Taller de Geomecánica en las Cuencas de MéxicoTaller de Geomecánica en las Cuencas de México

“Trayendo la Geomecánicadel Laboratorio al Campo”

Luis Carlos Vaillard

TerraTek – Historia

US Defense Contractor Soportando Cálculosde Efectos Nucleares (1970)

Mecánica de Rocas Aplicada a la recuperación de recursos naturales paraperforación, completación y evaluaciónde yacimientos.

Expandió servicios en diferentes áreas con Tecnología Avanzada Unica hacia todo el mundo.

Continúa colaborando en proyectos de Investigación de Tecnologías Avanzadascon el Gobierno de Estados Unidos.

• Pre 1970 University of Utah• 1970 Contratos Gubernamentales

– Efecto de Ensayos Nucleares– Geotermia

• 1978 Expande en Análisis Avanzado de Rocas

• 1987 Análisis de Rocas y Análisis de Núcleos

• 2005 Nuevos Laboratorios/Oficinas• 2006 Compra por Schlumberger• 2007 Nuevos Edificios/Facilidades

Sísmica

DCS – Flujo de Trabajo para el Modelado Geomecánico

TerraTek soporte:

Modelo Inicial de

Esfuerzos

t =0t =10yr MEM Dinámico

Núcleos / RegistrosModelo Marco 1D MEM Modelo de Propiedades

Modelo de Presión de

Poros

• Datos para poblar propiedades de modelos• Integración de Modelos Núcleos – Registros• Propiedades de Rocas para calcular esfuerzos

in-situ • Datos para transformaciones

estática�dinámica• WL y otras mediciones

GeomecGeomecGeomecGeomecáááánicanicanicanicaMecMecMecMecáááánicanicanicanica de de de de RocasRocasRocasRocas &&&&

AplicacionesAplicacionesAplicacionesAplicaciones de de de de IngenierIngenierIngenierIngenierííííaaaa

RecuperaciRecuperaciRecuperaciRecuperacióóóónnnn de Gas de Gas de Gas de Gas

No No No No ConvencionalConvencionalConvencionalConvencionalPerforaciPerforaciPerforaciPerforacióóóónnnn y y y y CompletaciCompletaciCompletaciCompletacióóóónnnn IntegraciIntegraciIntegraciIntegracióóóónnnn NNNNúúúúcleoscleoscleoscleos ---- RegistrosRegistrosRegistrosRegistros

Coalbed MethaneCoalbed MethaneCoalbed MethaneCoalbed Methane

Tight Shale GasTight Shale GasTight Shale GasTight Shale Gas

Tight SandsTight SandsTight SandsTight Sands

FormacionesFormacionesFormacionesFormaciones FracturadasFracturadasFracturadasFracturadas

PerforaciPerforaciPerforaciPerforacióóóónnnn ProfundaProfundaProfundaProfunda

AmbientesAmbientesAmbientesAmbientes de Alta de Alta de Alta de Alta PresiPresiPresiPresióóóónnnn ////

Alta Alta Alta Alta TemperaturaTemperaturaTemperaturaTemperatura (HP/HT) (HP/HT) (HP/HT) (HP/HT)

CorrelacionesCorrelacionesCorrelacionesCorrelaciones NNNNúúúúcleoscleoscleoscleos –––– RegistrosRegistrosRegistrosRegistros

CalibraciCalibraciCalibraciCalibracióóóónnnn de de de de RegistrosRegistrosRegistrosRegistros WirelineWirelineWirelineWireline

ModeloModeloModeloModelo de de de de DesarrolloDesarrolloDesarrolloDesarrollo de Camposde Camposde Camposde Campos

TerraTek – Areas de Trabajo

TerraTek – Linea de Productos

TerraTek

Controller Rory HokansonBDM Rich LewisHR Linda ThomasIntegration George Spencer

Bob Griffin Wes MartinHomer Robertson Roberto Suarez

John Keller

Greg Gubelin, General Manager SLC Operations

75 Empleados tiempo completoBackgrounds: Geología, Ingeniería

Mecánica, Mecanica de Rocas, Geofísica, etc.

