron algunas mediciones de los esfuerzos de compresión horizontal en unos sistemas similares, (Appalachian y Ouachita), y estos confirmaron que se dan en este sistema.
2Sin embargo, los esfuerzos de compresión en las pequeñas capas de los estratos sin deformación nunca habían excedido un nivel tal para iniciar un nuevo empuje lateral. Cuando este nivel de esfuerzos se superó, se formó un nuevo esfuerzo de compresión y de empuje lateral más en los estratos donde temporalmente se liberó la presión.
3
La fuerza horizontal requerida para iniciar un nuevo empuje lateral es aproximadamente equivalente a la fuerza de ruptura de los estratos, más el peso de los mismos que se encuentran sobre una superficie inclinada. También interviene un factor de fricción, el cual es el componente minoritario.
Cuando se alcanza la fuerza de crecimiento necesaria para propagar un empuje lateral o se excede el umbral de esfuerzos requeridos para generar un nuevo esfuerzo, se genera un nuevo empuje lateral y el empuje antiguo queda inactivo.
Sin embargo estas fracturas de “empuje-expansión” no se formaron, sino hasta un periodo tardío en la historia de la tectónica de los estratos. La ausencia de estas fracturas se puede atribuir básicamente a 3 factores:
a) A que eran estratos poco consolidados cerca de la superficie que se depositaron rápido y permanecieron sin ser litificados a bajas profundidades.
b) A que se depositaron rápidamente a profundidades por debajo del plano horizontal que estuvo severamente afectado por esfuerzos “thrust”.
c) A la rápida disipación de los esfuerzos enfrente de los “thrust”.
DISCIPACION DE LOS ESFUERZOS:
Timoshenko y
Goodier
• “Timoshenko y Goodier” dicen que la disipación de los esfuerzos en un medio elástico sin límites laterales se produce a un ritmo que es dependiente del área sobre la cual la fuerza es aplicada.
Fuerza en cinturón Servi
er
• Entonces, una fuerza aplicada sobre una longitud de 150 millas en el “Servier Thrust Belt” que delimita la cuenca disminuirá aproximadamente la mitad de su magnitud original al doble de distancia.
Observaci
ón en
Fracturas
• En este caso no existe un método cuantitativo para estimar este efecto, el cual solamente se ha basado en la observación de la fractura de las areniscas de las formaciones.
LA DISIPACION DEL ESFUERZO OCURRE A UNA VELOCIDAD DEPENDIENTE DEL AREA EN LA QUE ESTA OCURRE.SI LA DISTANCIA ES DE 250 KM AL ENLACE DEL CINTURON DE LA CUENCA ESTA AUMENTARIA AL DOBLE LLEGANDO A LOS 500KM DESDE LA BASE
Inferencias de las trayectorias de esfuerzos de compresión en la cuenca
La orientación de la trayectoria de los esfuerzos se vuelve algo más complejo cuando estos interactúan con otras estructuras, durante la mayor parte del Cretácico tardío no se presentaron otras interacciones como esfuerzos o estructuras que interrumpieran este patrón.
Montañas Uinta
Cadena montañosa en el noroeste del estado del estado de Utah en EUA.
3400-4123 m (Picos más altos) a nivel del mar
Everest ----- 8800 a nivel del mar
Plegamientos de las montañas Uinta y Wind River Range.
*Elevaciones formadas al SUR de la cuenca de Río Verde, y al suroeste del
arco Moxa.
*Tienden al noreste de la formación Wind River.
*Se formaron en el Cretácico Tardío hasta el
Paleoceno.
*Consecuencia máximo soterramiento de la formación Frontier.
Millones de años
DISTRIBUCIÓN
SevierFormation
CONFORMACIÓN DE LA CUENCA RIO VERDE
MAGNITUD DE LOS ESFUERZOS
150 Km longitud
125 Km longitud
Longitud de los empujes
SevierFormation
Magnitudes de fuerza.
17 Km longitud Ángulo rampa:: 35°
18 Km ancho
estrato
22,000 PSI (150 MPa)
26,000 PSI (177 MPa)
5000-11000 PSI(34-75 PSI)
SevierFormation
Aprox.la mitad de la formación
Uinta
Cizallamiento.
