Análisis del comportamiento mecánico del sistema formación – cemento – tubería en pozos petroleros utilizando el método de elementos finitos

Abstract

El presente trabajo está basado en la implementación del Método de Elementos Finitos para un análisis de los esfuerzos que suelen presentarse en el sistema formación–cemento–tubería de pozos petroleros. Se demostró que con la implementación de esta técnica numérica se pueden obtener resultados que se ajustan aceptablemente a las características mecánicas esperadas y con precisión adecuada para modelos de secciones transversales de pozos en los que se consideran diferentes cargas estáticas. El estudio está basó en la construcción de modelos en los cuales se varían el tipo de carga aplicada, con la aplicación de los esfuerzos in situ, esfuerzo horizontal máximo y esfuerzo horizontal mínimo con diferentes distribuciones en la superficie del cemento. Además establecer el comportamiento de los esfuerzos cuando se varia una propiedad fundamental de los materiales como es el modulo de elasticidad o modulo de Young. Los resultados demuestran que los valores máximos de esfuerzos se encuentran en el casing y que en líneas generales, si el cemento posee un modulo de Young mayor, el cemento tiene la propiedad de soportar mayores esfuerzos y los esfuerzos presentes en el casing se hacen menores. En cuanto a los valores de desplazamiento no son significativos como para generar una deformación apreciable en la estructura.