TerraTek, El líder en Mecánica de Rocas

• 38 a. en la industria, de reconocida reputación

• Trabajos de Geomecánicade alta calidad

• Más equipos y servicios• Grandes capacidades para

resolver desafíos de los operadores(ej. Aguas profundas, ultra profundas y alta presión)

• Servicios Integrados

TerraTek – Geomecánica

Equipamientos– 14 Sistemas de Ensayos Triaxiales– 3 Marcos de carga adicionales para ensayos de mecánica de

rocas– 4 Registro continuo de resistencia a la rayadura (scratch

machines) – Equipo ‘Million lbf’ para bloques pequeños y ensayos de alta

cargaMayores capacidades

– Puede manejar núcleos entreros (4”) y aún muestras de 6”– Rutinariamente presiones aplicadas (incl. pore) > 20,000 psi– Ciertos receptáculos pueden manejar presiones de 30,000 &

60,000 psi – Capacidad de temperatura elevadas

Servicios– Ensayos de Mecánica de Rocas rutinarios y de requerirse –

aplicación de varios escenarios de carga– Ensayos especializados (creep de largo alcance, propiedades

térmicas, tasa de flujo altas, experimentos de extensión y arenamiento)

– Ensayos de raspadura (Scratch test) –integración de datos con análisis de registros / agrupamiento de datos

– Servicios Petrográficos (Salt Lake City, Houston, Las Morochas(Vzla))

– Trabajos con XRD, SEM y CT Scan (tomografía)

TerraTek – Geomecánica

Nuevas Tecnologías y Desarrollos de Laboratorio: Perfiles de Heterogeneidad y Esfuerzos– Estimación Cuantitativa de heterogeneidad de rocas

(fracturas, bedding y regiones de debilidad)– Medidas continuas de esfuerzos de rocas (UCS) – Selección de muestras para ensayos– Mejora de predicciones de esfuerzos basado en

registros eléctricos

Reservorio de areniscas exhibiendo una

sección de esfuerzos uniforme

(izquierda), una fractura abierta y una

sección laminada con considerable

heterogeneidad de esfuerzos (derecha).

Muestra de una arcillita

TerraTek – Geomecánica

Esfuerzos & Creep

Moduli

Compresibilidad

MedicionesAcústicas

Esfuerzos In-Situ

PropiedadesTérmicas

EstabilidadEstabilidadEstabilidadEstabilidad, , , , ArenamientoArenamientoArenamientoArenamiento

DiseDiseDiseDiseññññoooo de de de de FracturasFracturasFracturasFracturas

CompactaciCompactaciCompactaciCompactacióóóónnnn, , , , SubsidenciaSubsidenciaSubsidenciaSubsidencia, Drive, Drive, Drive, Drive

CalibraciCalibraciCalibraciCalibracióóóónnnn de de de de RegistrosRegistrosRegistrosRegistros

PerforaciPerforaciPerforaciPerforacióóóónnnn, , , , CompletacionesCompletacionesCompletacionesCompletaciones, , , ,

EstimulaciEstimulaciEstimulaciEstimulacióóóónnnn, , , , ProducciProducciProducciProduccióóóónnnn

PWRI, FloodsPWRI, FloodsPWRI, FloodsPWRI, Floods

TerraTek – Ensayos de Geomecánica

TerraTek – Ensayos de Geomecánica

Compresibilidad –

EnsayosEspecializados

• Steam Flood

• Ciclo de Esfuerzos

• Colección de Finos& Evaluación

TerraTek – Ensayos de Geomecánica

- Ensayos de Cilindros de pared

gruesa (Thick-walled)

