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7/25/2019 PRESENTACION FRACTURAMIENTO
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
FRACTURAMIENTOHIDRULICO
Ing. Zeudy GalbnIng. Zeudy Galbn
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
El fracturamiento es una tcnica de estimulacin que consiste enla inyeccin sostenida de un uido a una presin tal queprovoque la ruptura de la roca del yacimiento con el objeto decrear nuevos canales o conectar canales de ujo existentes y deesa forma aumentar la tasa de ujo del pozo y con ello suproductividad.
DEFINICINDEFINICIN
Luego se procede a llenar la fractura creada con agente de soporte, de manera que nopueda cerrarse por completo al cesar el bombeo, creando un canal de alta conductividadpara la produccin de uidos
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
!isminuir la velocidad de ujo en la matriz rocosa
"ncrementar el #rea efectiva de drenaje de un pozo
$onectar sistemas de fracturas naturales %$ret#ceo&
!isminuir la ca'da de presin en la matriz
OBJETIVOS y PRINCIPIOS BSICOSOBJETIVOS y PRINCIPIOS BSICOS
OBJETIVOOBJETIVOSS
PRINCIPIOSPRINCIPIOSBSICOSBSICOS"nyeccin de uidos
(ormacin de )brea*s do+n
-ropagacin de la fractura
)-ropantes son utilizados para mantener la fractura abierta
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
ipos de (luidos/umectabilidad0ravedad 1-"$omposicin del 1gua-rofundidad0radiente de (ractura-orosidad
2aturaciones-ermeabilidad-resin de 3acimiento$ontactos 0as4-etrleo y -etrleo41guaLitolog'a5ineralog'aEspesoremperatura
INFORMACIN Y DATOS REQUERIDOSINFORMACIN Y DATOS REQUERIDOS
1. CARACTERSTICAS DEL SISTEMA ROCA-FLUIDO1. CARACTERSTICAS DEL SISTEMA ROCA-FLUIDO
2. GEOMETRA DE LA FRACTURA2. GEOMETRA DE LA FRACTURAEsfuerzo m'nimo en sitio6elacin de -oisson5dulo de 3oung-resin de -oro %yacimiento&
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
PERMEABILIDAD
GAS PETRLEO
7aja * 8 9.: md * 8 : md5oderada 9.: 8 * 8 : md : 8 * 8 :9 md
1lta * ; : md * ; :9 md
Cont.Cont.
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
DEPENDIENDO DE LAS DIRECCIONES DEDEPENDIENDO DE LAS DIRECCIONES DELOS ESFUERZOS PRINCIPALESLOS ESFUERZOS PRINCIPALES
FORMAS DE FRACTURAFORMAS DE FRACTURA
Fra!"ra V#r!$a%
Esfuerzo principal mnimo
Fra!"ra H&r$'&(!a%
PRINCIPIO DE RESISTENCIAPRINCIPIO DE RESISTENCIAMNIMAMNIMA
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7/42FRACTURAMIENTO HIDRULICO
PRESIONES) ESFUERZOS * PROPIEDADES DE LA ROCA INVOLUCRADASPRESIONES) ESFUERZOS * PROPIEDADES DE LA ROCA INVOLUCRADASEN LA PROPAGACIN DE UNA FRACTURA VERTICALEN LA PROPAGACIN DE UNA FRACTURA VERTICAL
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
Linear (racture (lo+
7ilinear (lo+
Linear (ormation (lo+
Elliptical or ransition (lo+
-seudoradial (lo+
RGIMENES DE FLUJO - FRACTURA VERTICALRGIMENES DE FLUJO - FRACTURA VERTICAL
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C&(+"!$,$+a+ +# %a ra!"raC&(+"!$,$+a+ +# %a ra!"ra
Es la permeabilidad, m!+f > anc
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f
ffDkx
wkC =
2 xf
w
fracture conductivity
no nameC&(+"!$,$+a+ +# %ara!"ra a+$/#(0$&(a%
CONDUCTIVIDAD ADIMENSIONALCONDUCTIVIDAD ADIMENSIONAL
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FUNDAMENTOSFUNDAMENTOS
(luido ocupando la fractura
(luido fug#ndose a travs de las paredes de la fractura-ropiedades de la formacin
-ropiedades del uido
iempo de inyeccin
MODELO FSICOMODELO FSICO
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
MODELOS BIDIMENSIONALESMODELOS BIDIMENSIONALES2D2D 2e asume la geometr'a de la fractura La altura es dato del modelo La viscosidad es constante $uando las barreras son fuertes ; @:99 lpc, los modelos son satisfactorios 2i las barreras son dbiles 8 :99 lpc, no deben usarse los modelos
MODELOS TRIDIMENSIONALESMODELOS TRIDIMENSIONALES3D3D odas las dimensiones se calculan en base a la distribucin de presin en la
fractura
MODELOS PSEUDO 3DMODELOS PSEUDO 3D
A! simplicados %06"& A! completados
MODELOS DE FRACTURAMIENTOMODELOS DE FRACTURAMIENTO
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0,wPKNww =
wKGDww =
wellbore tip
hfPKN
KGD
hf
ww,0
ww
xf
qi
qi
MODELOS !DMODELOS !D
M&+#%& P#r4$(0) 5(#r) N&r+6r#(M&+#%& P#r4$(0) 5(#r) N&r+6r#(
M&+#%& +# 5r$0!$a(&,$7-Z7#%!&,-G##r!0/a-D#5%#r4 5GDM&+#%& +# 5r$0!$a(&,$7-Z7#%!&,-G##r!0/a-D#5%#r4 5GD
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FLUJO ENTRE DOS PLACAS PARALELAS 5GDFLUJO ENTRE DOS PLACAS PARALELAS 5GD
312HW
q
X
P a
=
FLUJO EN UNA TUBERIA ELIPTICA P5NFLUJO EN UNA TUBERIA ELIPTICA P5N
PX
q
HW
a
=
64
3
L1 E$B1$"CD "DE061 EL 1D$/C %& $CD L1 LCD0"B! %F&>f%F&, !->f%F& ED 5C!ELC2 G! 2E ("H1 L1 1LB61 3 I $157"1 -C6 L1 -E6!"!1 !E("L61!C
MODELOS !DMODELOS !D
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
2egJn este modelo, la presin durante un fracturamiento deber'a comportarse as'=
P
!
