Obtención de los Parámetros de Modelamiento Termo-Elastoplástico de Formaciones de Crudo Pesado

Abstract

Los yacimientos de crudo pesado están sometidos a cambios en temperatura durante los procesos de recobro térmico. Los aumentos de temperatura y esfuerzo efectivo que se presentan durante estas operaciones pueden generar cambios en el comportamiento mecánico del yacimiento y las formaciones circundantes, tales como la capa sello. Con el fin de entender el comportamiento de este tipo de yacimientos durante procesos de recobro térmico, se analizaron doce (12) pruebas de compresión triaxial, la cuales fueron realizadas a diferentes condiciones de confinamiento y temperatura. El análisis de estas pruebas incluye la variación de las propiedades mecánicas en la región elástica y en la región plástica. A partir de este análisis, se evidencia una clara influencia de la temperatura y el esfuerzo efecto de confinamiento en el comportamiento mecánico del material tanto en la región elástica, como en la región plástica. Finalmente se realiza un modelamiento del comportamiento esfuerzo – deformación de este material utilizando dos (2) modelos constitutivos, Mohr – Coulomb y Cam Clay Modificado, con los cuales se identifica las falencias de los mismos para representar el comportamiento dilatante/contractivo del material, lo que hace necesario utilizar modelos constitutivos más avanzados, que permitan modelar fenómenos complejos y la dependencia de los parámetros de estado tanto con presión como con temperatura.

Abstract: Heavy oil reservoirs are subjected to changes in temperature during thermal recovery processes. Increases in temperature and effective stress during these operations can generate changes in the mechanical behavior of the reservoir and the surrounding formations, such as the cap rock. In order to understand the behavior of this type of reservoirs during thermal recovery processes, twelve (12) triaxial compression tests were analyzed. These tests were conducted under different confinement and temperature conditions. The analysis of these tests includes the variation of the mechanical properties in the elastic and plastic region. From this analysis, it is evidenced a clear influence of the temperature and the stress confinement on the mechanical behavior of the rock in both the elastic region and the plastic region. Finally, the stress - strain behavior of this material is represented using two (2) constitutive models, Mohr - Coulomb and Modified Cam Clay. From this modelling, it is possible to identified the failures of these constitutive models to represent the volumetric behavior of the material , which makes it necessary to use more advanced constitutive models that allow to modeling complex phenomena and the dependence of state parameters with both pressure and temperature.