SevierFormation
Debido a la subyacencia del cinturón de Sevier en la parte suroeste con la parte noroeste de la formación Uinta
Debido al empuje de la compresión horizontal de la formación Wind River con tendencia noreste-noroeste.
NE
MOXA ARCH
•Es la estructura mas grande dentro de la cuenca.
•“Falla a nivel estratigráfico”
•Se cree que el arco moxa surgió para hacer un contra esfuerzo ya que es el que se opone a los esfuerzos de compresión existentes.
SÍNTESIS Y COMPARACIÓN CON EL CONTROL DE SUB-SUPERFICIE
• Los datos, correlaciones, modelos y inferencias ofrecidas pueden sintetizarse en un modelo conceptual que nos dirige a la anticipada predicción de la fractura y la orientación del esfuerzo en la subsuperficie de la Formación Frontera en el centro de la cuenca Green River.
Modelo conceptual
• Esta reconstrucción es verificable usando las mediciones de el máximo esfuerzo horizontal en el sitio. La hipótesis que es presentada aquí esta intencionada para un uso preliminar en la exploración o desarrollo de la perforación hasta que se obtengan datos definitivos.
Mediciones de el máximo esfuerzo
ESFUERZO SEVIER Y SISTEMAS DE FRACTURAS
La orientación del esfuerzo compresivo horizontal máximo, en el estrato Frontera dentro de la cuenca fue controlado aproximadamente 25 m y hasta el empuje Laramide, por el sistema de empujes Servier.
Siete estratos de empujes post-Frontera Servier fueron identificados y cuatro de ellas estaban activas durante el pos-cretacio cuando los sedimentos de Frontera en la mayoría de las cuencas estaban sepultadas lo suficientemente profundo para ser litificadas y susceptibles a las fracturas.
Los esfuerzos compresivos horizontales y relacionados a los empujes están orientados generalmente de este a oeste, irradiando en el empuje frontal de manera convexa. No fue significativa la magnitud que estaba en unos kilómetros de frente del empuje, disminuyendo exponencialmente a la mitad de su magnitud inicial dentro de los 25 kilómetros.
Sin Embargo la formación Frontera en esta área de alto esfuerzo al oeste de el arco Moxa probablemente no fue susceptible a el fracturamiento durante este tiempo. Los datos de afloramiento en la orilla oeste de la cuenca corrobora esta interpretación, mostrando que la dilatación de las fracturas de este a oeste están relacionadas al empuje Servier que no se formo hasta tarde en el periodo Servier, y después de las fracturas norte-sur de la época Laramide.
Sin embargo, la gran profundidad de la brecha fue un factor importante, ya que la pequeña pero significante cantidad de extensión este-oeste de el estrato Frontera fue incurrido por la geometría del limite. Esta extensión podría haber iniciado el fracturamiento norte-sur, durante las etapas de hundimiento y ciertamente mejoro la susceptibilidad de la fractura la subsecuente compresiva activa relacionada al empuje Laramide del sur.
La compresión del este-oeste fue probablemente insuficiente tal que ocasiono el fracturamiento regional en esta época
1
• Esfuerzo Sevier y Sistemas de Fracturas
2
• Los esfuerzos Laramide y Sistemas de Fracturas
3
• Los Esfuerzos Post Laramide y los sistemas de fracturas
ESFUERZOS EN LA FORMACIÓN
Exposición 8
EQUIPO 8- EFECTOS SUSCEPTIBLES EN FRACTURAS DIFERENCIALES
PARA LITOLOGÍAS HETEROGÉNEAS
INTRODUCCIÓN
1-Patrones de fractura
• Hay patrones de fracturas diferentes que están presente en los lentes arenas de conglomerados en Wasatch.
2-Esfuerzo
• El esfuerzo es uniforme sobre los estratos
Heterogéneo
• Estudios petrográficos sugieren heterogénea de la formación del Wasatch crea variaciones significativas en las propiedades mecánicas dentro de una lente de diferentes etapas geológicas.
CARACTERIZACIÓN DE FRACTURAS
Una de las tareas principales de la geología del petróleo es la caracterización de la fractura en un sistema de deposito o incluso predecir las características fracturas antes de la perforación.
