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Caracterización de formaciones:Mecánica de rocas - Coggle Diagram
Caracterización de formaciones:Mecánica de rocas
Estado de estrés en la tierra
Influencia de la temperatura
La variación de temperatura también cambia el estado de estrés. El enfriamiento ocurre durante el levantamiento o el
inyección de un líquido frío. Esto induce una
componente de tensión en el plano horizontal.
Influencia de la presión de poro
Es de interés comprender qué sucede cuando
agotar o inyectar en un depósito. Modelos elásticos con condiciones de deformación uniaxial se puede aplicar con
algo de confianza, ya que se produce la variación de tensiones durante un corto período de tiempo geológico, aunque es
siempre es necesario verificar las suposiciones
porque los modelos de falla bien podrían ser los
mecanismo.
Dirección de la tensión principal
La transición entre una tensión principal mínima vertical y una horizontal. El estrés principal mínimo depende de la situación regional.
Rock en el fracaso
Si las tensiones son lo suficientemente altas, la roca falla en cizallamiento o en tensión. Tres regímenes de estrés pueden ser
definido si la roca falla en cortante. Estos regímenes de estrés están asociados con los tres regímenes clásicos de fallas normal, de empuje y deslizamiento regímenes. Las tensiones se pueden estimar mediante modelo adaptado de falla por cizallamiento.
Estrés alrededor del pozo
Hasta ahora, solo los componentes de tensión de campo lejano resultantes de contribuciones geológicas o producción de yacimientos ha sido considerado. Además, la magnitud y la orientación del campo de tensión in situ se puede alterar localmente, como resultado de la excavación.
Cepas tectónicas
Las tensiones y deformaciones tectónicas surgen de la placa tectónica movimiento. En esta sección, la noción de tensión tectónica se introduce, que es una cantidad que se suma o se resta de los componentes de la deformación horizontal. Si se aplican deformaciones tectónicas incrementales a las formaciones rocosas..
Cambio de tensión de hidráulica fracturamiento
En esta sección se consideran dos efectos. El primero uno aborda el aumento del estrés mínimo porque del efecto poro elástico. Durante el proceso de fracturación, el fluido de fracturación se filtra hacia la formación.
Roca en reposo
Un régimen de estrés es cuando la roca está bajo uniaxial condiciones de deformación (es decir, no hay deformación horizontal en ninguna parte).
Introducción
la importancia de la mecánica de rocas en varios aspectos de la industria del petróleo y el gas pueden ser entendido. La fragmentación de la roca gobierna su perforabilidad, mientras que su comportamiento mecánico influye todos los aspectos de realización, estimulación y producción. Sin embargo, no ha sido hasta hace poco tiempo que este aspecto en particular de las ciencias de la tierra comenzaron a desempeñar un papel predominante en extracción de energía.
Conceptos básicos
Destaca
En geomecánica, por convención, la compresión se toma como positiva porque las fuerzas que prevalece en la tierra son generalmente de naturaleza compresiva.
Si este concepto se generaliza a tres dimensiones, Se puede demostrar que seis componentes independientes de la tención (tres componentes normales y tres de corte) son necesario para definir el estrés sin ambigüedades.
Cepas Barra lateral 3B. Círculo de Mohr
Cuando un cuerpo se somete a un campo de tensión, el relativo se altera la posición de los puntos dentro de él; el cuerpo se deforma.
En consecuencia, la deformación (que es una relación de longitudes o un cambio de ángulo) es adimensional. Debido a que las tensiones se toman como positivas en compresión, una deformación longitudinal positiva ε corresponde a una disminución dé longitud, y una deformación cortante positiva γ refleja una aumento en el ángulo entre dos direcciones que fueron perpendicular inicialmente. Al igual que en el caso de las tensiones, Las deformaciones principales se pueden definir como deformaciones longitudinales. Componentes que actúan en planos donde el cizallamiento se deformaban desaparecido.
