Geomecánica

Geomecánica (del griego γεός, es decir, prefijo geo- que significa "tierra"; y " mecánica") es el estudio del estado mecánico de la corteza terrestre y los procesos que ocurren en ella bajo la influencia de factores físicos naturales. Implica el estudio de la mecánica del suelo y de las rocas.

Fondo

Las dos disciplinas principales de la geomecánica son la mecánica de suelos y la mecánica de rocas. El primero trata del comportamiento del suelo desde una escala pequeña hasta una escala de deslizamientos de tierra. Este último trata cuestiones de geociencias relacionadas con la caracterización del macizo rocoso y la mecánica del macizo rocoso, aplicadas a problemas de petróleo, minería e ingeniería civil, como estabilidad de pozos, diseño de túneles, rotura de rocas, estabilidad de taludes, cimientos y perforación de rocas.

Muchos aspectos de la geomecánica se superponen con partes de la ingeniería geotécnica, la ingeniería geológica y la ingeniería geológica. Los desarrollos modernos se relacionan con la sismología, la mecánica continua, la mecánica discontinua, los fenómenos de transporte, los métodos numéricos, etc.

Geomecánica de yacimientos

En la industria petrolera la geomecánica se utiliza para:

• predecir presión poro
• establecer la integridad de la roca cap
• evaluar las propiedades del embalse
• determinar el estrés rocoso in situ
• evaluar la estabilidad del pozobore
• calcular la trayectoria óptima del agujero
• predecir y controlar la ocurrencia de arena en el pozo
• analizar la validez de la perforación en la depresión
• caracterizar embalses fracturados
• aumentar la eficiencia del desarrollo de embalses fracturados
• evaluar la estabilidad de las fracturas hidráulicas
• evaluar el efecto de la inyección de líquido y vapor en el embalse
• analizar la subida superficial
• evaluar la deformación y el colapso en cascada

Para poner en práctica las capacidades geomecánicas mencionadas anteriormente, es necesario crear un Modelo Geomecánico de la Tierra (GEM) que consta de seis componentes clave que pueden calcularse y estimarse utilizando datos de campo:

• Estreso vertical, δv (a menudo llamado presión geoestática o estrés sobrecargado)
• Máxima tensión horizontal, δHmax
• Estreso horizontal mínimo, δHmin
• Orientación al estrés
• Presión poro, Pp
• Propiedades elásticas y resistencia a la roca: Modulo de Young, ratio de Poisson, ángulo de fricción, UCS (fuerza compresiva no confinada) y TSTR (fuerza de gran alcance)

Los ingenieros geotécnicos se basan en diversas técnicas para obtener datos confiables para modelos geomecánicos. Estas técnicas incluyen pruebas de extracción de núcleos y núcleos, datos sísmicos y análisis de registros, métodos de prueba de pozos, como análisis de presión transitoria y pruebas de tensión de fracturación hidráulica, y métodos geofísicos como la emisión acústica.

Fuentes adicionales

• Jaeger, Cook y Zimmerman (2008). Fundamentos de Mecánica Rock. Blackwell Publishing. ISBN 9780632057597.{{cite book}}: CS1 maint: múltiples nombres: lista de autores (link)