INTRODUCCION

GEOMECANICA

DISCIPLINA QUE ESTUDIA ELCOMPORTAMIENTO DE LOSMATERIALES GEOLOGICOSANTE CAMPOS DE ESFUERZOSY CAMBIOS EN EL AMBIENTEFISICO

ROCASAGREGADOS DE CRISTALES Y PARTICULAS

AMORFAS LIGADOS POR MATERIALES

CEMENTANTES.

PRESENTAN GRIETAS O FRACTURAS A

DIFERENTES ESCALAS

AGLOMERADO RELATIVAMENTE SUELTO

COMPUESTO DE MINERALES, MATERIAL

ORGANICO Y SEDIMENTOS QUE SE

ENCUENTRAN SOBRE LA ROCA MADRE

LA DIFERENCIA ENTRE ROCAS Y SUELOS

A VECES NO ES MUY CLARA. SIN EMBARGO,

LOS METODOS DE ANALISIS SON DIFERENTES

AREA GRIS SUELO DURO Vs

ROCA BLANDA

GEOMECANICA

MECANICA DE ROCASMECANICA DE SUELOSMECANICA DE FLUIDOSTERMODINAMICAGEOLOGIA, GEOFISICAJUICIO INGENIERIL

MECANICA DE ROCAS Y DE SUELOS ESTUDIAPRINCIPALMENTE

Comportamiento σσσσ====- εεεε

Resistencia mecánica

Análisis teórico de situaciones específicas

DIFERENCIA CONCEPTUAL PARA ANALISIS DE ROCAS Y SUELOS

ROCASMicromecánica

Mecánica de medioscontínuos

Discontinuidades /Interfaces (grietas, fallas).Mecánica de fracturas

Micromecánica

Mecánica de medioscontínuos

SUELOS

HISTORIA DE LA GEOMECANICA

LA GEOMECANICA TIENE SU ORIGEN EN LA INGENIERIACIVIL, PRINCIPALMENTE EN ELUSO DE SUELOS Y ROCAS COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIONPOSTERIORMENTE SE USA ENOBRAS CIVILES TALES COMOTUNELES DE VIALIDAD, FUNDACIONES, (GEOMECANICA CIVIL)

LUEGO SE UTILIZO LA GEOMECANICAPARA FINES MINEROS, EN LACONSTRUCCION DE TUNELES EN MINERIA SUBTERRANEA Y ESTABILIDAD DE TALUDESEN MINERIA A CIELO ABIERTO, POR EJEMPLO(GEOMECANICA MINERA)

H

EN LA DECADA DE LOS 60SE COMIENZA A UTILIZARLA GEOMECANICA EN LASACTIVIDADES PETROLERAS,FRACTURAMIENTO HIDRAULICO,ESTABILIDAD DE HOYOS, COMPACTACION Y SUBSIDENCIA.(GEOMECANICA PETROLERA)

FECHAS HISTORICAS IMPORTANTES

~ 5000 AC MINAS EN CHINAS

~3000 AC PRESAS DE ROCA EN INDIA

~1000 AC TEMPLOS EGIPCIOS Y

GRIEGOS (VIGAS PLANAS)

~ 500 AC CONSTRUCCIONES ROMANAS

CON ARCOS

FECHAS HISTORICAS IMPORTANTES

SIGLO III DOMOS Y CONTRAFUERTE

SIGLO XVIII LEY DE DARCY (FLUJO)

LEY DE COULOMB (FRICCION)

SIGLO XIX REVOLUCION INDUSTRIAL

(MINAS DE CARBON )

FECHAS HISTORICAS IMPORTANTES

SIGLO XX ~1920 TERZAGUI Esfuerzos efectivos

(comienzo como disciplina formal)

~1940 BIOT. Poroelasticidad

~1950 KING HUBBERTFracturamiento hidráulico

GEERTSMAGeomecánica petrolera

LA GEOMECANICA PETROLERA COMIENZA HACIA FINALES DE LOS AÑOS 1950, PERONO ADQUIERE IMPORTANCIA HASTA LA

DECADA DE LOS 1970-1980

PRIMERA CONFERENCIA SPE-ISRM - 1992

CARACTERISTICAS ESPECIALES DELOS MATERIALES GEOLOGICOS

TODOS LOS PROBLEMAS SON ESPECIFICOS

NO POSEEN UNA RELACIÓN σσσσ====- εεεεUNICA Y LINEAL, YA QUE ESTA DEPENDE DE LOS ESFUERZOS, LA TEMPERATURA Y EL TIEMPO(REARREGLO DE GRANOS, NUCLEACIÓN DE MICRO- GRIETAS)

EL COMPORTAMIENTO DEPENDE DE LA HISTORIA DE ESFUERZOS YCONDICIONES AMBIENTALES(MEMORIA GEOLOGICA)

LOS MATERIALES GEOLOGICOS SON DIFERENTES EN CADA LOCALIDAD. EXISTEN VARIACIONESAREALES Y VERTICALES QUE DEBENSER TOMADAS EN CUENTA EN LACARACTERIZACION GEOMECANICA

