Sample records for FRACTURACION HIDRAULICA (hydraulic fracturing)
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EFECTO DE LOS PARÁMETROS GEOMECÁNICOS EN EL FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO DE YACIMIENTOS DE HIDROCARBUROS SENSIBLES A ESFUERZOS/ EFFECT OF THE GEOMECHANICAL PARAMETERS ON THE HYDRAULIC FRACTURING OF STRESS-SENSITIVE HYDROCARBON RESERVOIRS

NARANJO A., ABEL; SOTO J., CARLOS M.
2007-11-01

Resumen en español La teoría sobre el proceso de fracturamiento hidráulico indica que se requiere acoplar el comportamiento de la roca y el comportamiento del fluido para un modelamiento exitoso del tratamiento. En el presente trabajo se analizan los efectos de las propiedades geomecánicas en el fracturamiento hidráulico para yacimientos de hidrocarburos sensibles a esfuerzos. Se desarrolla un software para simular el fracturamiento hidráulico en tres dimensiones en diferencias finitas (mas) , que acopla el flujo de fluidos y la deformación geomecánica de la roca. El modelo considera dos dominios físicos diferentes, el yacimiento o dominio interno, donde ocurre flujo de fluidos y deformación geomecánica, y los alrededores o dominio externo, donde sólo ocurre deformación geomecánica. Los criterios de falla implementados son: El criterio de falla por tensión y el criterio de falla por cizalladura de Mohr-Coulomb. Para estudiar el efecto de los diferentes parámetros geomecánicos se utiliza el método de análisis factorial. Los resultados resaltan el efecto de la Razón de Poison y la interacción Razón de Poison - Compresibilidad Total por su influencia en la generación de la fractura hidráulica en el rango de datos utilizados. También se ilustran posibles efectos en la geometría de fractura en tres dimensiones, lo que no es posible con simuladores comerciales. Resumen en inglés In order to build a successful model of the hydraulic fracturing treatment, the theory suggests that it is necessary to couple the behavior of the rock with the behavior of the fluid. This article analyzes the effect of the Geomechanical properties on the hydraulic fracturing of stress-sensitive hydrocarbon reservoirs. A numerical simulator was developed to simulate the hydraulic fracturing in three dimensions using a finite differences approach, and coupling the flow of (mas) fluids and the Geomechanical deformation of the rock. The model considers two different physical domains, the reservoir or inner domain in which occurs flow of fluids and Geomechanical deformation and; the surroundings which are the outer domain where occurs only Geomechanical deformation. The faulting criteria that were implemented are: Criterion by tension and the Mohr Coulomb's shear criteria. In order to study the effect of the different Geomechanical parameters the factorial analysis method is used. The results highlight the effect of the Poisson ratio and the interaction between the Poisson ratio and the Total Compressibility, due to their influence in the hydraulic fracture for the range of the used data. The results also illustrate possible effects on the geometry of fracture in three dimensions, what is not possible with commercial simulators.

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Análisis numérico acoplado de los desplazamientos verticales y generación de fracturas por extracción de agua subterránea en las proximidades de la Ciudad de México

Aguilar-Pérez, L. Antonio; Ortega-Guerrero, M. Adrián; Lugo-Hubp, José; Ortiz-Zamora, Dalia del C
2006-01-01