TerraTek – Geomecánica en la Compresibilidad de Yacimientos

TerraTek – Ensayos de Geomecánica

Análisis Petrográficos• Caracterización de Granos y Poros• Mineralogía de Detritos• Identificación de diagénesis de

cementos & arcillas• Identificación y descripción de

posibles fuentes de daños de formación y sesibilidad mineralógica

• Cuantificación de contactosgranulares y sus efectos sobre los esfuerzos, compactación del yacimiento y compresibilidad del volumen poral

TerraTek – Estimulación y Producción

• Brazo de Investigación y Consultoría de TerraTek

• Heterogeneidad de “Tight gas shales”

• Relaciones de Escala (Scaling-relationships)

• Modelado e Integración núcleos-registros

• Modelado de fracturas hidráulicas(TerraFRAC)

• Estabilidad de Pozos• Producción de Arenas • Modelado a escala de Campos

para diferentes yacimientos y • Calidad de Completación• Manejo del Dato (eREPORT,

eBASE)

TerraTek – Estimulación y Producción

Cluster Tagging– Clasificación por tipo de roca

con foco en Geomecánica– Medición Acoplada de las

propiedades de rocas con analisis n-dimensional

– Datos contínuos de UCS resultando esencial los datosde la medición de resistencia a la raspadura (scratch test)

– Integración de núcleos –registros donde los datos esténdisponibles

– Clasificación extendida a pozosdonde no haya núcleosdisponibles

3. Rico en Calcita

(No reservorio)

2. Rico en arcillas

(No reservorio)

1. Mezclada

silíceo/arcilloso

(Yacimiento)

4. Rico en Silíceo

(Yacimiento)

TerraTek – Estimulación y Producción

Arreglos Texturales y sus Correspondientes Respuestas de Registros

Agrupadas (Cluster Analysis)1

2

3

4

1 2 43

TerraTek – Estimulación y Producción SWP

“Tight gas Arcilla” Heterogénea Arena Homogénea GOM

90 ft

30 ft

30 ft

30 ft

30 ft

30 ft

120 ft

Selección

EstandardSelección

Estandard

Cluster

AnálisisCluster

Análisis

8 SWP8 SWP8 SWP8 SWP 14 SWP14 SWP14 SWP14 SWP 8 SWP8 SWP8 SWP8 SWP 5 SWP5 SWP5 SWP5 SWP

SWP SWP SWP SWP UbicacionUbicacionUbicacionUbicacion dededede

profundidadprofundidadprofundidadprofundidad

LocalizaciLocalizaciLocalizaciLocalizacióóóónnnn de de de de

NNNNúúúúcleoscleoscleoscleos

Casos de 2 Escenarios

TerraTek – Etimulación y Producción

Integración Núcleos- Registros– Calidad del

Yacimiento :K, Ø, Vg, Q,

Conformidad

– Calidad de Completación:

Propiedades de Roca (MY, RP)

TerraTek – Análisis de Núcleos: Revisión de Tecnologías

Datos de Núcleos• Resolución de la

composición de rocas y textura

• Integración de Núcleos –Registros

• Identificación de Facies• Heterogeneidad y

anisotropía• Caracterización

Petrofísica• Caracterización Mecanica• Nuevos Modelos de Física

de Rocas

-

Análisis de Núcleos Especializados: Carbón , Arcillas Tight Gas

TerraTek – Análisis de Núcleos

TerraTek – Análisis de Núcleos

Recuperación de Arcillas “Tight Gas”– Permeabilidad Nano darcy– Alto grado de heterogeneidad de

Yacimientos– Sensibildad Arcilla – fluidos– Arcilla Madura vs. Immadura y materia

orgánica (arcilla y madurez kerógeno)– Clasificación de Arcillas, contenido

mineral, atributos textural / petrológicos– Integración de Análisis de rocas

apretadas con agrupamiento tipoCluster (Integración Núcleo-Registro) y Caracterización de Mecánica de Rocas

Coal Bed Methane– Propiedades de Yacimientos– Gas Absorbido (expulsión Canister)– Gas Intersticial (TRA)