Las propiedades mecánicas de las rocas sedimentarias varían si el tiempo como estrato experimentan fases sucesivas de la sepultura, la compactación, diagénesis y cementación.
Otro factor que afecta las características de la fractura es la magnitud de la tensión diferencial.
Esto es en parte dependiente de las propiedades mecánicas del sistema, y en parte es una función de la relación ancho-espesor de la lente en la dirección paralela a un esfuerzo de compresión.
PROPOSITO.
Es describir un ejemplo de variabilidad en las características de fractura natural
Las observaciones presentaran la variabilidad en las características de fractura.
GEOLOGÍA DE LA FORMACIÓN WASATCH EN EL RIFLE GAP
figura 1: La localización del afloramiento en el noreste de colorado. El afloramiento descrito en este artículo técnico es del este al sureste de la entrada del "rifle gap" al este del "rifle Creek" que pasa el la ruta 325 en colorado
La formación Wasatch en la cuenca Paleoceno. La formación Wasatch esta encima de MesaVerde y de la formación “Green River”
Sección estratigráfica a través del intervalo de estudio en el miembro de la quebrada Atwell de la Formación Wasatch, muestra la litología general y generalizada vista en planta, los patrones de fractura.
La letra designada al lado de las camas de grano grueso indican las planchas discutidos en el texto. Dado que los estratos se han girado a la estructura vertical, estratigráfico "arriba" esta en la actualidad hacia el sur del afloramiento
• La formación “Mesaverde” y la cuenca “Wasacth” estructuralmente se giró para crear el monoclinal del “Gran Hogback” como hubo un bloque adyacente del “Río blanco” fue empujado a lo largo de la cuenca para formar una falla inversas en el tiempo de Laramide. El Rifle Gap es uno de los grandes pasajes erosionadas a través de este monoclinal.
Creación de monoclinal
• Una sección con 300 pies de espesor a la mitad de la quebrada del miembro “Gulch” fue estudiada por este artículo. La sección consta de siete planchas lenticulares entre 5 y 21 pies de espesor, dentro de una sección que es de aproximadamente 80% mudstone.Las camas lenticulares son canales fluviales, en forma de cuerpos de arena de hasta unos pocos cientos de metros de ancho.
Miembro Gulch
DESCRIPCIÓN DE FRACTURAS
Los Flatirons son formaciones rocosas cerca de Boulder, Colorado, que consisten en planchas. Y pertenecen a la Cordillera Wasatch.
“Una plancha en geomorfología es una fuerte pendiente en forma de cuña que es creado por la erosión diferencial de una resistente capa de roca que se inclinan en la misma dirección, pero en un ángulo más pronunciado que la ladera de la montaña expuesta.”
Pla
nch
as Las planchas de
la cordillera de Wasatch muestran una gran variedad de estilos de fractura y orientaciones.
Est
ud
io Cinco de las siete planchas fueron estudiadas con detalle en este artículo.
Esquema de pares de fracturas
Por lo general las planchas muestran la tendencias de fractura de Este – Oeste
TENDENCIA DE FRACTURAS PRINCIPALES
El término "principales" en fracturas se aplica a las más antiguas fracturas en cualquier objetivo determinado.
Fracturas principales
Las fracturas principales en la mayoría de la tendencia de planchas son de aproximadamente 100 grados, generalizadas de este a oeste aquí ya que es una ventaja menos 15 grados en la dirección de la variabilidad media de fractura de cama en cama.
Tendencia
La tendencia oblicua, fractura este-noreste es la misma tendencia exhibida por una tendencia pronunciada fractura más joven en la plancha E.
Tendencia oblicua
Diferencia litologic/petrologicas
de las planchas
Las diferencias litológicas / petrológico de plancha D puede dar cuenta de su carácter fractura diferente. Los granos de arena rotos y grietas evidentes en la sección fina sugieren que la lente de D fue más pobremente cementados que las lentes adyacentes en el momento en que se destacó
FIGURA 2. Sección estratigráfica a través del intervalo de estudio Wittím miembros Atwell Quebrada de la Formación Wasatch, que muestra la litología general y generalizada vista en patrones de fractura.
