FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO

FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO El frac fractu tura rami mien ento to hidr hidráu áuli lico co cons consis iste te en la inye inyecc cció ión n de un uid uido o fracturante, altamente viscoso, por encima de la presión de fractura de una una for formaci mación ón,, con con el obje objeto to de gene genera rarr en ella ella cana canale les s de ujo ujo (fract (fractur uras) as) y coloca colocarr un eleme elemento nto de empaq empaque ue (arena (arena)) que que permi permita ta incrementar la conductividad de la formación y, por ende, el ujo de uidos hacia el pozo

Es una tcnica que permite e!traer el llamado gas de esquisto, un tipo de hidro hidrocar carbur buro o no conv convenc encio ional nal que que se encu encuen entr tra a lite litera ralm lmen ente te atrapado en capas de roca, a gran profundidad

"n tratam tratamie iento nto de fractu fractura ramie miento nto consis consiste te en el romp rompimie imiento nto de la formaci formación, ón, se inyecta inyectan n a alta alta presió presión n grandes grandes cantidades cantidades de agua agua con aditivos qu#micos y arena para fracturar la roca y liberar el gas, metano$ %uando el gas comienza a uir de regreso lo hace con parte del uido inyectado a alta presión$ &a inyec inyecci ción ón contin continua ua de dicho dicho uido uido permi permite te ampli ampliar ar y e!ten e!tender der la fractura, cuando se alcanza una amplitud tal, se le agrega un material sólido al uido para que lo conduzca y evitar al termino del tratamiento cierr cierre e de la fractu fractura$ ra$ El uido uido emple empleado ado recib recibe e el nombr nombre e de uido uido fracturante y el sólido es conocido como agente apuntalante$

HISTORIA DEL FRACTURAMIENTO HIDRAULICO El primer fracturamiento fue realizado en 'ansas, a nales de *+ y el propósito fue incrementar la producción de un pozo marginal$ En la dcada de *- realizar este tipo de tratamientos tiene gran impacto tanto en pozos de petróleo como de gas$ . mediados de los */ incrementa, nuevamente la aplicación del fracturamiento hidráulico como resultado del conocimiento cient#co de los modelos de comportamiento de la fractura en la formación productora, además ayudo el hecho de realizar el fracturamiento hidráulico masivo (mhf)$ &a tendencia consist#a en fracturar formaciones con permeabilidades muy bajas

%on las capacidades modernas del fracturamiento mejorado, como es el caso de fracturar formaciones con permeabilidades entre moderadas y altas, con la tcnica conocida como 01rac 2 pac34 y el hecho de disminuir los costos han permitido considerar al tratamiento hidráulico como un tipo de terminación para los pozos petroleros$ En la actualidad, tcnicas como tratamientos sucesivos, o mtodos combinados de estimulación y control de arenas son realizados usando como base el fracturamiento de las formaciones utilizando la fuerza hidráulica$

&os uidos utilizados var#an en composición dependiendo del tipo de fracturación que se lleve a cabo, las condiciones espec#cas del pozo, y las caracter#sticas del agua$ "n proceso t#pico de fracturación utiliza entre 5 y 6 productos qu#micos como aditivos$ .unque e!iste una gran diversidad de compuestos poco convencionales, entre los aditivos más usados se incluyen uno o varios de los siguientes7 •

Ácidos: el ácido hidroclórico o el ácido actico se utilizan en las etapas previas a la fracturación para limpiar las perforaciones e iniciar las suras en la roca$

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Cloruro de sodio (sal): retrasa la rotura de las cadenas polimricas del gel$

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Poliacrilaida ! o"ros co#ues"os reduc"ores de la $ricci%&: disminuyen la turbulencia en el ujo del uido, disminuyendo as# la fricción en el conducto, permitiendo que las bombas inyecten uido a una mayor velocidad sin incrementar la presión en supercie$

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E"ile&'licol: previene la formación de incrustaciones en los conductos$

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Sales de ora"o: utilizadas para mantener la viscosidad del uido a altas temperaturas$

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Caro&a"os de sodio ! #o"asio: utilizados para mantener la efectividad de las reticulaciones (enlaces interpolimricos)$

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lu"aralde*+do: usado como desinfectante del agua para la eliminación de bacterias$

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oa 'uar ! o"ros a'e&"es solules e& a'ua: incrementa la viscosidad del uido de fracturación para permitir la distribución más eciente de los aditivos sostn en la formación rocosa$

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Ácido c+"rico: utilizado para la prevención de la corrosión$

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Iso#ro#a&ol: incrementa la viscosidad del uido de fracturación hidráulica$

El producto qu#mico más usado en las instalaciones de fracturación en los Estados "nidos entre 6- y 6* fue el e"a&ol, mientras que otros agentes qu#micos ampliamente usados incluyen el alco*ol

iso#ro#+lico, -.u"o/ie"a&ol ! el e"ile&'licol0

PROCESOS DEL FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO

El proceso consiste en aplicar presión a una formación, hasta que se produce en sta una falla o fractura$ "na vez producida la rotura, se contin8a aplicando presión para e!tenderla más allá del punto de falla y crear un canal de ujo de gran tama9o que conecte las fracturas naturales y produzca una gran área de drene de uidos del yacimiento$ El efecto de incremento de drene de uidos decrece rápidamente con el tiempo$ Esto se debe a que la sura se cierra y el pozo vuelve a sus condiciones casi originales$ :ara evitar el cierre de la fractura, se utiliza

la tcnica de inyectar el uido de fractura cargado de apuntalante, el cual act8a como sostn de las paredes abiertas de la fractura$ &os granos de arena act8an como columnas, evitando el cierre de la sura, pero permitiendo el paso de los uidos de la formación$ ;urante la operación, el bombeo de  uido se realiza de forma secuencial,

primero se bombea un precolchón de salmuera o gelatina lineal, con el objeto de obtener parámetros y poder optimizar el dise9o propuesto$ :osteriormente se bombea un colchón de gelatina como uido, el cual produce la fractura y abre la roca lo suciente como para que pueda ingresar el agente de sostn< luego, se realiza el bombeo de tratamiento, que es un uido cargado con arena, el cual apuntala la fractura y la mantiene abierta$ :ara controlar la operación, se deben registrar continuamente los valores de7 • • • • •

:resión, =asto, ;osicación del apuntalante, ;osicación de aditivos, %ondiciones del uido fracturante (control de calidad)$

;urante el proceso se deben monitorear en supercie las presiones siguientes7

a) Presi%& de ro"ura: es el punto en que la formación falla y se rompe$ ) Presi%& de oeo: es la necesaria para e!tender la fractura, manteniendo el gasto constante$

c) Presi%& de cierre i&s"a&"1&ea (Pci): es la que se registra al parar el bombeo, cuando desaparecen todas las presiones de fricción, quedando sólo las presiones interna de la fractura y la hidrostática del pozo$ .demás de la presión, tambin se debe registrar el gasto de operación, el cual está relacionado con el tiempo de bombeo, representando el volumen total de uido, el cual incide directamente en el tama9o de la fractura creada$ :or otra parte, el gasto relacionado con la presión resulta en la potencia hidráulica necesaria para el bombeo$ ;e aqu# la importancia de registrar los vol8menes de gasto y la presión durante la operación$

La #resi%& de $rac"ura

(Pef) es la necesaria para mantener abierta la

sura y propagarla más allá del punto de falla$ :uede variar durante la operación$