Pruebas de ultrasonido en recortes de perforación como método alternativo para estimar módulos elásticos a usar en el diseño de etapas de fracturamiento hidráulico

Abstract

En la industria del petróleo las evaluaciones mecánicas de las formaciones geológicas de interés se realizan convencionalmente a partir de información obtenida a través de registros de pozo y de pruebas de laboratorio realizadas sobre núcleos; sin embargo, en los últimos años la utilización de recortes de perforación como método alternativo de caracterización se ha incrementado debido principalmente a la inestabilidad química y mecánica que presentan algunas litologías como los shales, los cuales limitan en cierta medida la extracción de núcleos y la realización de registros. La evaluación de algunas propiedades y parámetros mecánicos en los recortes de perforación es posible gracias a la implementación de nuevas técnicas que han sido desarrolladas en las últimas décadas, dentro de las cuales destacan adaptaciones realizadas a las pruebas de ultrasonido, con las que sus autores han logrado medir la velocidad de propagación de las ondas a través de recortes, siendo posible mediante correlaciones matemáticas estimar los módulos elásticos; sin embargo, los buenos resultados obtenidos con estas adaptaciones se registran con recortes cuyo espesor es mayor a 2.5 mm, lo que hace que el tamaño sea una gran limitación a la hora de querer evaluar litologías como los shales, de los cuales se obtienen generalmente recortes con espesores inferiores a 1mm. Buscando afrontar dicho inconveniente, se presenta en este trabajo una nueva técnica conformada por una celda de compactación integrada con un sistema de ultrasonido, adaptación que permite medir simultáneamente la velocidad de propagación de las ondas a través de varios recortes de perforación, esto sin importar su tamaño, logrando de esta forma estimar los módulos elásticos necesarios en el diseño de las etapas