Generación de un modelo computacional de pozo en 3d para establecer el estado de esfuerzos y deformaciones mediante la técnica de elementos finitos

Abstract

Los procesos de producción y perforación de un pozo pueden verse comprometidos debido a al estado de tensiones y esfuerzos presentes, que en la mayoría de los casos puede conducir a la inestabilidad en el mismo. Teniendo en cuenta las condiciones y características del pozo que se desea analizar, es posible crear un modelo que reproduzca el estado geomecánico orientado a posibilitar la reducción de la incertidumbre cuando se perfora. Para ello, en este trabajo se utiliza un software basado en el método de elementos finitos como herramienta de diseño y construcción de un modelo computacional, el cual permite el análisis de esfuerzos y de tensiones. Para el diseño de este modelo se planteó una metodología que permite dirigir el proceso de delimitación del problema según sea el objetivo del estudio y a su vez, se expusieron dos flujos de trabajo que permiten la construcción y simulación de dicho modelo tomando como base el nivel de interacción con el usuario final. Como soporte teórico, el modelo planteado se soporta en poroelasticidad usando la relación propuesta por Drucker Praguer y ajustando sus variables (conocida como Modelo de Drucker Prager extendido). Este soporte permitió realizar una comparación cualitativa entre lo que un modelo elástico general puede ofrecer frente a un modelo que logra incluir fluidos en los poros. A su vez, se logra mejorar la construcción del modelo usando el criterio de construcción axisimétrico basado en la distribución de propiedades. Como resultado se consigue obtener un perfil de presión de poro, de esfuerzos y de deformaciones que claramente no es viable de obtener mediante el modelo elástico planteado.