Medición de las propiedades mecánicas de la roca
Resistencia de la roca, criterio de fluencia y envolvente de falla
La fuerza de una roca es la tensión a la que la roca
falla (es decir, la roca pierde su integridad). Esta fuerza
obtenido con una prueba uniaxial se llama el uniaxial
resistencia a la compresión σc (UCS).
Tensión - curva de deformación
Presenta una relación típica tensión-deformación
para rocas. La prueba se realiza bajo una presión de confinamiento constante pc y una tasa de deformación axial constante. Las mediciones incluyen los valores de tensión axial, deformación axial y deformación radial.
Parámetros elásticos
Como se discutió anteriormente, las rocas no son perfectamente elásticas. Especialmente en rocas blandas, podría ser difícil
para encontrar una parte de las curvas de tensión-deformación que exhibe un comportamiento casi elástico. Por otro lado, el conocimiento de los parámetros elásticos es de gran importancia para las aplicaciones de ingeniería, y asumiendo. En una primera aproximación, que la roca se comporte como un material elástico tiene importantes ventajas.
Pruebas de laboratorio
Las pruebas uniaxiales y triaxiales se consideran las más útiles en el estudio de las propiedades mecánicas de las rocas. La diferencia entre ellos reside en la presencia o ausencia de presión de confinamiento aplicada a la muestra
Resistencia a la fractura
Determinar el valor de la tenacidad a la fractura requiere
utilizando una muestra que contiene una grieta de longitud conocida. El factor de intensidad del estrés, que es una función de la geometría de carga y muestra, incluida la longitud ..
Importancia de las propiedades de las rocas en la estimulación
La mayoría de los modelos de propagación de fracturas hidráulicas
asumir elasticidad lineal. La roca mas importante. El parámetro para estos modelos es el módulo de deformación plano E´, que controla el ancho de la fractura y el valor de la presión neta.
Medición de tensiones in situ
Técnicas de fracturación microhidráulica
Las técnicas de fracturamiento se utilizan comúnmente para medir el mínimo estrés. La fracturación micro hidráulica. La técnica es ciertamente la técnica más confiable si se lleva a cabo correctamente, aunque podría usarse junto con otros métodos para una mayor completitud.
Técnicas de laboratorio
El método de recuperación de deformación anelástica (ASR) requiere acceso a muestras de núcleos orientados. El método es basado en la relajación que sufre un núcleo de roca siguiendo su desapego físico del estresado
masa rocosa.
Importancia de la medición de la tensiónen estimulación
El valor de la tensión mínima es uno de los más parámetros importantes en la fracturación hidráulica. A profundidades de yacimiento típicas, la presión de fractura es una fuerte función de la tensión mínima (o presión de cierre). Con algunos regímenes de bombeo, el valor de la red presión, que es la presión de fractura menos la presión de cierre, podría ser bastante pequeña en comparación con la presión de cierre.
Técnicas de calibración de fracturas
Considerando que el método de fracturación microhidráulica es diseñado para medir casi en un punto de la formación, el análisis de fracturas a gran escala requiere caracterizar el esfuerzo "promedio" en secciones más grandes
Comportamiento de la roca
Elasticidad lineal Barra lateral.
La elasticidad lineal asume una relación lineal y única. relación entre el estrés y la tensión.
Mecánica de fracturas
La mecánica de la fractura estudia la estabilidad de preexistentes defectos que se supone que impregnan un continuo
Falla
Un criterio de falla suele ser una relación entre las principales tensiones efectivas, que representan un límite más allá del cual ocurre inestabilidad o falla. los El estrés efectivo se utiliza en los criterios de falla. Se han propuesto varios tipos de criterios en la temperatura y se han utilizado para diversas aplicaciones
Deformación no elástica.
Como se discutió en la siguiente sección, la mayoría de las rocas exhiben deformaciones irreversibles después de la descarga, o al menos una relación no única entre estrés y tensión.
Influencia de la presión intersticial
Los fluidos de poros en la roca del yacimiento juegan un papel importante porque apoyan una parte del total aplicado estrés.