TerraTek – Ensayos de Desempeño de la Perforación

• Efectos de Trépanos, Fluidos, Rocas y Condiciones de Fondo de Pozo en ROP

• Estudios de Desempeño de Extracción de Núcleos y Daño de Núcleos

• Perforación de Arcillas PDC Shale con fluidos Base Agua

• Desviación de Trépanos, Vibración, Ensayosde Desgastes

• Ensayos de Nuevas Herramientas de Perforación y Extracción de Núcleos

• Ensayos de Perforación a Escala Completa y Mallas de Arenas

EnsayosEnsayosEnsayosEnsayos de de de de PerforaciPerforaciPerforaciPerforacióóóónnnn de Gran de Gran de Gran de Gran EscalaEscalaEscalaEscala y y y y ExtracciExtracciExtracciExtraccióóóónnnn de de de de

NNNNúúúúcleoscleoscleoscleos –––– CapacidadesCapacidadesCapacidadesCapacidades MMMMááááximasximasximasximas

Borehole Pressure 12,000 psi

Confining Pressure 20,000 psi

Overburden Stress 30,000 psi

Back (Pore) Pressure 4,000 psi

Mud Flow Rate 600 gpm

Mud Temperature 150•F

Drilling Stroke 6 feet

Rate of Penetration 200 ft/hr

Rotary Speed 1,000 rpm

Torque 10,000 ft lb

Weight on Bit 100,000 lbf

Bit Size 12 1/4 inches diameter

Rock Sample Size 20 1/2inches diameter • 60 inches long

TerraTek – Ensayos de Desempeño de la Perforación

TerraTek - Ensayos de Completación a Gran Escala

• Estabilidad de Hoyo y Nueva Generación de Completaciones

• Pronóstico y Mitigación de Producción de Arenas

• Cañoneo Underbalanced• Ensayo de Completación de

Arenas no consolidadas• Cañoneo Convencional• Cañoneo Intenso Overbalance• Fracturamiento Hidráulico & Re-

Inyección de Cuttings • Carga de Malla Horizontal• Ensayos de Daño de Formación,

Invasión de Finos, Evaluación “Kill Fluids”, Acidificación

Capacidades Máximas

Tamaño Roca 27 inches × 27 inches × 32 inches alto (con presion de poros)

Tamaño Central del Hoyo 4¾ inches diametro

Estress Vertical 8,000 psi

Estress Horizontal (1) 8,000 psi

Estress Horizontal (2) 8,000 psi

Diferencia Estress Horizontal 2,000 psi

Presión de Pozo 8,000 psi

Presión de Poros 4,000 psi

Tasa de Flujo 20 gpm

Presión de Flujo 2,000 psi

Cargas de Cañoneo Multiple Shot

Historia

Schlumberger es reconocida

globalmente por su continua innovación

tecnica y excelencia en el servicio en las

areas de Perforación, Perfilaje Eléctricto,

Cementación, Estimulación, Consultoría,

etc. Desde 1993 hasta la fecha, la

excelencia en la calidad de servicios es

también ofrecida en el Análisis de

Núcleos, con un amplio rango de servicios

de Laboratorio ofrecidos en las

instalaciones en Ciudad Ojeda, Venezuela.

1993 Comienza actividad Dowell

1997 Incorpora Oilphase

1999 Integrado con Wireline

2008 parte de DCS – Terratek

Servicios Actuales

AnAnAnAnáááálisis de rutinalisis de rutinalisis de rutinalisis de rutina

Perfil del Núcleo Gamma

Espectral

Slabbing de Núcleo 1/3 y 2/3

Fotografía de Núcleos bajo

luz blanca y ultravioleta

Fotografía digital de baja y

alta resolución (5000 dpi

máximo)

Medición de Porosidad y

permeabilidad a presiones

de sobrecarga neta y de

laboratorio.