Resumen en español Se presenta un análisis numérico acoplado de las ecuaciones de flujo de agua subterránea y geomecánica, para evaluar la deformación vertical del terreno asociada a la extracción de agua subterránea en escenarios de acuífero libre y acuífero confinado; en este último se analizan adicionalmentelas condiciones deformación de fracturas hidrodinámicas. En la parte numérica, se obtuvo la solución analítica de una integral que permite obtener los esfuerzos y despl (mas) azamientos que se generarían por la extracción de agua subterránea. La zona de estudio se ubica al NE de la Ciudad de México, en la región comprendida por el cono volcánico del Pleistoceno, conocido como el Peñón del Marqués, y sus alrededores, donde se encuentra el acuitardo lacustre sobre el cual se ubica la Ciudad de México. Tanto en el acuífero volcánico como en el acuitardo, se identificaron la distribución y características de diferentes fracturas que empezaron a formarse aproximadamente 1.5 a 2 décadas después de iniciarse la operación de un sistema de nueve pozos (Sistema Peñón). Los datos históricos de elevación del terreno, volúmenes de extracción y propiedades hidráulicas y geomecánicas se incorporaron al modelo numérico para realizar un análisis de sensibilidad y obtener la distribución de los parámetros que mejor reproducen la deformación vertical del terreno. Los resultados muestran que la extracción del Sistema Peñón, con un promedio de 527 L/s, ha causado una disminución de la carga hidráulica hasta de 35 metros en casi 40 años, dando lugar a una variación en la elevación del terreno superior a los seis metros para el acuífero confinado y de ocho metros para el no confinado. Los parámetros más sensibles a la deformación vertical fueron, en orden de importancia, el coeficiente de consolidación (Cv), la transmisividad (T) y el módulo de rigidez al corte (G), mientras que la conductividad hidráulica del acuífero confinado (K) es el más sensible a los tiempos críticos de fracturamiento. Los caudales críticos de extracción en el acuífero, de 420 L/s a 470 L/s, se sobrepasaron desde el inicio de la operación del Sistema Peñón, causando la falla mecánica de los materiales del subsuelo para condiciones de confinamiento. Se determinó también que es imposible ajustar la deformación con un solo conjunto de valores hidráulicos y geomecánicos; necesariamente se tienen que considerar dos conjuntos de valores, uno para el periodo 1960-1984 y otro para 1985-1998. Las simulaciones sugieren que, de continuarse con los actuales caudales de bombeo, la deformación total vertical del terreno será cercana a los diez metros para el año 2025. Resumen en inglés An integrated numerical analysis of the groundwater flow and geomechanical equations for land subsidence due to groundwater extraction is presented for unconfined and confined pyroclastic aquifer scenarios; in the last case, a hydrodynamic fracturing analysis is additionally conducted. An analytical solution for one of the integrals was developed and incorporated into the numerical model to analyze the stress distribution and displacements due to groundwater extraction. A (mas) study area with problems of land subsidence and fracturing was selected for the analysis; this area is located in the northeastern part of Mexico City, and comprises a Pleistocene volcanic cone, known as the Peñón El Marqués, and surrounding former lacustrine plains, where Mexico City is built. In this area, the distribution and physical characteristics of fractures were identified in both, the unconfined and confined aquifer. Most of these fractures formed about 1.5 to 2 decades after a well field of nine wells started operation (Peñón well field). Historical evolution of land elevation, volumes of groundwater extraction, and hydraulic and geomechanical parameters were incorporated into the numerical model for a sensitivity analysis to get the best fit between observed and modeled results. Results show that an average of 527 L/s groundwater extraction in the well system, for about 40 years, have lead to a drawdown of 35 m in the hydraulic head of the pyroclastic aquifer, causing a land subsidence of six meters in the confined aquifer area and of eight meters in the unconfined aquifer area. The more sensitive parameters to land subsidence, in order of importance, were the consolidation coefficient (Cv), the transmisivity (T) and the shear modulus (G), whereas the hydraulic conductivity (K) of the confined aquifer was the more sensitive parameter for the critical time estimation for fracturing. Obtained results indicate that the critical pumping rate in the volcanic aquifer, between 420 L/s and 470 L/s, was exceeded since the begining of the well field operation, which caused the mechanical failure of the underground materials for confining conditions. We also found that the vertical ground deformation with time cannot be reproduced in the numerical simulations with one set of parameters; two sets of parameters were needed to obtain a best fit, one for the 1960-1984 period, and another one for the 1985-1998. Numerical simulations predict a total land subsidence of ten meters by the year 2025, two additional meters for the confined aquifer and four additional meters for the unconfined aquifer.

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Seawater intrusion in complex geological environments

Carrera, Jesús; Sánchez Vila, Xavier; Abarca, Elena
2007-01-01

Digital.CSIC (Spain)

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Present-day stress field in the Gibraltar Arc (western Mediterranean)

Fernández-Ibáñez, F.; Soto, J. I.; Zoback, M. D.; Morales, J.
2007-08-01

Digital.CSIC (Spain)

5

Metodología para la modelación hidrogeológica de medios fracturados

Carrera Ramírez, Jesús; Medina Sierra, Agustín; Martínez Landa, Lurdes
2006-01-01

Digital.CSIC (Spain)

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Litología y Génesis de los depósitos del Cenozoico tardío del Bajo del Durazno, provincia de La Pampa, Argentina/ Lithology and Genesis of Late Cenozoic Deposits of Bajo Del Durazno, La Pampa Province, Argentina

