Predicción de la probabilidad de fracturamiento utilizando métodos estáticos sobre superficies geológicas irregulares

LIKERMAN JEREMIAS; CRISTALLINI ERNESTO

San Juan

Congreso; XV Reunión de Tectónica; 2012

Universidad Nacional de San Juan y la Comisión de Tectónica (ComTec) de la Asociación Geológica Argentina

El estudio de curvatura en superficies geológicas plegadas ha sido materia de análisis por numerosos autores (Lisle, 1992, 1994; Lisle and Robinson, 1996; Stewart and Podolski, 1998; Roberts, 2001). Se ha utilizado el análisis de curvatura para la descripción de la geometría de los bancos (Lisle and Robinson, 1996; Bergbauer and Pollard, 2003; Lisle and Fernández Martínez, 2005; Lisle and Toimil, 2007; Mynatt et al., 2007), para cuantificar el grado de deformación en capas (Wynn and Stewart, 2003) y para predecir la orientación del fracturamiento y su intensidad (Murray, 1968; Coward et al., 1989; Lisle, 1994; Ericsson et al., 1998; Stewart and Podolski, 1998; Fischer and Wilkerson, 2000). Últimamente la industria petrolera se ha comenzado focalizar en encontrar y desarrollar yacimientos nuevos que no estén dentro del marco de los yacimientos convencionales. De los yacimientos no convencionales con mayor desarrollo se encuentran los que se caracterizan por no poseer buena porosidad y permeabilidad primaria, pero sí zonas fracturadas con buenas condiciones de porosidad y permeabilidad secundarias. Asimismo, los yacimientos denominados shale-oil y shale-gas buscan extraer el hidrocarburo directo desde la roca madre produciendo un fracturamiento artificial en sectores favorables para ello (sweet-spots). A partir de este interés, se han realizado números esfuerzos para poder predecir y visualizar zonas que posean estas características. Uno de los análisis más recurrentes y efectivos a la hora de poder localizar zonas de mayor fracturamiento es el del estudio de curvatura. Varios autores concuerdan en que el análisis de curvatura es una herramienta válida para la predicción de deformación (e.j., Lisle, 1994; Wynn & Stewart, 2003). Aplicando sobre superficies plegadas determinados algoritmos de cálculo es posible evaluar de manera indirecta la probabilidad de fracturamiento. Los algoritmos que se basan en la geometría actual de la capa plegada y no en la evolución del plegamiento, se denominan “estáticos”, y tienen la ventaja de ser de aplicación rápida, arrojando resultados altamente confiables. El objetivo de este trabajo es el de incorporar un nuevo método de cálculo de curvatura. Dicho método fue pensado desde una perspectiva distinta a la puramente matemática y geométrica ya conocidas. El enfoque propuesto para este nuevo método de cálculo de curvatura radica en la diferenciación y comparación de la superficie deformada con una “original” no deformada. Se parte de la consideración de que un plano es una superficie no deformada y se la toma como la geometría inicial desde donde partió la superficie estudiada para luego ser deformada. Tomando lo anterior como punto de partida de la metodología, lo que se compara entonces, es cuanto se diferencia un plano de la superficie deformada. Además se busca determinar cuáles son las direcciones de mayor deformación en cada punto de la superficie a estudiar para luego poder estimar zonas con mayor o menor probabilidad de fracturamiento y cuál podría ser la dirección probable de dicho fracturamiento. Con el fin de comprobar la potencia del método desarrollado se realizaron una serie de modelos análogos. Un sistema para estudiar la evolución de la deformación con diferentes geometrías fue diseñado. Sobre una malla para copiar geometrías se dispusieron capas de arcilla y yeso para registrar la generación de fracturas a medida que la deformación progresaba. Se registró la evolución con fotografías y escaneos 3D de la topografía en etapas sucesivas. La superficie final del modelo fue grillada y computada con el algoritmo desarrollado. En la Figura 1a se muestra el cálculo realizado para distinguir entre zonas con curvatura positiva (antiformas) y curvatura negativa (sinformas). Se destaca la concentración de zonas con curvatura positiva en la cresta del pliegue así como una alta intensidad en la nariz del mismo. Además se comparó el resultado obtenido con las curvaturas calculadas por el algoritmo de Curvatura Gaussiana y se observó una muy buena correlación. Por último se obtuvieron las direcciones de las fracturas para la misma superficie y se observó una muy buena correlación con las fracturas generadas en los modelos análogos (Figura 1b).