Método de determinación de la tensión máxima en un pozo perforado en un yacimiento

• Main Authors: SEGURA SERRA, José María, ALVARELLOS IGLESIAS, José, IBANEZ MARTINEZ, Enric, MOOKANAHALLIPATNA RAMASESHA, Lakshmikantha, DIAZ AGUADO, Almudena, DUENAS DIEZ, Marta
• Format: Patent
• Language: Spanish
• Published: 10.06.2021
• Subjects: EARTH DRILLING; EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; FIXED CONSTRUCTIONS; MINING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR ASLURRY OF MINERALS FROM WELLS

Método implementado por ordenador de determinación de la tensión máxima σmax en un punto de una trayectoria **(Ver fórmula)**que describe un pozo perforado en un yacimiento que comprende regiones de derrumbe, donde dicho método comprende las etapas de: a) generar un modelo computacional geomecánico en un dominio que comprende la trayectoria**(Ver fórmula)** del pozo perforado, al menos incorporando datos de roca y sus propiedades mecánicas, y donde dicho modelo computacional geomecánico también comprende: 1. la medida del diámetro D del pozo, 2. la medida del valor del cáliper C(t) medido en al menos una zona de derrumbe y, 3. una función preestablecida de la tensión mínima σmí(t) ; b) generar, un modelo computacional fluídico en el mismo dominio al menos incorporando datos de la densidad γ(z) del fluido de perforación utilizado en cada cota de profundidad vertical z(t) desde la superficie del yacimiento durante la perforación del pozo donde dicho modelo computacional fluídico modeliza la roca como un medio poroso y comprende la presión de poro Pp en dicho medio poroso; c) para un determinado punto de la trayectoria del pozo **(Ver fórmula)** con región de daño por derrumbe en la pared de dicho pozo, determinar: 4. la cota z(to) de profundidad vertical medida desde la superficie del yacimiento y, 5. la sección S de configuración circular correspondiente a una sección del pozo transversal a la trayectoria **(Ver fórmula)** en t=to, sección con la configuración que corresponde a si no hubiese habido derrumbe y en la que se quiere determinar la tensión máxima σmax(to); d) predeterminar una expresión de una función para la tensión máxima**(Ver fórmula)** donde par1 es el conjunto de parámetros de la función a determinar; e) preestablecer unos valores iniciales para los parámetros par1; f) definir la función error entre el cáliper medido C(to) y el cáliper calculado Cc(to) como **(Ver fórmula)** para una norma ||·|| preestablecida, donde el cáliper calculado Cc(to) depende de σmax(t,par1) y por lo tanto del conjunto de parámetros par1; g) determinar un área de derrumbe, según la sección transversal en t=to, bajo la hipótesis de que el área de derrumbe está delimitada por una sección elíptica que determina con los extremos de la elipse en sus semiejes mayores el valor del cáliper calculado Cc(to) de acuerdo a las siguientes sub-etapas: 6. determinar la presión de fluido de perforación utilizado caso de haberlo, la presión del poro Pp, la tensión máxima σmax dada por la expresión de σ(t,par1), la tensión mínima σmin y las propiedades mecánicas de la roca en la sección S a partir del modelo computacional geomecánico en el punto de la trayectoria **(Ver fórmula)**; 7. determinar el estado tensional σ(θ) de la roca en la periferia de la sección S de la perforación al menos en función de los datos de la etapa anterior donde: i. σ es el valor escalar de la tensión equivalente, ii. θ el ángulo respecto de un sistema de ejes situados en la sección S de la perforación, centrados en el centro de dicha sección S y con una orientación en el plano que contiene la sección S tal que σ(θ=0)=σmín y σ(θ=π/2)=σmáx; 8. determinar el ángulo de derrumbe θbr como el ángulo centrado en θ=π/2 y que abarca el arco de la peri-feria de la sección s donde la tensión σ(θ) es mayor que la tensión máxima admisible de la roca; 9. definir la familia de elipses de excentricidad ε, contenidas en el plano de la sección S, tal que: iii. la elipse que corresponde al valor de excentricidad ε=1, donde la excentricidad está definida por el cociente entre el valor del semieje menor entre el semieje mayor, es la circunferencia establecida por la sección S circular del pozo; y, iv. la intersección entre la elipse y la sección S circular del pozo se establece al menos en los puntos π/2+θbr/2 y π/2-θbr/2 así como en sus simétricos -π/2+θbr/2 y -π/2-θbr/2 respectivamente; 10. definir un factor de seguridad **(Ver fórmula)** The present invention relates to a method of determining maximum stress in a well drilled in a reservoir, primarily a hydrocarbon reservoir, where there is at least one zone. Collapse regions are produced while drilling a well because the material of the wall of the well exceeds its maximum allowable stress, the material fractures and falls off, leaving a cavity. The caliper of the damaged zone can be measured by means of devices such as touch probes that extend radially until coming into contact with the physical wall of the well. Of all the variables referring to the state of stress of the rock, maximum allowable stress is not measurable, and it is a variable which is, despite being of enormous interest when designing operating plans in a hydrocarbon reservoir, very difficult to determine, and only methods that estimate the value thereof are known. The claimed method determines the maximum allowable stress based on the caliper measurements and other variables which in fact are determinable.