1. Elemente de mecanica rocilorStudiul zcmintelor de hidrocarburi (reservoir engineering) face azi apel la numeroase tehnici perfecionate n achiziia de date i n simularea numeric. Exploatarea zcmintelor implic o interdependen strns ntre tehnicile de zcmnt, (cele care privesc forajul i echiparea completarea sondelor) i tehnicile de suprafa necesare la colectarea i tratarea hidrocarburilor nainte de transportul acestora.Un zcmnt este format dintr-un rezervor de roci subteran (sau mai multe), care conine hidrocarburi lichide i/sau gazoase, de origine sedimentar n marea majoritate a cazurilor. Roca rezervor este poros permeabil, i este mrginit de bariere impermeabile.Fazele studiului de zcmnt n exploatare sunt: studii de evaluare de ordin metodologic; operaii materiale de ordin tehnologic: foraj de sonde, teste de producie, echipamente de producie, colectare, tratament i transport de petrol brut.

1.1. Geologia i geofizica de zcmnt modelul geologicZcmntul este o formaiune din subsol, poros-permeabil, care nchide o acumulare natural, individual i separat, de hidrocarburi (petrol i/sau gaze), limitat de o barier de roci impermeabile i adesea de un acvifer, i este caracterizat printr-un sistem de presiune natural unic (este subdivizat nstrate, nivele sau uniti individualizate litologic sau tectonic).Imaginea unui zcmnt este definit n momentul n care formele, limitele, arhitectura intern (eterogeneitile), repartiia i volumele de fluide coninute de zcmnt vor fi cunoscute. n figura 1.2 sunt indicai diferiii parametrii fundamentali necesari la elaborarea imaginii unui zcmnt. Tehnicile folosite sunt regrupate sub denumirea de geologie petrolier i geofizic de antier i fac apel n principal la analiza direct i indirect a informaiilor obinute din sonde: analiza direct (de laborator): msurtori pe carote; analize PVT ale fluidelor recoltate; analize indirecte: diagrafii (logging) nregistrate n timpul forajului eventual n exploatare.Pentru completarea imaginii zcmntului sunt indispensabile i alte metode:seismica d forma zcmntului, faliile, variaiile de facies i limitele fluidelor;sedimentologia care dup carote, probele de sit i carotaje (diagrafii) vor defini natura depozitului, extinderea sa, eterogeneitile probabile; msurtorilechimice compoziia mineralogic, procentul de materie organic, familia de hidrocarburi; tectonica sau microtectonica detaliaz fracturile pornind de lacarote, studiile globale de suprafa, fotografii aeriene sau din satelit; datele de producie obinute la teste pentru stabilirea debitelor, interferenei ntre sonde, calcule de transmisivitate prin debit sau prin refacerea presiunii, temperatura, natura i densitatea fluidelor la nivelul formaiunii, repartiia presiunilor, eterogeneitile (fracturi, limite prin falii sau ecrane litologice).Acest model geologic este folosit pentru: calculul rezervei de fluide coninute; deciderea implantrii de sonde, de unde rezult un ajutor fundamental pentru dezvoltare; furnizarea elementelor statice care introduse n modelele de simulare permit previzionareaproduciei i prevederea modului de exploatare cel mai bine adaptat.n figura 1.3 se prezint schema general a unui studiu pe un zcmnt:

1.2. Proprietile fizico-mecanice ale rocilor traversate prin forajRocile care formeaz scoara terestr sunt agregate naturale mono sau polimineralecaracterizate prin compoziie chimic, mineralogic, structur i textur.Sunt trei categorii mari de roci n raport cu modul de formare: roci eruptive (prinrcirea magmei); roci sedimentare prin transportul i depunerea materialuluidetritic provenit din distrugerea rocilor magmatice i metamorfice; rocimetamorfice provenite din primele dou categorii n urma aciuniitemperaturilor i/sau presiunilor mari (aciune separat sau concomitent).Procesul de dislocare (tiere, sfrmare, erodare) a rocilor cu sape sau carotierei eficiena lui sunt direct legate de proprietile fizico-mecanice ale rocilor. Larndul lor, acestea vor determina natura sculelor de dislocare, regimul de foraj iansamblul de msuri tehnice necesare unui proces optim de foraj.

1.2.2. Proprietile mecanice ale rocilorScoara terestr (cca 16 km) conine 95% roci eruptive, 4% isturi argiloase,0,75% nisipuri presate i 0,25% roci carbonatate. n mecanica rocilor suntstudiate rocile supuse observaiilor directe prin sondaje i prin lucrri miniere.Eficacitatea procesului de foraj sau de carotaj mecanic depinde n mare msurde cteva dintre proprietile mecanice, determinate la rndul lor de proprietilefizice analizate.Elasto-plasticitatea rocilor: mineralele i rocile sunt corpuri ce se comport lancrcare oarecum elastic. Deformrile care dup nlturarea sarcinii dispar suntelastice, iar cele care se pstreaz sunt deformri plastice. Mineralele sedeformeaz n majoritate ca nite corpuri elastico-fragile (se distrug cndtensiunea atinge limita de elasticitate conform legii lui Hooke); rocile, structuridisperse, nu se mai supun legii menionate. L.A. Schreiner i ali cercettori austabilit, pe cale experimental, corespondena ntre proprietile elasto-plastice irezistena la ptrundere (duritatea) a rocilor. De fapt au fost ridicate curbelecaracteristice (dependena deformaie for pe poanson) pe baza crora rocileau fost mprite n trei clase (fig.1.4): elastico-fragile (fig. 1.4, a); elastico-plastice (fig. 1.4, b); fr rezisten la dislocare cu plasticitate i porozitate ridicate(fig. 1.4, c).Comportarea elastic a rocilor se caracterizeaz prin: modulele de elasticitate, Young E i transversal G;- coeficientul lui Poisson ;- modulul K i coeficientul de compresibilitate volumetric.Tria rocilor (rezistena la rupere) capacitatea lor de a se opune la deformaren momentul solicitrii de ctre o for. Starea de tensiuni corespunztoare tipuluide solicitare la care poate fi supus o roc genereaz: efort de compresiune,eforturi de ncovoiere, de forfecare i de ntindere. Rezistena mecanic a rocilor este influenat att de factori naturali(caracteristici fizice), ct i de anumii factori tehnici. Factorii naturali:compoziia mineralogic (ponderea mineralelor cu rezisten mare, compoziiasubstanei de cimentare); dimensiunile i forma granulelor de cristale (tria