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http://rid.unrn.edu.ar/handle/20.500.12049/13009
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Campo DC | Valor | Lengua/Idioma |
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dc.contributor | Álvarez, Juan Pablo | - |
dc.contributor.advisor | Tunik, Maísa Andrea | - |
dc.contributor.author | Zalazar, Manuela | - |
dc.date.accessioned | 2025-05-28T13:26:04Z | - |
dc.date.available | 2025-05-28T13:26:04Z | - |
dc.date.issued | 2025-05-19 | - |
dc.identifier.citation | Manuela, Zalazar. ( 2025). Caracterización de las interfaces mecánicas en la Formación Agrio Inferior y Evaluación de su impacto en su desarrollo como reservorio no convencional. Tesis de doctorado. Universidad Nacional de Río Negro. | es_ES |
dc.identifier.uri | http://rid.unrn.edu.ar/handle/20.500.12049/13009 | - |
dc.description.abstract | In recent decades, unconventional reservoirs have received special attention due to their high potential to meet energy supply demands. The production of these low-permeability reservoirs requires specialized techniques such as hydraulic fracturing. This process enhances reservoir conductivity and maximizes hydrocarbon production. In the Neuquén Basin, the Vaca Muerta Formation is considered the primary source rock of the basin and the most significant shale unconventional reservoir in South America. However, in recent years, the Agrio Formation (Late Valanginian–Late Hauterivian) has emerged as an unconventional play due to the potential of the organic-rich intervals of the lower Pilmatué Member. Despite extensive geochemical and sedimentological knowledge of this unit, its geomechanical aspects remain poorly understood, particularly regarding mechanical properties, rock heterogeneity,anisotropy, and local stress conditions. The successful development of this unconventional reservoir requires a detailed understanding of rock mechanical properties and stress states to optimize hydraulic fracture design. However, characterizing the reservoir, understanding its heterogeneity, and assessing its impact on productivity pose significant challenges, as they require integrated multi-scale studies, both in the field and laboratory. This study provides a comprehensive analysis of the vertical and lateral variability of the Pilmatué Member, offering an in-depth evaluation of discontinuities and lithologies across three locations in the Neuquén Basin. A multiproxy approach was applied to analyze rock heterogeneity, focusing on mineralogical, textural, and mechanical properties such as strength and hardness. Additionally, field observations were integrated with microscopic and mechanical assessments to identify weak and strong interfaces, their distribution within the unit, and to characterize the organic-rich intervals (OL1, OL2, OL3, and OL4) of current interest. The findings of this research establish a close relationship between lithological discontinuities, mechanical properties, and facies variations. Quantitative and qualitative descriptions of discontinuities reveal lateral variability between the southernmost sector, Pichaihue, and the northern sectors, El Portón and Arroyo Cieneguita. The Pichaihue sector, characterized by a more siliciclastic composition, exhibits lower rhythmicity, more abrupt contacts, and higher roughness indices. Northward, the sequences become more carbonate-rich, with more transitional contacts and smoother roughness in net contacts. Vertical variability was found to be similar in mixed carbonate-dominated environments, with the middle interval of the surveyed sections exhibiting the highest rhythmicity, as well as the greatest lithological and geomechanical heterogeneity. Mechanical property contrasts were attributed to textural and compositional changes detected from macroscopic to microscopic scales. Moreover, the evidence from this study suggests that the organic-rich intervals meet optimal conditions to be considered as future targets based on their geomechanical properties. They exhibit thicknesses greater than 20 m, low clay content, and are predominantly composed of non-expandable minerals such as illite. The presence of quartz and carbonates makes these rocks strong and hard, which is advantageous in terms of brittleness. The organic-rich intervals OL2 and OL3, located in the middle/upper interval, exhibited a higher number of discontinuities and weak interfaces compared to OL1 in the lower interval and OL4 in the upper interval. The rhythmic limestone-mudstone cycles, along with the presence of calcareous concretions, thin tuffaceous levels, and sandy layers, increase the complexity of OL2 and OL3 intervals, imparting significant vertical variability and heterogeneity to the Pilmatué Member that must be considered in the