Mehl, Adriana E.; Zárate, Marcelo A.
2007-12-01

Resumen en español El objetivo general del presente trabajo es analizar la litología y litofacies de los depósitos sedimentarios del Cenozoico tardío aflorantes en el Bajo del Durazno (65°10'- 65°30'O y 36°33'- 36°45'S, provincia de la Pampa) con la finalidad de inferir la génesis de estos sedimentos y comprender la historia geológica de la depresión. El Bajo, excavado en una planicie estructural conformada por depósitos de la Formación Cerro Azul (Mioceno tardío), forma parte (mas) de uno de los Valles Transversales del centro-este pampeano. En el sector oeste y austral se identificaron tres sistemas de elevaciones principales (I, II, III) y el piso del Bajo. Los depósitos sedimentarios analizados en los sistemas de elevaciones I, II y III forman una asociación de facies fluvial constituida por gravas clasto soportadas con estratificación entrecruzada planar (litofacies Gp) y estratificación tangencial (litofacies Gt), gravas macizas (litofacies Gcm), gravas matriz soportadas macizas (litofacies Gmm), arenas limosas con clastos de carbonato dispersos (litofacies Sm1) y limos arenosos macizos (litofacies Fm2). En el piso de Bajo los depósitos sedimentarios están dominados por limos arenosos macizos con estructura secundaria de fracturamiento en bloques angulares y nódulos de carbonato de calcio (litofacies Fm1), representativa de ambientes de tipo palustre. Su génesis se vincularía con procesos de decantación en áreas deprimidas y distales. Los afloramientos de esta última litofacies, situados a mayor altura topográfica, indicarían que el cuerpo de agua de tipo palustre habría tenido dimensiones variables. Los depósitos analizados apoyan sobre la Formación Cerro Azul. Tanto las sucesiones sedimentarias de las elevaciones (génesis fluvial) como las del piso del Bajo (génesis palustre) y la planicie estructural están cubiertas por un manto de arenas asignado al Pleistoceno tardío-Holoceno, correlacionable con la Formación Meaucó. La evolución del Bajo reproduce en una escala local la dinámica de un sistema de piedemonte, con sistemas de elevaciones de diferente altura relativa resultantes de ciclos de degradación-agradación. Los períodos de agradación, según sugieren los depósitos analizados, habrían estado vinculados con la acción de corrientes efímeras de baja sinuosidad de tipo entrelazado que transportaron sedimentos gravosos, arenosos y limosos desde los depósitos perimetrales del Bajo, producto del retroceso erosivo de los mismos. Resumen en inglés Bajo del Durazno (65°10' - 65°30'O y 36°33' - 36°45'S, Loventué Departament, Figs. 1 and 2) is a transitional landscape area between two major phisiographic subregions: Subregion of Hills and Meadows (Subregión de las Colinas y Lomas) and Subregion of Plateaux and Valleys (Subregión de las Mesetas y Valles,) which dominate the central-northeastern and middle-eastern part of La Pampa Province (INTA, 1980). At present Bajo del Durazno is a closed drainage system form (mas) ing a minor geomorphic unit within a regional longitudinal depression, which together with several other depressions run across an extensive structural plain. These longitudinal depressions are known as Valles transversales (Calmels, 1996). This paper reports the sedimentary characteristics of the deposits outcropping in the western part of Bajo del Durazno (Fig. 1). A lithofacies analysis approach was followed to describe and interpret the sedimentary processes involved in the accumulation of the sediments, the environment and the source area of the deposits. The general purpose is to shed light on the geological evolution of the depression. Bajo del Durazno is excavated in reddish brown sandy silts capped by a calcrete crust (Cerro Azul Formation, late Miocene) which outcrop along the southern and western margin of the depression (Figs.3 and 4). The deposits of Bajo del Durazno were studied in three main elevation systems of the western sector and the depression floor (Mehl y Zárate, 2006). The deposits outcropping in the three elevations system (I, II y III) comprise a fluvial facies association composed of clast supported gravels with planar crossbedded (lithofacies Gp); gravel with tangential crossbedded (lithofacies Gt); massive gravels (lithofacies Gcm); massive matrix supported gravels (lithofacies Gmm); silty sands with dispersed carbonate clasts (lithofacies Sm1); and massive sandy silts (lithofacies Fm2). The deposits are believed to be accumulated by ephemeral fluvial streams transporting fine sediments (suspended load) as well as bed loads (gravel and coarse sands). The variations of sedimentary structures in gravel lithofacies (Figs. 5 and 6) would reflect changes in flow hydraulic conditions. In the depression floor, the deposit consists of massive sandy silts with angular blocky fracturing and carbonate nodules (lithofacies Fm1), representing paludal- like environments (Fig. 10). The outcrops of lithofacies Fm1 located at higher topographic positions suggest a larger extension of the water body (paludal environment) prior to the accumulation of deposits in elevation system III and after the accumulation of deposits in elevation system II. Chronologically, the studied deposits are younger than the late Miocene represented by the Cerro Azul Formation and older than the eolian cover of the Meaucó Formation (Late Pleistocene-Holocene). The relative ages attributed to the sediments are based on their geomorphological location with the oldest cropping out in system elevation I and the youngest at the present floor of the depression. Geomorphologically the studied area of Bajo del Durazno reproduces a piedmont system at a local spatial scale. The elevation systems represent different piedmont levels (Mehl and Zárate, 2006), corresponding to a Bajada environment located between the flank pediments developed on the margin and the playa area (depression floor) (Fig. 11). The sediments of this bajada were deposited by ephemeral low sinuosity braided flows. These streams eroded the crust and sandy silts including carbonate nodules of the Cerro Azul Formation transporting the material from the surrounding tertiary outcrops to lower topographic positions within Bajo del Durazno (Mehl and Zárate, 2006).

