Geomecánica aplicada en la evaluación de integridad de yacimiento y roca sello asociado a proyectos de inyección de agua

Abstract

Los procesos de inyección de agua, pueden inducir alteraciones significativas en el tensor de esfuerzos y la presión de poro, con implicaciones directas en la integridad geomecánica de la formación y la estabilidad de fallas preexistentes. Este estudio evalúa comparativamente dicha respuesta mediante un esquema de acoplamiento unidireccional (OWC-One way coupling) y bidireccional (TWC- Two way coupling) entre un simulador de flujo y un modelo geomecánico elastoplástico tridimensional. Se analizaron tres escenarios de inyección: un pozo vertical, un pozo horizontal, y un arreglo lineal de 6 inyectores horizontales. Los resultados de la evolución espacio-temporal de la presión y los cambios inducidos en el campo de esfuerzos se utilizaron para evaluar la integridad del yacimiento y roca sello, y la sensibilidad a la reactivación de fallas. A condiciones iniciales, el sistema mostró una estabilidad general. Los parámetros de integridad (valor de yield) y sensibilidad de fallas (tendencia al deslizamiento) indicaron buenas condiciones tanto en el yacimiento como en la roca sello, aunque las fallas orientadas entre 320° y 350° mostraron mayor sensibilidad. A condiciones finales, los resultados numéricos revelaron que el tipo de acoplamiento tuvo un impacto fundamental en la predicción del comportamiento geomecánico del subsuelo. A diferencia del OWC, donde los cambios geomecánicos fueron mínimos, el acoplamiento bidireccional (TWC) capturó una interacción más realista y dinámica. Esto se manifestó en las actualizaciones de permeabilidad, donde el TWC mostró incrementos pronunciados, especialmente en las fallas, facilitando una mayor propagación de la presión y, por ende, mayores cambios en los esfuerzos. Sin embargo, estos cambios no fueron lo suficientemente fuertes para llevar el sistema (matriz y discontinuidades) a condiciones críticas. Los escenarios de inyección propuestos mostraron un bajo riesgo de falla por corte o tensión en la roca intacta, y todas las fallas se mantuvieron estables.