Esfuerzo Tangencial en las paredes de un pozo

Esfuerzo Tangencial en las paredes de un pozo

de Miguel Jardel -
Número de respuestas: 3

Estimado Hernán:

Le hago la siguiente consulta.

En el cuadernillo (material teórico) del módulo, en la página 24 dice textual:

“La situación se torna peligrosa cuando existe una diferencia acentuada de magnitud entre los esfuerzos que actúan sobre las paredes de un pozo. Esto genera altos valores de σ´ϴ en la dirección de σhmin y bajos valores de σ´ϴ en la dirección de σHMAX ".

Cuando intento ver esta conclusión en el 1er esquema de esfuerzos de la página 24, donde se compara los cocientes σHMAX/ σhmin = 1 y σHMAX/ σhmin = 1.4, no logro apreciar que el esfuerzo tangencial  σ´ϴ sea mayor en la dirección del σhmin, ya que se aclara que pasa de 2 σ´hmin a 1.6 σ´hmin en la dirección del σhmin , o sea que aumentó el cociente (diferencia entre esfuerzos) y disminuyó el esfuerzo tangencial en la dirección de σhmin. Del mismo modo, en el esquema inferior (Casos de Alta Anisotropía), cuando el cociente es  σ´HMAX/ σ´hmin = 3 (en vez de 2), hay más diferencia de magnitud de los esfuerzos, como plantea el texto (Situación se torna peligrosa), y en vez de aumentar el esfuerzo tangencial σ´ϴ en la dirección del σhmin, se ve que aumenta en la dirección del σHMAX, ya que ahí dice σ´ϴ ~ 8 σhmin, señalando con una flecha la dirección del σHMAX en vez de la del σhmin.

Luego de ver ambas gráficas de esa página, estoy viendo lo contrario, “el esfuerzo tangencial aumenta en la dirección del esfuerzo máximo horizontal cuando aumenta la diferencia entre los esfuerzos (cociente mayor)”.

Disculpe si no he sido claro en la nomenclatura pero he tratado de reproducir lo que dice el texto.

Le agradezco si me puede guiar de algún modo.

Muchas gracias,

Miguel


En respuesta a Miguel Jardel

Re: Esfuerzo Tangencial en las paredes de un pozo

de Orlando Saguan -
Me pasa exactamente lo mismo que Miguel Jardel. No puedo lograr entender el grafico de la pagina 24.
En respuesta a Orlando Saguan

Re: Esfuerzo Tangencial en las paredes de un pozo

de Hernán Lanza Castelli -
Orlando: Antes que nada pedir disculpas, pero por un problema en la plataforma no me llegaron algunas preguntas a tiempo.
Me parece que tu duda, al igual que la de Miguel, pasa por distinguir entre ruptura por tensión (que genera fracturas inducidas), y ruptura por compresión (que genera ruptura por cizalla y origina problemas de estabilidad de las rocas en un pozo).
Cuando aumenta la diferencia entre los esfuerzos Horizontales Máximo y Mínimo, aumenta el Esfuerzo Tangencial en la dirección del Esfuerzo Horizontal Mínimo (esfuerzos "compresivos" que generan ruptura por cizalla), mientras que en la dirección del Esfuerzo Horizontal Máximo, la roca está en tensión pero con bajos valores.
Una de las soluciones para mitigar esta situación es aumentar la densidad del lodo de perforación, lo que hace disminuir el esfuerzo tangencial. Pero si la densidad del lodo es demasiado alta se pueden generar fracturas inducidas por "tensión", en la dirección del Esfuerzo Horizontal Máximo.
En respuesta a Miguel Jardel

Re: Esfuerzo Tangencial en las paredes de un pozo

de Hernán Lanza Castelli -
Buenas tardes Orlando:
Los gráficos de la página 24 muestran cómo varía el esfuerzo efectivo tangencial cuando aumenta la diferencia entre los esfuerzos efectivos máximo y mínimo.
En el primer gráfico los esfuerzos máximo y mínimo son de igual magnitud, o sea que existe un solo esfuerzo horizontal alrededor de los 360° del pozo. Esto ocurre en cuencas relajadas tectónicamente. Según las ecuaciones de Kirsch el esfuerzo efectivo tangencial va a ser constante en las paredes de pozo, con un valor igual a dos veces el esfuerzo horizontal (σ´θ = 2σ´h).
En los 3 gráficos siguientes, al existir un fuerza tectónica, se genera un esfuerzo máximo y otro mínimo alrededor del pozo (en planos principales a 90°), por lo que dependiendo de la diferencia de magnitud entre ambos, y tomando en cuenta las ecuaciones de Kirsch, el Esfuerzo Tangencial Máximo va a ser = 3*σ´HMax-σ´hmin , mientras que el Esfuerzo Tangencial Mínimo será = 3*σ´hmin-σ´HMax.
Gráfico 2: la relación es σ´HMax/σ´hmin = 1.4 (o sea que si σ´hmin=1, σ´HMax=1.4), y Esfuerzo Tangencial Máximo = 3.2 y el Esfuerzo Tangencial Mínimo = 1.6.
Gráfico 3: la relación es σ´HMax/σ´hmin = 2.0 (o sea que si σ´hmin=1, σ´HMax=2.0), y Esfuerzo Tangencial Máximo = 5.0 y el Esfuerzo Tangencial Mínimo = 1.0.
Gráfico 4: la relación es σ´HMax/σ´hmin = 3.0 (o sea que si σ´hmin=1, σ´HMax=3.0), y Esfuerzo Tangencial Máximo = 8.0 y el Esfuerzo Tangencial Mínimo = 0.

Espero se entienda la explicación.
Saludos
Hernán