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Evolución petrotectónica del distrito minero Cerro Áspero y modelo de emplazamiento de los depósitos wolframíferos, Córdoba/ Petrotectonic evolution of the Cerro Aspero mining district and emplacement model of the wolframiferous deposits, Córdoba

Mutti, D.; González Chiozza, S.
2005-03-01

Resumen en español La geología relacionada con la intrusión granítica Cerro Áspero expone en el faldeo oriental de la sierra de Comechingones, mineralización metalífera diseminada y en brechas hidráulicas, conectada genéticamente a un grupo minero integrado por un sistema de enjambres de venas, vetas y mantos cuarzosos con direcciones NNO, ONO y N. La comarca presenta polimetamorfismo y al menos, dos eventos de cizallamiento simple (D3 y D4) y estructuras penetrativas (S2, S3 y S4) (mas) que se desarrollaron desde el Pampeano hasta el Famatiniano inclusive, favoreciendo la intrusión anorogénica del batolito Cerro Áspero a partir del Devónico tardío. Como consecuencia del evento magmático fueron reactivadas las estructuras, movilizando fluidos hidrotermales por las anisotropías del terreno y debajo de un nivel de anfibolitas macizo que actuó como una barrera impermeable. La acción de un esfuerzo máximo s1 (330º) contribuyó al desarrollo del sistema mineralizado siguiendo el patrón de fracturamiento del modelo de Riedel y propició la construcción del lineamiento mineral principal en una faja de cizalla simple dextral de posición 285º (S5). El fluido magmático - hidrotermal evolucionó mediante numerosos pulsos de ruptura y apertura de las inhomogeneidades rocosas, con sellado de cavidades por mecanismos de cierre con fracturamiento y relleno y disolución por presión. Estos mecanismos precipitaron sílice con hábito fibroso y reconcentraron elementos metálicos bajo un régimen de tracción y presión de fluido de poro estimada en 195 MPa. La edad de la mineralización de uno de sus estadios fue determinada en 343,8 ± 10,8 Ma, mediante una datación K/Ar en muscovita. Resumen en inglés Metalliferous mineralization, disseminated and in hydraulic breccias, in connection with a mining group composed of three swarm systems of quartz veinlets, veins and sills striking NNW, WNW and N, is exposed in the geological setting related to the Cerro Aspero granitic intrusion located in the eastern part of the Sierra de Comechingones. The region was affected by polimetamorphism during the Pampean and Famatinian cycles. At least two events of simple shearing (D3 and D4 (mas) ) and penetrative structures (S2, S3 and S4) were developed, favouring the anorogenic intrusion of Cerro Aspero batholith since late Devonian. This magmatic event was followed by a reactivation of deformation structures and circulation of hydrothermal fluids through rocks underlying a massive amphibolite level belonging to La Aguada formation, which mainly acted as an impermeable barrier in the area. A maximum stress s1 directed 330º promoted the development of mineralized systems following the fracturing pattern of Riedel's model, and also the development of a principal mineralized path related to a simple dextral shear belt, 285º in direction (S5). During the evolution of the magmatic-hydrothermal system, a high number of stages of fracturing and opening along rocks were registered, with sealing of cavities by mechanism of crack seal and pressure dissolution. By these mechanisms, fibrous habit silica was precipitated and metallic elements were concentrated, under a traction regime and a pore fluid pressure estimated in 195 MPa. The age of one of the mineralizing stages was determined in 343,8 ± 10,8 Ma through K/Ar dating in muscovite.

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