Designaciones de la letra al lado de las camas de grano grueso indican las planchas discutidos en el texto. Desde los estratos se han rotado estructuralmente a la vertical, estratigráfica hasta la actualidad es hacia el sur del afloramiento.
• La probabilidad de que las lentes se fracturen en condiciones de bajos esfuerzos que refuerzan el potencial de fracturas debido a las propiedades mecánicas de los estrato no consolidados.
Probabilidad de fractura
• La compactación, diagénesis, y cambios en propiedades de las rocas, hicieron que la calcita cementada fuera mecánicamente frágil. La capa era entonces susceptible a la fractura en el dirección este-noreste durante imposición de posteriores esfuerzos. Esta tensión también ha creado fracturas en la este-noreste sobre todo en las fracturas oblicuas y las fracturas principales de lentes.
Consecuencias en cambios en los propiedades de las rocas
Para la interpretación para el lente de D :
Sesiones delgadas que muestran una ausencia de granos partidos dentro de los principios del diagenéticos calcita cementados
Observaciones de los relaciones de fractura de un conglomerado de cantos rodados de cuarcita-en una plancha estratigráficamente justo por debajo de la lente E. de 10.5 pulgadas, adoquines mecánicamente frágiles en esta cama son en algunos aspectos a gran escala equivalentes a los granos de arena agrietadas en la lente D.
Deposito no fracturado
El afloramiento de esta capa ha sido mas redondeada por el clima que otras, aun así la roca esta muy bien endurecida y extremadamente resistente a los golpes de martillo.
Este deposito es distinguido de las otras areniscas en la sección debido a un alto porcentaje de cuarzo agrietado y granos de feldespato contenidos, similar a aquellos encontrados en la plancha D pero con una penetrante fracturación.
Granos de arena quebrados y la ausencia de fracturamiento sugieren que este depósito
no fue muy bien cimentado durante el evento de fractura E-W y por ello no fue susceptible al fracturamiento similar a la
plancha D.
Fracturas oblicuas
• La mayoría de las fracturas transversales en areniscas y conglomerados son fracturas cortas e irregulares su longitud es corta comparada con las fracturas longitudinales
• La liberación de esfuerzo provocada por la exposición en superficie tiene como consecuencia la el origen de las fracturas.
• Las fracturas de esfuerzo liberado son mejor desarrolladas en el plano E y están orientadas de este-oeste (conocidas como fracturas jóvenes).
• Un conjunto de fracturas de edad intermedia con dirección de este-noreste desarrolladas en lentes son fracturas oblicuas transversales.
Fracturas jóvenes
• Los esfuerzos controlan el fracturamiento por esfuerzo liberado.
Control de la fractura
• Las fracturas de lente E permanecieron cerradas por los esfuerzos antiguos pero nuevos eventos de edad intermedia no crearon nuevas fracturas. Los lentes de tipo E son los mas gruesos a comparación de los demás lentes.
• Espesor: 21ft• Espaciamiento entre fracturas: 10ft• Dirección: este-oeste y este-noreste
Lente E
ESPACIAMIENTO FRACTURAL
El espaciamiento promedio de las principales fracturas de cada capa es siempre menor o inferior.
Grosor vs. Espaciamiento, 4 de los 5 puntos caen en una línea recta con una m constante (principales fracturas)
Las propiedades litológicas juegan un rol importante en determinación de fracturas principales.
Conjunto de las principales fracturasEspaciamiento Vs Espesor de la capa
Espaciamiento de principales fracturas
Esp
eso
r C
apa
Un ejemplo es C: dentro de zona de arenas V zona conglomerados las arenizas cae en la zona media de la pendiente donde esta la areniza cenozoica (C1) y los conglomerados (C2) tiene mucho mas fracturas espaciadas y irregulares.
Difiere entre la litología de conglomerados (C2), en la encontradas en otros lechos como el punto D, es el mas conglomeratico tiene relación entre espaciamiento de fractura/espesor de capa (puede deberse a lacomposicion anomalao secuencia diagenetica)
Esp
eso
r C
apa
Espaciamiento de principales fracturas
