Yacimientos Naturalmente Fracturados

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

SECRETARÍA ACADÉMICA

DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR

UNIDAD ACADEMICA: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD TICOMÁN

PROGRAMA ACADEMICO: Ingeniería Petrolera

UNIDAD DE APRENDIZAJE: Yacimientos Naturalmente Fracturados. NIVEL: III

PROPÓSITO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE :Planea los sistemas de explotación en los yacimientos naturalmente fracturados, con base en las metodologías de doble y triple porosidad.

CONTENIDO TEMÁTICO:I. Tipos y Características de las Fracturas.

II. Medición y Análisis de Fracturas en núcleos, registros y afloramientos.III. Origen de las Fracturas: Mecánicas y Predicción.IV. Efectos de las Fracturas en los Yacimientos.V. Yacimientos de Gas Entrampado.

ORIENTACIÓN DIDÁCTICA:

La presente unidad de aprendizaje será conducida por el docente por medio de los siguientes métodos de enseñanza: analítico, deductivo, analógico y sintético. Se empleará la estrategia de aprendizaje basada en problemas. Se promoverá el empleo de técnicas de aprendizaje como son: trabajos en equipo, informes, organizadores previos, redes semánticas, organizadores gráficos, lecturas comentadas de artículos técnicos, exposiciones, sistemas de autoevaluación, técnicas de observación; todos estos se integrarán en un portafolio de evidencias.

EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:Realiza una evaluación diagnostica para valorar los conocimientos previos del estudiante en esta área. A lo largo del curso se considera una evaluación formativa, evaluación sumativa y rubricas de autoevaluación y coevaluación.La acreditación con saberes previamente adquiridos y con base de lineamientos por competencias demostrada en los criterios de la evaluación sumativa.

BIBLIOGRAFÍA:Ali M. Saidi, Reservoir Engineering of Fractured Reservoir,( Fundamentals and Practical Aspects ), 1987865 paginas.*

Dr. Roberto Aguilera, Naturally fractured reservoirs, Segunda edición, Pennwell publishing company, Tulsa. Oklahoma; 1995, ISBN D-87814-499-8, 518 paginas.

Donald P. Helander. Fundamentals of formation evaluation. OGICI Publications. Oil & gas consultants international, Inc. Tulsa, 1983, ISBN Number: 0-930972-03, 332 paginas.

*Libro clásico




UNIDAD ACADÉMICA: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD TICOMÁN.

PROGRAMA ACADÉMICO: Ingeniería Petrolera.

SALIDA LATERAL:

ÁREA DE FORMACIÓN: Profesional

MODALIDAD: Escolarizada

UNIDAD DE APRENDIZAJE: Yacimientos Naturalmente Fracturados

TIPO DE UNIDAD DE APRENDIZAJE: Teórico – Práctica/Obligatorio

VIGENCIA: Enero 2012.

NIVEL: III

CRÉDITOS: 8.0 Tepic, 5.0 SATCA.

INTENCION EDUCATIVA

Con esta unidad de aprendizaje el egresado de la carrera de Ingeniería Petrolera, contará con elementos necesarios para analizar y realizar estudios detallados de los yacimientos y formaciones del subsuelo para fines de la extracción de hidrocarburos. En razón de que el contenido de la unidad de aprendizaje proporciona elementos de juicio importantes para la toma de decisiones en las distintas fases de explotación dentro de la ingeniería petrolera.

Consolida el pensamiento analítico y crítico, competencias que le permitirán al egresado, resolver diversos problemas en las áreas de yacimientos, a esta unidad de aprendizaje le anteceden: geología, Registro Geofísicos Básicos; le preceden: Simulación Numérica, Análisis de Pruebas de Presión.

PROPÓSITO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE

Planea los sistemas de explotación en los yacimientos naturalmente fracturados, con base en las metodologías de doble y triple porosidad.

TIEMPOS ASIGNADOS

HORAS TEORÍA/SEMANA: 3.0

HORAS PRÁCTICA/SEMANA: 1.5

HORAS TEORÍA/SEMESTRE: 54.0

HORAS PRÁCTICA/SEMESTRE: 27.0

HORAS TOTALES/SEMESTRE: 81.0

UNIDAD DE APRENDIZAJE REDISEÑADA POR:

Academia de Yacimientos.