Sw, So, Densidad de Grano

AnalisisAnalisisAnalisisAnalisis de Nde Nde Nde Núúúúcleos Avanzadoscleos Avanzadoscleos Avanzadoscleos Avanzados

Prop. Eléctricas: FF, IR, a, m, n

Presiones Capilares: Swi, Pc

Permeabilidad Relativa :

o Krw / Krg / Kro

o Ko @ Swi

Mojabilidad

Compresibilidad del volumen de

poro

Análisis de sensibilidad de fluidos

Muestra de Pared tomada de un Núcleo

Muestra de pared tomada por herramienta de Wireline

Analisis Geológicos

Petrología: Análisis textural/mineralógico de

granos, matriz, cementos y tipos de

porosidad. Compactación, eventos

diagenéticos, desarrollo y/o reducción de la

porosidad y permeabilidad.

XRD, fracciones total y de arcilla, : provee

análisis semi-cuantitativo de componentes

mineralógicos, minerales de arcilla en

abundancia

SEM – EDAX: Análisis Visual de poros,

garganta poral, identificación de minerales

pequeños y relación granular tri-

dimensional. Tipo de arcillas y minerales

que pueden influenciar permeabilidad y

causar daño de formación.

Position [°2Theta] (Copper (Cu))

10 20 30 40 50 60

Counts

0

2500

10000

VLG-3912ST 14746,08

Servicios Futuros

En los próximos meses el Laboratorio recibirá una máquina de “Ensayo de

Resistencia a la Raspadura” (Scratch tester machine). Ya instalado en Las

Morochas

Beneficios:

�Medición continua de la resistencia de la roca (UCS) sobre todo el núcleo,

sobre núcleos slabbed, muestras de pared y de núcleos.

�Mejoramiento de la selección de muestras para análisis

�Mejorar las predicciones de esfuerzo-registros eléctricos

0

2 00 0

4 00 0

6 00 0

8 00 0

1 0 00 0

1 2 00 0

1 4 00 0

1 6 00 0

1 8 00 0

12 5 5 2 .0 12 5 5 2.1 1 2 5 52 .2 1 2 5 52 .3 1 2 55 2 .4 1 25 5 2 .5 1 25 5 2 .6 12 5 5 2.7 1 2 5 5 2.8 1 2 5 52 .9 1 2 55 3 .0

M ea s u re d D ep th , ft

Unc

onfin

ed C

ompr

essi

ve S

tren

gth,

psi

TerraTek – Sinergia / Oportunidades

Well Services– Fracturamiento / estimulación yacimientos de

arcilla no convencionales– Ensayos de Geomecánica & propiedades de

roca

– Ensayos de cañoneo en rocas bajo estress(Rosharon, TerraTek)

– Ensayos de Mallas en LAB paraCompletaciones

Wireline

– Recomendaciones de programas de muestrasde pared

– Ensayos de Geomecánica y propiedades de rocas

– Ensayos de Cañoneo sobre rocas bajo estress(Rosharon, TerraTek)

D&M

– Ensayos de Perforación a gan escala en LAB – Ensayos de sistemas direccionales usando

trépanos Lyng

TerraTek – Sinergias / Oportunidades Continuación

Testing Services– Análisis de rocas para

fluidos (ej. Fase Aceite) en proyectos requiriendotanto ensayos de núcleosy fluidos

Completions– Ensayo de Mallas en LAB

para CompletacionesSIS

– Uso de datos de propiedades de roca paramejora de servicios

IPM– Ensayos de Geomecánica

testing y propiedades de rocas

– Análisis de Núcleos– Centros de R&D– Capacidad para distintos

ensayos

TerraTek – como Terratek puede ayudar

• Datos• Experiencia• Tecnología• Mejorar los datos de entrada• Mejora de la toma de decisiones• Soluciones para

Mediciones WL!Incluyendo –

FMI + información de fractura de núcleosSonic Scanner + conocimientointrínseco sobre anisotropía