CT&F Ciencia, Tecnología & Futuro (Jan 2009)
METHODOLOGY TO CALCULATE THE FRACTURE GRADIENT IN A TECTONICALLY ACTIVE ZONE: AN APPLICATION IN COLOMBIAN FOOTHILLS
Abstract
Fracture gradient estimates are fundamental to predict the pressure required to hydraulically fracture a formation. The main objective of this work is to propose a new methodology to calculate a fracture gradient value based on the application of two new different methods: Pseudo-Overburden Stress Method and Effective Stress Method. These new methods were obtained by modifying and improving two approaches proposed in the literature, putting them in a logic and systematic order, making possible their application to onshore wells, incorporating a new function to calculate calibration constants with the less associated uncertainty, and broadening their scope of application to involve formations at depths different from the initial calibration depths by including a new sub-process. Furthermore, they involve input field parameters: fracture gradient, vertical stress and pore pressure, which describe the geomechanical conditions of the formation. This methodology is validated in the Mirador Superior and Barco formations in Colombian Foothills. Results are compared to values obtained from MinifracTM field data. Application of this methodology allows prediction of reliable fracture gradient values.Estimaciones del gradiente de fractura son fundamentales en la predicción de la presión requerida para fracturar una formación hidráulicamente. El principal objetivo de este trabajo consiste en proponer una nueva metodología para calcular un valor de gradiente de fractura basado en la aplicación de dos nuevos y diferentes métodos: Pseudo-Overburden Stress Method y Effective Stress Method. Estos nuevos métodos fueron obtenidos modificando y mejorando dos métodos propuestos en la literatura, acondicionándolos en un orden lógico y sistemático, haciendo posible su aplicación a pozos onshore, incorporando una nueva función para calcular constantes de calibración con la menor incertidumbre asociada, y ampliando su campo de aplicación para involucrar formaciones a profundidades diferentes a las de la calibración inicial al incluir un nuevo subproceso. Adicionalmente, estos métodos incorporan parámetros de entrada como gradiente de fractura, esfuerzo vertical y presión de poro, los cuales describen las condiciones geomecánicas de la formación. Esta metodología es validada en las formaciones Mirador Superior y Barco en el Piedemonte Colombiano. Los resultados de esta metodología son comparados con los valores de obtenidos de pruebas MinifracTM. La aplicación de esta metodología permite la predicción de valores confiables de gradiente de fractura.Estimações do gradiente de fratura são fundamentais na predição da pressão requerida para fraturar uma formação hidraulicamente. O principal objetivo deste trabalho consiste em propor uma nova metodologia para calcular um valor de gradiente de fratura baseado na aplicação de dois novos e diferentes métodos: Pseudo-Overburden Stress Method e Effective Stress Method. Estes novos métodos foram obtidos modificando e melhorando dois métodos propostos na literatura, acondicionando-os em uma ordem lógica e sistemática, fazendo possível a sua aplicação a poços onshore, incorporando uma nova função para calcular constantes de calibração com a menor incerteza associada, e ampliando o seu campo de aplicação para envolver formações a profundidades diferentes às da calibração inicial ao incluir um novo sub-processo. Adicionalmente, estes métodos incorporam parâmetros de entrada como gradiente de fratura, esforço vertical e pressão de poro, os quais descrevem as condições geomecânicas da formação. Esta metodologia é validada nas formações Mirador Superior e Barco no Pé de Montanha Colombiano. Os resultados desta metodologia são comparados com os valores de obtidos de provas MinifracTM. A aplicação desta metodologia permite a predição de valores confiáveis de gradiente de fratura.