REVISADA POR: Subdirección Académica

APROBADA POR:Consejo Técnico Consultivo

Escolar.Noviembre, 2011

Ing. Julio E. Morales de la Garza

Presidente del CTCE

AUTORIZADO POR:Comisión de Programas Académicos del Consejo

General Consultivo del IPN.Enero 2012

Ing. Rodrigo de Jesús Serrano Domínguez

Secretario Técnico de la Comisión de Programas

Académicos




UNIDAD DE APRENDIZAJE: Yacimientos Naturalmente Fracturados HOJA: 3 DE 12

N° UNIDAD TEMÁTICA: I NOMBRE: Tipos y Características de las Fracturas.

UNIDAD DE COMPETENCIA

Analiza las características y tipos de fracturas en carbonatos, con base en los parámetros petrofísicos del yacimiento

No. CONTENIDOS

HORAS

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

HORAS AD

Actividades de docencia

HORAS TAA

Actividades de Aprendizaje AutónomoT P

1.1

1.2

1.3

1.4

1.51.6

1.7

Introducción. ¿Qué es un fractura?, ¿Qué es un yacimiento naturalmente fracturado?Extensión vs. Fracturas de corte.

Características de fracturas.

Fracturas regionales vs. Fracturas sobreCapas y fallas.Fracturas en carbonatos vs. Fracturas en estratos clásticos.Espaciamiento, longitud y distribución de apertura.Modificaciones de fracturas.

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

2.0

2.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

2.0

2.0

1.0

1B.

2C

4C, 5B

6B

Subtotales: 9.0 5.0 6.0

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE

Encuadre del curso, integración de equipos de trabajo; a partir de la estrategia de aprendizaje basada en problemas mediante el método heurístico, deductivo y analítico, el alumno distinguirá las características y tipos de fracturas(espaciamiento, longitud y distribuciones de apertura), apoyándose en la indagación bibliográfica, fichas de trabajo, organizadores previos, discusión dirigida conducida por el docente para la consolidación del aprendizaje.

EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES

La unidad se debe evaluar en el primer examen parcial con la unidad II;Evaluación diagnostica.Portafolio de evidencias:Examen escrito ___________________________________ 40%.Indagación bibliográfica_____________________________ 10%.Fichas de trabajo __________________________________ 10%.Organizadores previos______________________________ 10%.Discusión dirigida__________________________________ 10%.Prácticas de laboratorio_____________________________ 15%.Autoevaluación y Coevaluación (CON RUBRICA) ________ 5%





N° UNIDAD TEMÁTICA: II NOMBRE: Medición y Análisis de Fracturas en Núcleos, Registros y Afloramientos


Analiza las fracturas naturales e inducidas en núcleos a partir de las leyes de Hooke y modulo de Elasticidad

No. CONTENIDOS

HORAS


HORAS ADActividades de

docencia

HORAS TAAActividades de

Aprendizaje AutónomoT P

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

Medición de fracturas en núcleos

Fracturas inducidas en núcleos.

Técnicas para determinar esfuerzos subsuperficiales.

Extrapolación de fracturas en afloramientos característicos en la subsuperficie.

Ejercicios en la medición de fracturas

1.0

1.0

3.0

2.0

2.0

1.0

2.0

2.0

2.0

20

2.0

2.0

10C, 11B

12C



A partir de la estrategia de aprendizaje basada en problemas mediante el método deductivo, inductivo y analítico, el alumno determinará las características de los esfuerzos subsuperficiales utilizando diferentes técnicas, apoyándose en la lectura y análisis de artículos técnicos, discusión dirigida y prácticas de laboratorio conducido por el docente para la consolidación del aprendizaje.


La unidad se debe evaluar en el primer examen parcial con la unidad II;Portafolio de evidencias:Examen escrito ___________________________________ 40%.Indagación bibliográfica_____________________________ 10%.Fichas de trabajo __________________________________ 10%.Organizadores previos______________________________ 10%.Discusión dirigida__________________________________ 10%.Prácticas de laboratorio_____________________________ 15%.Autoevaluación y Coevaluación (CON RUBRICA) ________ 5%





N° UNIDAD TEMÁTICA: III NOMBRE: Origen de las fracturas: Mecánicas y su Predicción.


Analiza las fracturas naturales e inducidas así como los efectos de los esfuerzos y presiones de poro, a partir de las propiedades mecánicas de las rocas.

No. CONTENIDOS

HORAS


HORAS ADActividades de

docencia

HORAS TAAActividades de

Aprendizaje AutónomoT P

3.1

3.2

3.3

3.4

Introducción.

El origen de las fracturas naturales.

