Estimación de pérdidas de lodo a través de fracturas mediante modelamiento matemático y su validación mediante un modelo físico

Abstract

Las pérdidas de fluido pueden ocurrir a través de formaciones fracturadas o en zonas permeables, especialmente cuando hay bajas presiones. Este evento incrementa los tiempos no productivos en operaciones de perforación, lo que aumenta los costos. Lo anterior genera la necesidad de entender la interacción entre el fluido de perforación y las fracturas presentes en la formación. Para ello, se propone una metodología que tiene dos enfoques, uno numérico basado en modelos reológicos y balance de la ecuación de movimiento, y uno físico basado en la teoría de escalado. Para el modelo numérico se plantean las ecuaciones que permiten calcular el perfil de velocidad en función de las propiedades del fluido y geometría de fractura. Para el modelo físico se toman muestras de roca reales, se construye la fractura con un ancho y geometría controlada, a través del cual se hace circular un lodo, cuyas propiedades fueron escaladas y determinadas en laboratorio. Los resultados del modelo físico y numérico fueron comparados para diferentes reologías y anchos de fractura, concluyendo que el modelo matemático sí representa el fenómeno de pérdidas especialmente para bajas viscosidades. Para altas viscosidades es necesario corregir por rugosidad, aun así, el resultado muestra una tendencia similar, confirmando que reproduce el fenómeno.