Determinación del efecto de las irregularidades topográficas en la estimación del estado de esfuerzos In Situ en pozos petroleros / Alba M. Martínez H. ; tutor Franklin Ruíz

Sección Publicaciones Oficiales Tesis de Grado Pregrado Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ingeniería, Escuela de Geología, Minas y Geofísica Ing. Geofísico

Los esfuerzos en un pozo son estudiados en función de la profundidad. Éstos son afectados por la gravedad, que a su vez, considera el efecto de la topografía y la distribución de cargas en superficie. Para el cálculo del esfuerzo horizontal y efectivo, se determinó el módulo de Poisson, usando la velocidad de las ondas P, dada como dato en el registro, con un factor de Biot igual a 1, y la presión de poro que se obtuvo a partir de un registro MDT. El esfuerzo vertical mostró un comportamiento prácticamente lineal y no presentó oscilaciones como los esfuerzos horizontal y efectivo, ya que no está influenciado por la litología, a diferencia de los otros dos, que involucran módulos elásticos en las ecuaciones que los representan. El aumento con la profundidad es debido al incremento en el peso de la columna litostática. El calculo de la variación de la corrección topográfica en un pozo, se hizo con la ecuación de Hearst (1980), con una profundidad comprendida entre los 0 y 16000 pies, con intervalos de medición cada 0.5 pies, densidad de 2.67 g/cm3, con los radios y alturas determinadas, desde la zona B hasta la G de la retícula de Hammer (1939). A partir del incremento en la gravedad por efecto de la topografía, se determinó y comparó el efecto producido sobre el gradiente y los esfuerzos vertical, horizontal y efectivo. El mayor efecto que produce la corrección topográfica para la configuración de alturas establecida y en las zonas B-G de la retícula de Hammer, sobre los valores de gravedad, se observa en los primeros 2500 pies de profundidad, con un máximo producido a 1500 pies aproximadamente. A partir de este valor el efecto va disminuyendo, haciéndose asintótico al eje y, con poca influencia en los valores de gravedad. Cuando se estudia la influencia sobre el gradiente, su mayor efecto también es en los primeros 2500 pies de profundidad, con un máximo de 0.000007 mgal/pies, el cual es un valor tan pequeño que hace que las curvas de los esfuerzos vertical, horizontal y efectivo, queden perfectamente superpuestas, cuando se considera o no la corrección topográfica. Para determinar el incremento en el esfuerzo vertical debido a la carga que se encuentra en superficie, se usó una modificación de la ecuación de Boussinesq (1883). Para los siguientes casos: el analítico, en la que se supone un área rectangularmente cargada de manera uniforme, y un caso real, representado por una distribución irregular de cargas en la superficie. El incremento en el esfuerzo vertical considerando una distribución uniforme de masas en superficie tiene una diferencia de 10 psi con respecto al caso de distribución de masas dependientes de la topografía. El esfuerzo vertical tiene un incremento rápido en los primeros 2000 pies de profundidad con valores que oscilan entre 15 a 25 psi. Después de esta profundidad, el esfuerzo, decrece de manera muy lenta observándose una línea que se hace asintótica al eje y. Esto es causado, porque la relación entre el esfuerzo y la profundidad es inversamente proporcional, y mientras más alejado se encuentra el punto de observación de la superficie, menor será el esfuerzo vertical, el cual provoca una compresión de los estratos del suelo, bien sea causada por la deformación de las partículas del suelo, el reacomodo de estas partículas o por la expulsión de agua o aire de los espacios vacíos, cuyo efecto es mayor en los primeros metros de profundidad.