Modelamiento de esfuerzos y fracturamiento.Propiedades mecánicas controlando la susceptibilidad y tipos de fracturas

2.0

3.0

3.0

3.0

1.0

1.0

1.0

1.0

2.0

2.0

2.0

23B

13B

14C, 15C



A partir de la estrategia de aprendizaje basada en problemas mediante el método deductivo, analítico y heurístico, el alumno analizará en base al origen de las fracturas naturales, y tendrá la capacidad de modelar los esfuerzos y fracturamientos.Tendrá el conocimiento de las propiedades mecánicas que controlan características importantes en el tipo de fracturas.


La unidad se debe evaluar en el segundo examen parcial;Portafolio de evidencias:Examen escrito ___________________________________ 40%.Indagación bibliográfica_____________________________ 10%.Fichas de trabajo _________________________________ 10%.Organizadores gráficos_____________________________ 10%.Lecturas comentadas ______________________________ 10%.Prácticas de laboratorio_____________________________ 15%.Autoevaluación y Coevaluación (CON RUBRICA) ________ 5%





N° UNIDAD TEMÁTICA: IV NOMBRE: Efectos de las Fracturas en los yacimientos.


Analiza la calidad de la cementación en las diferentes etapas del pozo petrolero con base en las características acústicas de las formaciones.

No. CONTENIDOS

HORASCLAVE

BIBLIOGRÁFICACon Docente Aprendizaje AutónomoT P

4.1

4.2

4.3

4.44.5

4.6

4.74.8

4.9

Mejoramiento de la permeabilidad y anisotropíaReducción de la permeabilidad porpresentación del registro.Tipos de ondas sónicas y sus características.Salto de ciclo y como se produce.Ecuaciones para determinar la porosidad.Interpretación en formaciones compactadas y no compactadas.Determinación del delta-t de la matriz en zonas compactas acuíferas con gráfico sónico-resistividad.Método-Rwa.Corrección de la porosidad por falta de compactación de la formación, lutitas e hidrocarburos.Combinación con otros registrosy control de calidad de la cementación, ejemplos de cálculo.

2.0

2.0

1.0

1.0

1.0

2.0

1.02.0

2.0

1.0

1.0

1.0

1.0

2.0

2.0

2.0

2.0

1B, 2B, 3B, 23B


ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJEA partir de la estrategia de aprendizaje basada en problemas mediante el método deductivo, analítico y heurístico, el alumno analizará las características acústicas de las formaciones, apoyándose en la indagación bibliográfica, fichas de trabajo, trabajos en equipo, mesa redonda y prácticas de laboratorio conducido por el docente para la consolidación del aprendizaje.

EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJESLa unidad se debe evaluar en el tercer examen parcial con la unidad V;Portafolio de evidencias:Examen escrito ___________________________________ 40%.Indagación bibliográfica_____________________________ 10%.Fichas de trabajo __________________________________ 10%.Trabajos en equipo ________________________________ 10%.Mesa redonda ____________________________________ 10%.Prácticas de laboratorio_____________________________ 15%.Autoevaluación y Coevaluación (CON RUBRICA) ________ 5%





N° UNIDAD TEMÁTICA: V NOMBRE: Yacimientos de gas entrampado


Analiza los yacimientos multiestratificados de gas ocluido a partir de fracturas naturales.

No. CONTENIDOS

HORAS

CLAVE BIBLIOGRÁFICACon Docente Aprendizaje AutónomoT P

5.1

5.2

5.3

5.4

5.35.4

5.5

5.6

5.7

Lutitas fracturadas a partir de Rayos GamaDistribución mundial una lutita negra y ocurrencia de aceite y gas en lutitas fracturadas.Registros con sensores remotos.Investigación Geofísica.

Caracterización física de las lutitas y caracterización Geoquímica:EstimulaciónInteracción entre las fracturas hidráulicamente inducidas y fracturas naturales.

Metamorfismo:Análisis con registros de los parámetros de esfuerzos en la estimación de gas original.

Recuperación de gas y pruebas de PozoYacimientos de gas ocluido

1.0

1.0

1.0

1.0

1.01.0

1.0

2.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

2.0

16B

23C

19C

Subtotales: 11.0 7.0




ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJEA partir de la estrategia de aprendizaje basada en problemas mediante el método deductivo, analítico y heurístico, el alumno analizará los parámetros petrofísicos de los yacimientos petroleros, apoyándose en la indagación bibliográfica, fichas de trabajo, redes semánticas, exposiciones y prácticas de laboratorio conducido por el docente para la consolidación del aprendizaje.

EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJESLa unidad se debe evaluar en el tercer examen parcial con la unidad IV;Portafolio de evidencias:Examen escrito ___________________________________ 40%.Indagación bibliográfica_____________________________ 10%.Fichas de trabajo _________________________________ 10%.Redes semánticas ________________________________ 10%.Exposiciones ____________________________________ 10%.Prácticas de laboratorio_____________________________ 15%.Autoevaluación y Coevaluación (CON RUBRICA) ________ 5%





RELACIÓN DE PRÁCTICAS

PRACTICA No.

NOMBRE DE LA PRÁCTICA UNIDADES TEMÁTICAS

DURACIÓN LUGAR DE REALIZACIÓN

1

2

3

4

5

Tipos y características de las fracturas.

Análisis de Fracturas en núcleos, registros y afloramientos.

Origen de las Fracturas: Mecánica y Predicción

Efectos de las fracturas

Yacimientos de gas entrampado.

I

II

III

IV

V

5

5

4

6

7

Aula

Aula

Aula

Aula

Aula

Total de horas 27

EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN

Antecedentes y marco conceptual.

Representación del problema.

Solución creativa de problemas.

33%

33%

34%

A fin de determinar la evaluación y acreditación de las prácticas deberán entregar un informe detallado con los resultados obtenidos; considerando dentro del porcentaje del portafolio de evidencia de acuerdo a su unidad correspondiente.

Esta unidad de aprendizaje puede acreditarse por:

Competencia demostrada durante las primeras tres semanas a partir del inicio del curso y se evaluará a través de la resolución de un ejercicio práctico donde se observe que posee como mínimo el 80% del dominio de las competencias.

Cursarse en otras instituciones de educación superior nacionales e internacionales que tengan convenio con el IPN.

Movilidad entre las ESIA´s de acuerdo a la capacidad de atención de cada unidad académica.





PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

PERIODO UNIDAD PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN1

2

3

I y II.

III y IV.

V.

Examen escrito____________________________________ 40%.Indagación bibliográfica_____________________________ 10%.Fichas de trabajo __________________________________ 10%.Organizadores gráficos ____________________________ 10%.Exposiciones ____________________________________ 10%.Prácticas de laboratorio_____________________________ 15%.Autoevaluación y Coevaluación (CON RUBRICA) ______ 5%.

Examen escrito____________________________________ 40%.Indagación bibliográfica_____________________________ 10%.Fichas de trabajo __________________________________ 10%.Organizadores gráficos ____________________________ 10%.Exposiciones ____________________________________ 10%.Prácticas de laboratorio_____________________________ 15%.Autoevaluación y Coevaluación (CON RUBRICA) ______ 5%.

Examen escrito____________________________________ 40%.Indagación bibliográfica_____________________________ 10%.Fichas de trabajo __________________________________ 10%.Organizadores gráficos ____________________________ 10%.Exposiciones ____________________________________ 10%.Prácticas de laboratorio_____________________________ 15%.Autoevaluación y Coevaluación (CON RUBRICA)______ 5%.

CLAVE B C BIBLIOGRAFIA1

2

3

4

5

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X

X

X

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Lorenz, John C., Conjugate Fracture Pairs In The Molina Member Of The Wasatch Formation, Piceance Basin, Colorado: Implications For Fracture origins And Hydrocarbon Production / Exploration. Natural Fracture Systems- 1997. Four corners Geological Society.

Lorenz, John C. SPE Sandia National Laboratories. Conjugate Fracture Zones: Potential “Sweet Spot” Reservoirs Within Regional Parallel-Fracture Systems.

Garrett, C.H. y Lorenz J.C. Fracturing Along The Grand Hogback, Garfield County, Colorado.

Hanks, Catherine L., Lorenz, John, Teufel, Lawrence, y Krumhardt, Andrea P. Lithologic and Structural Controls on Natural Fracture Distribution and Behavior Within the Lisburne Group, Northeastern Brooks Range and North Slope Subsurface, Alaska.

Lorenz, John C., Farrel, Helen E., Hanks, Catherine L., Rizer, William D., Sonnenfeld, Mark D. Characteristics of Natural Fractures in Carbonete Strata.

Neal, James T., Consultant, and Lorenz, John C., Sandia




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National Laboratories. Holbrook Anticline, Arizona: An Exposed Analog For Fractured Reservoirs Over Salt-Dissolution Fronts.

Lorenz, John C., Hill, Robin E. Measurement and Analysis of Fractures in Core. Geological Studies Relevant to Horizontal Drilling in Western North America. Rocky Mountain Association of Geologists- 1992.

Lorenz, John C., Hill, Robin E. Susurface Fracture Spacing: Comparision of Inferences From Slant / Horizontal and Vertical Cores. Copyright 1994 Society of Pretoleum Engineers. SPE Formation Evolution, March 1994.