geological and geomechanical model. The results of this study are important as they can contribute to a more efficient exploitation of the Pilmatué Member. A thorough understanding of the vertical distribution of facies and microfacies will enable better estimations of rock mechanical properties and the selection of target levels for drilling navigation and hydraulic fracturing. Identifying rock fabric and mapping the distribution of interfaces and lithological boundaries is crucial, as they can significantly impact drilling and completion stages and affect the production potential of this reservoir unconventional reservoirs have received special attention due to their high potential to meet energy supply demands. The production of these low-permeability reservoirs requires specialized techniques such as hydraulic fracturing. This process enhances reservoir conductivity and maximizes hydrocarbon production. In the Neuquén Basin, the Vaca Muerta Formation is considered the main source rock of the basin and the most significant shale unconventional reservoir in South America. However, in recent years, the Agrio Formation (Late Valanginian–Late Hauterivian) has emerged as an unconventional play due to the potential of the organic-rich intervals within the lower Pilmatué Member. Despite the unit’s extensive geochemical and sedimentological knowledge, its geomechanical aspects are limited, particularly regarding the mechanical properties, rock heterogeneity, anisotropy, and local stress states. A successful development of this unconventional reservoir requires a detailed understanding of the mechanical properties of the rocks and stress conditions to optimize hydraulic fracture design. However, reservoir characterization, understanding its heterogeneity, and evaluating its impact on productivity pose significant challenges, as they require integrated studies at multiple scales, both in the field and in laboratory. This study provides a comprehensive analysis of the vertical and lateral variability of the Pilmatué Member, delivering an exhaustive assessment of the discontinuities and lithologies present at three locations within the Neuquén Basin. A multiproxy approach was applied for the heterogeneous rock analysis, focusing on mineralogical, textural, and mechanical properties, such as strength and hardness. Additionally, field visual observations were integrated with detailed microscopic and mechanical evaluations to identify weak and strong interfaces and their distribution within the unit. The findings of this research are significant as they can be utilized to develop the Pilmatué Member more efficiently. A thorough understanding of the vertical distribution of facies and microfacies will allow for better estimating the rock’s mechanical properties and selecting target intervals for landing and hydraulic fracturing. The identification of rock fabric and the mapping of interface and lithology boundary distribution are crucial, as they can significantly impact the drilling and completion stages and affect the production potential of this reservoir. | es_ES |
dc.language.iso | es | es_ES |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ | - |
dc.title | Caracterización de las interfaces mecánicas en la Formación Agrio inferior y evaluación de su impacto en su desarrollo como reservorio no convencional. | es_ES |
dc.type | Tesis | es_ES |
dc.rights.license | Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0) | - |
dc.description.filiation | Zalazar, Manuela. Universidad Nacional de Río Negro. Escuela de Geología, Paleontología y Enseñanza de las Ciencias. Río Negro, Argentina. | es_ES |
dc.subject.keyword | Formación del Agrio | es_ES |
dc.subject.keyword | Miembro Pilmatué | es_ES |
dc.subject.keyword | Geomecánica | es_ES |
dc.subject.keyword | Interfaces | es_ES |
dc.subject.keyword | Reservorio no convencional | es_ES |
dc.type.version | info:eu-repo/semantics/acceptedVersion | es_ES |
dc.subject.materia | Ciencias de la Tierra (General) | es_ES |
dc.origin.lugarDesarrollo | Universidad Nacional de Río Negro - Escuela de Geología, Paleontología y Enseñanza de las Ciencias - Alto Valle-Valle Medio - General Roca, Río Negro.. | es_ES |
