Cap01-Introduccion
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INTRODUCCION
GEOMECANICA
DISCIPLINA QUE ESTUDIA ELCOMPORTAMIENTO DE LOSMATERIALES GEOLOGICOSANTE CAMPOS DE ESFUERZOSY CAMBIOS EN EL AMBIENTEFISICO
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ROCASAGREGADOS DE CRISTALES Y PARTICULAS
AMORFAS LIGADOS POR MATERIALES
CEMENTANTES.
PRESENTAN GRIETAS O FRACTURAS A
DIFERENTES ESCALAS
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AGLOMERADO RELATIVAMENTE SUELTO
COMPUESTO DE MINERALES, MATERIAL
ORGANICO Y SEDIMENTOS QUE SE
ENCUENTRAN SOBRE LA ROCA MADRE
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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
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GEOMECANICA
MECANICA DE ROCASMECANICA DE SUELOSMECANICA DE FLUIDOSTERMODINAMICAGEOLOGIA, GEOFISICAJUICIO INGENIERIL
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MECANICA DE ROCAS Y DE SUELOS ESTUDIAPRINCIPALMENTE
Comportamiento σσσσ====- εεεε
Resistencia mecánica
Análisis teórico de situaciones específicas
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DIFERENCIA CONCEPTUAL PARA ANALISIS DE ROCAS Y SUELOS
ROCASMicromecánica
Mecánica de medioscontínuos
Discontinuidades /Interfaces (grietas, fallas).Mecánica de fracturas
Micromecánica
Mecánica de medioscontínuos
SUELOS
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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)
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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)
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H
EN LA DECADA DE LOS 60SE COMIENZA A UTILIZARLA GEOMECANICA EN LASACTIVIDADES PETROLERAS,FRACTURAMIENTO HIDRAULICO,ESTABILIDAD DE HOYOS, COMPACTACION Y SUBSIDENCIA.(GEOMECANICA PETROLERA)
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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
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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 )
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FECHAS HISTORICAS IMPORTANTES
SIGLO XX ~1920 TERZAGUI Esfuerzos efectivos
(comienzo como disciplina formal)
~1940 BIOT. Poroelasticidad
~1950 KING HUBBERTFracturamiento hidráulico
GEERTSMAGeomecánica petrolera
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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
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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)
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EL COMPORTAMIENTO DEPENDE DE LA HISTORIA DE ESFUERZOS YCONDICIONES AMBIENTALES(MEMORIA GEOLOGICA)
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LOS MATERIALES GEOLOGICOS SON DIFERENTES EN CADA LOCALIDAD. EXISTEN VARIACIONESAREALES Y VERTICALES QUE DEBENSER TOMADAS EN CUENTA EN LACARACTERIZACION GEOMECANICA
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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)
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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
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SISTEMAS DE PARTICULAS
GAS
LIQUIDO
SOLIDO
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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)
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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
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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
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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
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ETAPAS DE UN ANALISIS GEOMECANICO
ELABORAR CORRELACIONES NUCLEO-PERFIL
USAR METODOS ANALITICOS O NUMERICOSCON LOS PARAMETROS OBTENIDOS PARA PREDECIR COMPORTAMIENTO
USAR JUICIO INGENIERIL
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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
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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
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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
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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)
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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)
![Page 31: Cap01-Introduccion](https://reader031.fdocuments.mx/reader031/viewer/2022020417/563dbb17550346aa9aaa3357/html5/thumbnails/31.jpg)
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