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Title Análisis del comportamiento dúctil de la granodiorita observado en operaciones de estimulación y fracturamiento ácido
Authors Javier Ballinas Navarro, Dominic Ángel Becerra Serrato y Víctor Manuel Monrroy Mar
Year 2017
Conference Mexican Geothermal Congress
Keywords Estimulación ácida, fracturamiento, ductilidad, permeabilidad, Domo San Pedro. Acid stimulation, fracturing, ductility, permeability, San Pedro Dome.
Abstract Se ha observado un muy especial comportamiento geomecánico de la granodiorita en procesos de estimulaciones y fracturamientos ácidos. En algunas ocasiones el comportamiento definitivamente dúctil de esta roca no ha mostrado claramente la etapa de rompimiento de formación en una fractura hidráulica. Esto se debe a que la ductilidad es una propiedad que permite que, bajo la acción de una presión dinámica, las rocas puedan deformarse ostensiblemente sin romperse. Sin embargo, el proceso de invasión de fluido estimulante a una distancia definida por diseño no resulta afectado, y la inducción de conductividad está más en función del gasto de inyección en operación, con manifestación o no de ruptura en la roca. Se analiza este comportamiento dúctil ante la inyección de sistemas ácidos en un amplio rango de gastos de inyección y se infieren las consecuencias en la respuesta y comportamiento productivo de las formaciones estimuladas. Por las condiciones litológicas de la granodiorita, el ácido pivote para su tratamiento es el HF (ácido fluorhídrico), pero no siempre debe usarse a la misma concentración, situación que depende de varios factores particulares del sistema pozo/formación. Se detalla la necesidad de efectuar estas operaciones con divergencia en el caso de tratar más de 15 a 20 metros de espesor, frecuentemente a condiciones de agujero abierto, para alcanzar más área de contacto entre los fluidos estimulantes y la cara de las formaciones intervenidas, tomando en cuenta también su ductilidad. Se puntualiza la importancia de considerar las fluctuaciones en las características químicas de las rocas en función de modificaciones geológico-estructurales (inductoras de anisotropías litológicas) y la circulación de soluciones hidrotermales, que en determinado momento pueden afectar directamente la compatibilidad roca/fluido estimulante diseñado, en conjunto con la posible presencia de fallas de cizallamiento en las formaciones de interés. Se presentan ejemplos de operaciones de estimulación/fractura en el campo geotérmico del Domo San Pedro, Nay., y sus resultados obtenidos, puntualizando el comportamiento dúctil de la roca granodiorita. There has been a very special geomechanical behavior of granodiorites in stimulations and acid fracturing operations. The definitively ductile behavior of this rock, sometimes has not clearly shown the formation-breaking stage in a hydraulic fracture. This is because, under a dynamic pressure, ductility is a property that allows the rock deformation without breaking. However, the invasion process of the stimulant fluid at a design-defined penetration is not affected and the induced conductivity is a function of the injection rate in the operation, with or without rock breaking. The ductile behavior is analyzed during injection of acid systems within a wide range of injection rates and are inferred the consequences in the production performance of the stimulated formations. Due to the lithological conditions of granodiorites, the pivot acid system is HF (hydrofluoric acid), but not always can be used at the same concentration because it depends on various specific factors of the well/formation system. The need of this operations with divergence is detailed in the case of treating more than 15-20 meters of thick, often under open-hole conditions, in order to reach more contact area between the stimulation fluids and the intervened face formations, also considering its ductility. It is pointed out the importance of considering the variations of chemical characteristics of the rocks in terms of geological-structural modifications (inducing lithological anisotropy) and the circulation of hydrothermal fluids, which at some moment may directly affect the designed rock/stimulant fluid compatibility, together with the possible presence of shear faults within the interest formations. Some examples of operations of stimulations/fracture in the Domo San Pedro geothermal field, Nay., México, are presented, and their steam production results, pointing the ductile behavior of granodiorites.
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