EN LA MAYORIA DE LOS CASOS, LA ZONA DE INTERES SE ENCUENTRA AGRAN PROFUNDIDAD Y SOLO PUEDE

SER EVALUADA CON BASE EN PEQUEÑAS MUESTRAS

(METODOS DIRECTOS, DISCRETOS)O POR TRAMOS MEDIANTE REGISTROS

(METODOS INDIRECTOS)

LOS MATERIALES GEOLOGICOS SONMUY SENSIBLES A LAS PERTURBACIONES

POR LAS OPERACIONES DE MUESTREOY POR LO TANTO, EL COMPORTAMIENTO

EN LABORATORIO PUDIERA NO SERREPRESENTATIVO DEL COMPORTAMIENTO

IN-SITU

SISTEMAS DE PARTICULAS

GAS

LIQUIDO

SOLIDO

SISTEMAS DE PARTICULASLOS SUELOS SON AGREGADOS DE PARTICULASCON ESPACIOS POROSOS LLENOS DE FLUIDOS(LIQUIDOS Y/O GAS)

LA FASE SOLIDA ES EL ESQUELETO MINERALCOMPUESTO POR LAS PARTICULAS.LA DEFORMACION ESTA CONTROLADA POR LA INTERACCION ENTRE PARTICULAS INDIVIDUALES(DEFORMACION DE LAS PARTICULAS Y MOVIMIENTO RELATIVO DE LAS MISMAS)

LOS FLUIDOS PUEDEN MOVERSE ENTRE LOSPOROS INTERACTUANDO CON EL ESQUELETOMINERAL, DE MANERA FISICA Y QUIMICA

ESTO AFECTA LA MAGNITUD DE LASFUERZAS DEL CONTACTO ENTRE PARTICULAS, INFLUENCIANDO LA RESISTENCIA Y DEFORMACION DEL MATERIAL GEOLOGICO

FFFF

KU

FFFF X

SISTEMA REALPartículas + Fluido

a presión

SISTEMA ANALOGICOResorte + Fluido

a presión

EL RESORTE TOMA PARTE DE LA CARGA, MIENTRASQUE EL FLUIDO TOMA EL RESTO

FUERZA

TIEMPO

Resorte

fluido

ETAPAS DE UN ANALISIS GEOMECANICO

TOMAR NUCLEO GEOLOGICO

REALIZAR ENSAYOS GEOMECANICOSEN EL LABORATORIO CON MUESTRASDEL NUCLEO

ELABORAR MODELO SOBRE EL COMPORTAMIENTO ESFUERZO-DEFORMACION Y LA RESISTENCIA MECANICA

HACER PRUEBAS DE CAMPO

TOMAR REGISTROS ESPECIALES

ETAPAS DE UN ANALISIS GEOMECANICO

ELABORAR CORRELACIONES NUCLEO-PERFIL

USAR METODOS ANALITICOS O NUMERICOSCON LOS PARAMETROS OBTENIDOS PARA PREDECIR COMPORTAMIENTO

USAR JUICIO INGENIERIL

APLICACIONES DE LA GEOMECANICA EN LA INDUSTRIA PETROLERA

PERFORACION (PESO DE LODOS, ITERACCION ROCA MECHA)

OPTIMIZACION DE CAÑONEO,COMPLETACION A HOYO DESNUDO

ARENAMIENTO DE POZOS

FRACTURAMIENTO HIDRAULICO

COMPACTACION Y SUBSIDENCIA

ESTABILIDAD DE POZOS HORIZONTALES

PROBLEMAS DE PRODUCTIVIDAD

EXPERIENCIA MUNDIAL

TODAS LAS MULTINACIONALES TIENEN UNGRUPO DE GEOMECANICA PARA ATACARPROBLEMAS ESPECIALES TALES COMO:

ARENAMIENTOFRACTURAMIENTO HIDRAULICOESTABILIDAD DE HOYOSCOMPACTACION

COMPAÑIAS DE SERVICIO INVESTIGAN ENEL AREA DE GEOMECANICA

APLICACIONES IMPORTANTES

Alaska Fracturamiento hidráulicoMar del Norte Subsidencia - ArenamientoMar Adriático ArenamientoGolfo de Mexico ArenamientoSur de Texas Pozos HorizontalesHolanda ArenamientoColombia Estabilidad de hoyos / Arenamiento

PROYECTOS DE INVESTIGACION A TRAVESDE CONSORCIOS

EXPERIENCIA EN VENEZUELA

Estudio de compactación y subsidencia Costa Orientaldel Lago de Maracaibo (Shell)

Desarrollo de yacimientos en calizas fracturadas del cretaceo en el Lago de Maracaibo (Maraven-Shell)

Compactación y subsidencia en la faja petrolífera delOrinoco (Meneven-Intevep)

Arenamiento de pozos en el norte de Monagas(Corpoven-Lagoven)

Fracturas hidráulicas en el Lago de Maracaibo(Lagoven)

Arenamiento de pozos en el Lago de Maracaibo (Maraven)

Diseño geomecánico de pozos horizontales en el Lago de Maracaibo (Maraven-Intevep)

Diseño de pozos no convencionales y multilateralesen yacimientos fracturados

Análisis de estabilidad de hoyos en lutitas sobrepresurizadas.

Diseño geomecánico de pozos SAGD en arenasno consolidadas (crudos pesados)

Estabilidad de hoyos con perforación en balance ybajo balance