CT&F Ciencia, Tecnología & Futuro (Jul 2010)
METHOD TO DETERMINE THE WEAKNESS PLANES EFFECT ON THE CALCULATION OF THE COLLAPSE PRESSURE OF OIL WELLS
Abstract
Given the complexity involved when modeling heterogeneous and anisotropic formations, this condition is usually ignored, supposing that the well is surrounded by a homogenous and isotropic medium. The main objective of this paper is to present a method that shows the error that might occur when the condition of homogeneity and isotropy is not satisfied, when determining collapse pressure in a formation containing planes of weakness. Although the literature presents some studies, there is not a clear method for determining the collapse pressure of a well that takes into account the mechanical properties of the planes of weakness contained in the formation. The proposed method is based on the Mohr Coulomb criterion for homogeneous and isotropic formations and the criterion of Jaeger and Cook (1979) for laminated anisotropic media. It constitutes a robust tool that calculates the collapse pressure in highly complex configurations, contributing thus to prevent waste of time and money by more accurately considering the actual behavior of laminated formations. The method includes: the deduction of the direction cosine equation, the proposal of an objective function, the construction of a collapse pressure profile, and the sensitivity analysis of the collapse pressure with colored rosettes. A real case was selected to implement the proposed method.Dada la complejidad presentada cuando se modelan formaciones heterogéneas y anisotrópicas por lo general se opta por omitir tal condición, asumiendo que el pozo en las zonas de interés está rodeado de un medio homogéneo e isotrópico. El objetivo principal de este artículo es presentar una metodología que muestra el error que se puede llegar a cometer cuando la condición de homogeneidad e isotropía no se cumple a la hora de determinar la presión de colapso, en una formación que contiene planos de debilidad. Aunque la literatura presenta algunos estudios, no propone una metodología clara para determinar la presión de colapso en un pozo, teniendo en cuenta las propiedades mecánicas de los planos de debilidad contenidos en la formación. La metodología propuesta está basada en el criterio de Mohr Coulomb para formaciones homogéneas e isotrópicas, y en el criterio de Jaeger y Cook (1979) para medios anisotrópicos laminados, y constituye una herramienta robusta que permite calcular las presiones de colapso en formaciones altamente complejas, contribuyendo así a evitar pérdidas de tiempo y dinero al considerar de manera más precisa el comportamiento real de formaciones laminadas. La metodología incluye: la deducción de las ecuaciones de los cosenos directores, el planteamiento de una función objetivo, la construcción de un perfil de presiones de colapso y el análisis de sensibilidad de la presión de colapso mediante rosetas de colores. Para la aplicación de la metodología propuesta, se seleccionó un caso real.
