Recuperación Primaria. Compactación de roca (PARTE II)

El material suprayacente fue idealizado considerando un comportamiento elástico lineal y se evalúa la incidencia que tiene la rigidez de este material sobre la compactación en el yacimiento, a través del cambio de volumen poroso, y sobre el asentamiento en superficie derivado por el proceso de extracción del fluido. En esta parte se varió el modulo de elasticidad y se mantuvo fijo los demás parámetros establecidos en el modelo de referencia. Los resultados se muestran en la Tabla 3. Se determinan curvas de desplazamientos verticales (Figura 2) en función del modulo de elasticidad para puntos significativos en el sistema, a saber: un punto en la superficie que coincide con el eje de simetría, en la parte superior del yacimiento donde se intercepta con el eje de simetría y el punto donde aparece el máximo desplazamiento vertical que, en general, fue localizado por encima del yacimiento a una distancia aproximada de 30 metros.

Resultados de desplazamientos máximos en puntos del modelo ubicados la superficie que coincide con el eje de simetría, en la parte superior del yacimiento donde se intercepta con el eje de simetría y el punto donde aparece el máximo desplazamiento vertical. Volúmenes porosos.

Los resultados obtenidos indican que a medida que la rigidez del material suprayacente aumenta, decrecen los valores de desplazamientos en el modelo. Al comparar los máximos desplazamientos para los módulos de elasticidad desde 0.25 GPa hasta 10 Gpa, se puede apreciar que estos decrecen a casi el 20 %. Esta tendencia es menos pronunciada para los desplazamientos en la parte superior del yacimiento y en la superficie del modelo cuyo descenso llegan al 42 y 35 % respectivamente del desplazamiento correspondiente al valor de E = 10 GPa. Se observa que esta caída es más fuerte para los primeros valores de E (entre 0.25 y 3 GPa), pero en la medida que el material se hace más rígido los resultados muestran una tendencia asintótica. En cuanto al cambio de volumen poroso, éste presenta una tendencia similar a la de los desplazamientos. Para el valor de E más bajo, el cambio de volumen poroso fue de 41.71 m3/m disminuyendo a 18.29 m3/m para el modulo de elasticidad más alto. Esto representa una reducción de aproximadamente el 56.2%, la mayor parte de ella se da para valores de E menores a 3 GPa.
Cuando se tienen materiales más rígidos adyacentes al yacimiento, estos causan disminuciones significativas en el cambio de volumen poroso. Esta disminución es debida a la baja compactación que se produce en el suelo así como a la disminución de la deformación lateral del yacimiento inducida por el empuje del material ubicado a los lados del yacimiento como lo indica las imágenes de deformaciones en la siguiente:

Contornos de deformaciones obtenidos para los distintos valores de modulo de elasticidad. La deformación horizontal se incrementa con la disminución de E.

Cuando se uso el modulo de elasticidad de 10 GPa, no ocurrió incremento del tamaño de la superficie de fluencia para ningún punto dentro del yacimiento a diferencia de lo observado para E = 0.25 GPa. Los materiales suprayacentes más rígidos, debido al efecto arco, impiden que se desarrollen mayores deformaciones, especialmente, deformaciones plásticas. Los materiales blandos por encima del yacimiento producen ellos incrementos en la deformación plástica dentro del yacimiento lo cual conlleva al incremento del cambio de volumen poroso.

Conclusiones

A continuación se presentan las conclusiones derivadas de las simulaciones realizadas para analizar la incidencia del modulo de elasticidad del medio suprayacente sobre los asentamientos en superficie y sobre la compactación en el yacimiento, cuyo comportamiento fue caracterizado por medio de un modelo elastoplástico Cam-Clay.

· Los resultados de desplazamientos obtenidos para los distintos valores de modulo de elasticidad del material suprayacente indican que a medida que este parámetro aumenta la subsidencia causada por el proceso de extracción del fluido disminuye.

· A partir de valores de módulos de elasticidad mayores a 3 GPa, los resultados de desplazamientos en superficie muestran una tendencia asintótica lo cual indica que la subsidencia para estos valores de E se hace constante.
· El cambio de volumen poroso también disminuye cuando aumenta el valor del modulo de elasticidad debido a la baja compactación que se produce en l capa ubicada por encima del yacimiento así como a la disminución de la deformación del yacimiento inducida por el empuje del material ubicado a los lados de éste.
· El máximo desplazamiento se ubico por encima del yacimiento a una distancia aproximada de 30 metros. Por la tanto, los procesos que permiten medir la subsidencia deberían colocar las balas o los marcadores radioactivos dentro y por encima del yacimiento.
· Los materiales por encima del yacimiento con módulos de elasticidad bajo producen aumentos en la deformación plástica dentro del yacimiento, esto hace que se incremente los valores de cambio del volumen poroso.
· El desplazamiento máximo obtenido considerando el yacimiento elastoplástico es un 18 % mayor que el desplazamiento máximo cuando se considero el comportamiento del yacimiento completamente elástico. El cambio de volumen poroso en el primer caso fue un 20 % mayor al obtenido en el segundo caso.

SIMULACION GEOMECÁNICA APLICADO
AL ESTUDIO DE LA COMPACTACIÓN
Russ Quintero, Stéphanie Klarica & Florez Julio
Facultad de Ingeniería, Universidad de Los Andes
Mérida, Venezuela

http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/klarica/Publicaciones/GMC2003.pdf