Desarrollo de un modelo predictivo para la recuperación de daño geomecánico en sistemas naturalmente fracturados

Abstract

El desarrollo económico de los yacimientos naturalmente fracturados depende del entendimiento de su productividad el cual continúa siendo un desafío para la industria de petróleo y gas. Estos sistemas son altamente sensibles a esfuerzo y deformación, causando daño de formación debido a una reducción en la permeabilidad por el cierre de fracturas naturales, como consecuencia de cambios en el estado de esfuerzos cuando la presión de yacimiento declina bajo condiciones de producción de fluidos. En esta investigación se desarrolla un modelo para predecir la apertura de fracturas a través de inyección de fluidos en un sistema naturalmente fracturado, por medio de un modelo numérico acoplado de flujo de fluidos de doble porosidad – doble permeabilidad y deformación geomecánica. El modelo geomecánico usa el concepto de equivalente continuo, el cual considera las propiedades de deformación de la matriz y las fracturas. El modelo de Bandis et al. (1983) es usado para el modelamiento de la deformación y apertura de fracturas sometidas a cambios de esfuerzos normales. Un análisis de sensibilidad es realizado con la variación de los principales factores que afectan la apertura de fracturas ante cambios en el estado de esfuerzos efectivos. El dimensionamiento de la apertura de fracturas naturales podrá ayudar en la identificación de potenciales técnicas para mantener la conductividad de estos sistemas durante la etapa de producción de fluidos Palabras clave: Yacimientos naturalmente fracturados, apertura de fracturas, matriz, fracturas, equivalente continuo, estado de esfuerzos efectivos, deformación.

Abstract: The economic development of naturally fractured reservoirs are related with their productivity which continues to be a challenge for the oil and gas industry. These types of systems are highly stress-strain sensitive, causing formation damage due permeability reduction by the natural fracture closure, as a result of change in state of stress when reservoir pressure declines under fluid production condition. A model to predict the opening of fractures through the injection of fluids in a naturally fractured system is developed, through a coupled numerical model of dual porosity-- dual permeability fluid flow and geomechanical deformation. Geomechanical part uses the equivalent continuum concept, which the deformation properties of both matrix and fractures are considered. Bandis et al. approach is used for modeling the fractures deformation and opening caused by changes in the effective stress. A sensitivity analysis is performed with the variation if the main factors that affect the fracture opening. The measurement of the fractures opening will help to identify some potential techniques to keep natural fractures conductivity during the fluid production stages. Keywords: Naturally fractured reservoirs, fracture opening, matrix, fractures, state of stress, permeability, fractures, state of effective stress, equivalent continuume.