Lorenz, John C. Lithology: The Missing Ingredient in Core Fracture Analysis.

Lorenz, John C., Finley, Sharon J., Warpinski, Norman R. Significance of Coring-Induced Fractures in Mesaverde Core, Northwestern Colorado.

Lorenz, John C. Recognition And Use Of Induced Fractures, And Other Fractures In Core Producer By The Coring Process.

Hill, R. E., Peterson, R.E., CER Corp, Warpinski, N.R., Lorenz, J.C., Teufel, L.W. Techniques for Determining Subsurface Stress Direction and Assessing Hydraulic Fracture Azimuth.

Lorenz, J.C. Stresses and Fractures in the Frontier Formation, Green River Basin, Predicted from Basin-Margin Tectonic Element Interactions. 1995 Field Conference Guidebook. Wyoming Geological Association.

Lorenz, J.C. Heartburn in Predicting Natural Fractures: The Effects of Differential Fracture Susceptibility in Heterogeneous Lithologies. Fractured Reservoirs: Characterization and Modeling Guidebook-1997. Rocky Mountain Association of Geologists.

Lorenz, J.C., Cherney, Jenny L., Schechter, David S., Whigham, Chris L. Natural Fractures in the Spraberry Formation, Midland brasin, TX: The Effects of Mechanical Stratigraphy on Fracture Variability and Reservoir Behavior.

Teufel, Lawrence W. Natural Fracture Characteristics and effects. August 1996. The Leading Edge.

Lorenz, J.C., Warpinski, Norman R., Teufel, Lawrence W., Branagan, Paul T., Sattler, Allan R., Northrop, David A. Results of the Multiwell Experiment. In situ stresses, natural fractures, and other geological controls on reservoirs.Eos. Vol. 69, August 30, 1988, Pages 817, 825-826.




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X

X

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Lorenz, J.C., Billingsley, Randal L., Evans, Lesley W. Permeability Reduction by Pyrobitumen, Mineralization, and Stress Along Large Natural Fractures in Sandstones at 18,300 ft. Depth: Destruction of a Reservoir.

Warpinski. N.R., Lorenz J.C. Examination of a Cored hydraulic Fracture in a Deep Gas Well.

Lorenz, J.C. Analysis of Fractures in Vertical and Deviated Core.

Lorenz, J.C., Teufel, Lawrence W., Warpinski, Norman R. Regional Fractures I: A Mechanism for the Formation of Regional Fractures at Depth in Flat-Lying Reservoirs.

Lorenz, J.C., Finley, Sharon J. Regional Fractures II: Fracturing of Mesaverde Reservoirs in the Piceance Basin, Colorado.

4. Dr. Roberto Aguilera. Naturally fractured reservoirs. Segunda edición. Pennwell publishing company. Tulsa. Oklahoma; 1995, ISBN D-87814-499-8, 518 p.*Libro clásico




PERFIL DOCENTE POR UNIDAD DE APRENDIZAJE

1. DATOS GENERALES

UNIDAD ACADÉMICA: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD TICOMÁN .

NIVEL: III

AREA DE FORMACIÓN: Institucional Científica

BásicaProfesional

Terminal y de Integración

ACADEMIA: Yacimientos UNIDAD DE APRENDIZAJE: Yacimientos Naturalmente Fracturados

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Licenciatura o posgrado en Ingeniería Petrolera o Áreas afines.

2. PROPOSITO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE: Planea los sistemas de explotación en los yacimientos naturalmente fracturados com base en las metodologías de doble y triple porosodad.

3. PERFIL DOCENTE:

CONOCIMIENTOSEXPERIENCIA PROFESIONAL

HABILIDADES ACTITUDES

Ingeniería de Yacimientos, Simulación

Numérica, Registros Geofísicos..

Haber laborado más de 5 años en las áreas de

Exploración y Explotación de pozos petroleros o de

extracción de agua; 2 años de experiencia docente en

nivel superior.

Manejo de temas diversos en Ingeniería de Yacimientos,, manejo de

grupos, solución de problemas. Toma de

decisiones, pensamiento crítico; comunicación

asertiva.

Tolerancia, compromiso con docencia, ética, responsabilidad

científica, colaboración,

tolerante, honesto.

ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ

Ing. Alberto Enrique Morfín Faure M en C. Eduardo Pérez Flores Ing. Julio E. Morales de la GarzaJefe de Carrera Subdirector Académico Director

FECHA: NOVIEMBRE 2011

Yacimientos Naturalmente Fracturados

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