dc.description.resumen | Durante las últimas décadas, los yacimientos no convencionales han recibido especial atención debido a su alto potencial para satisfacer el abastecimiento energético. La producción de estos yacimientos de baja permeabilidad requiere técnicas especiales como la fracturación hidráulica. De esta manera los yacimientos aumentan su conductividad y maximizan la producción de hidrocarburos. En la Cuenca Neuquina, la Formación Vaca Muerta es considerada como la principal roca generadora de la cuenca y el yacimiento no convencional de tipo shale más importante de Sudamérica. Sin embargo, en los últimos años, la Formación Agrio (Valanginiano Tardío- Hauteriviano Tardío) ha emergido como un play no convencional debido al potencial de los intervalos orgánicos del Miembro inferior Pilmatué. A pesar del amplio conocimiento geoquímico y sedimentológico de la unidad, existe una comprensión limitada de sus aspectos geomecánicos, particularmente en lo que respecta a las propiedades mecánicas, la heterogeneidad, la anisotropía de las rocas y los estados de esfuerzo locales. Una explotación exitosa de este yacimiento no convencional, requiere un conocimiento detallado de las propiedades mecánicas de las rocas y el estado de esfuerzos para optimizar el diseño de fracturas hidráulicas. Pero caracterizar el reservorio, comprender su heterogeneidad y evaluar su impacto en la productividad plantean desafíos importantes, ya que requieren estudios integrados a múltiples escalas, tanto de campo como en laboratorio. Este estudio proporciona un análisis integral de la variabilidad vertical y lateral del Miembro Pilmatué, proporcionando un análisis exhaustivo de las discontinuidades y litologías presentes, en tres localidades de la Cuenca Neuquina. Para el análisis heterogéneo de las rocas se aplicó un enfoque multiproxy, centrándose en sus propiedades mineralógicas, texturales y mecánicas, como la resistencia y la dureza. Adicionalmente, las observaciones visuales de campo se integraron con evaluaciones microscópicas y mecánicas, para identificar interfaces débiles y fuertes, su distribución dentro de la unidad, y caracterizar los intervalos orgánicos (T1, T2, T3 y T4) de interés actual. Los hallazgos de esta investigación permitieron establecer una relación estrecha entre las discontinuidades litológicas y las propiedades mecánicas con las variaciones de facies. Las descripciones cuantitativas y cualitativas de las discontinuidades muestran que existe una variabilidad lateral entre el sector más al sur, Pichaihue y los sectores más al norte de El Portón y Arroyo Cieneguita. El sector de Pichaihue de composición más silicoclástica, presenta menor ritmicidad, mayores contactos netos e índices de rugosidad más elevados. Hacia el norte las secuencias se vuelven más carbonáticas, los contactos más transicionales, y las rugosidades de los contactos netos más planos. La variabilidad vertical resultó similar en los ambientes mixtos con dominio carbonático, siendo el intervalo medio de las secciones relevadas el de mayor ritmicidad, y mayor heterogeneidad litológica y geomecánica. Los contrastes en las propiedades mecánicas fueron atribuibles a cambios texturales y composicionales detectados desde escalas macroscópicas hasta escalas microscópicas. Por otra parte, la evidencia de este estudio sugiere que los intervalos orgánicos cumplen las condiciones óptimas para ser considerados objetivos futuros en cuanto a sus propiedades geomecánicas. Presentan espesores mayores a 20 m, con un bajo contenido de arcilla, compuestos predominantemente por minerales no expandibles como la illita. El contenido de cuarzo y carbonatos los convierte en rocas resistentes y duras, lo que resulta ventajoso en términos de fragilidad. Los intervalos orgánicos, T2 y T3 contenidos en el intervalo medio/superior, exhibieron un número más significativo de discontinuidades y de interfaces débiles que T1 localizado en el intervalo inferior y T4 del intervalo superior. Los ciclos rítmicos de caliza-pelita, y la presencia de concreciones calcáreas, niveles delgados tobáceos y capas arenosas complejizan los intervalos T2 y T3 y le otorgan al Miembro Pilmatué una variabilidad vertical y una heterogeneidad marcada que debe ser considerada en el modelo geológico y geomecánico. Los resultados de esta investigación son importantes porque pueden utilizarse para una explotación más eficiente del Miembro Pilmatué. Una buena comprensión de la distribución vertical de las facies y microfacies permitirá una mejor estimación de las propiedades mecánicas de la roca y la selección de niveles objetivo para la navegación y la fracturación hidráulica. La identificación de la fábrica de las rocas y el mapeo de la distribución de las interfaces y los límites de las litologías es crucial, ya que pueden afectar significativamente las etapas de perforación y terminación y afectar el potencial de producción de este yacimiento. | es_ES |
dc.type.subtype | Tesis de doctorado | es_ES |
Aparece en las colecciones: | Doctorado Mención Ciencias de la Tierra |
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Archivo | Descripción | Tamaño | Formato | |
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Tesis doctoral - Zalazar Manuela I-1.pdf Hasta el 19-11-2025 | 95,95 MB | Adobe PDF | Solicitar una copia |
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