P#(+$#(!# (#6a!$,a
2e
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
!e acuerdo a este modelo, la presin medida a fondo de pozo durante la fractura deber'a decomportarse segJn la Kgura siguiente=
P#(+$#(!# 8&0$!$,a
P
!
Este comportamiento se
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x
ywellbore element
tip element
MODELOS #D $FINITE ELEMENT MODELING%MODELOS #D $FINITE ELEMENT MODELING%
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-resin de inicio de fractura
-resin de propagacin
0eometr'a de la fractura
MECNICA DEL FRACTURAMIENTOMECNICA DEL FRACTURAMIENTO
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L1 -6C-101$"D ME6"$1L !E BD1 (61$B61 2E61 !EE65"D1!1 -C6 EL
$CD612E !E LC2 E2(BE6NC2 /C6"NCD1LE2 "D 2"B !E L12 !"ME6212 $1-12.
L1 -6C-101$"D L1E61L E21 !EE65"D1!1 -C6 BD 71L1D$E !E MCLB5ED ED6E
EL (LB"!C "D3E$1!C 3 EL IBE 2E ("L61 1 61ME2 !EL 16E1 !E L12 -16E!E2 !E L1
(61$B61 $6E1!1.
EL 1D$/C !E L1 (61$B61 LC !EE65"D1 EL 5!BLC !E EL12"$"!1! !E L1 6C$1
3 L1 M"2$C2"!1! !EL (LB"!C (61$B61DE.
ED 0EDE61L, l> f%vol, $t, f%l, visc, E& f%E,l&
$CD LC IBE EL 2"2E51 !E E$B1$"CDE2 E2 "D!EE65"D1!C.
MECNICA DEL FRACTURAMIENTOMECNICA DEL FRACTURAMIENTO
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log(
t)
%&6P(
I
II
III
IV
" 1ltura conKnada, crecelongitud
"" crecimiento estable en alturao incremento Kltrado
""" restriccin de altura
"M crecimiento r#pido altura
DEFINICINDEFINICINEF$E2C !E -6E2"D ED (CD!C %-& IBE 2E "EDE $CD 6E2-E$C 1 L1 -6E2"D !E
(61$B61 6EIBE6"!C -161 "D"$"16 3 -6C-10616 L1 (61$B61
PRESIN NETAPRESIN NETA
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w (ancho) w = 4( 1 - 2)pc (h)/E
L (longitud) = !1"#$2 (%$t4E/h4)1/!
DONDE: &'dulo de oissonE &'dulo de oun*h +ltura de la fracturaT ,iempo de omeoq ,asa de inyecci'n viscosidadpc presi'n diferencial tip-poz
G#&/#!r:a +# %a Fra!"ra M&+#%& P#r4$(0) 5(#r) N&r+6r#(G#&/#!r:a +# %a Fra!"ra M&+#%& P#r4$(0) 5(#r) N&r+6r#(
GEOMETRA DE LA FRACTURAGEOMETRA DE LA FRACTURA
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E;!#(0$
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
COEFICIENTE DE P=RDIDA DE FILTRADO DEL FLUIDO DECOEFICIENTE DE P=RDIDA DE FILTRADO DEL FLUIDO DEFRACTURAFRACTURA2e usa para calcular la prdida de Kltrado del uido de fractura
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P>r+$+a +# F%"$+&P>r+$+a +# F%"$+&
Pr& +# ?%!ra+& &(!r&%a+& 8&rPr& +# ?%!ra+& &(!r&%a+& 8&rcomposicin del uido
tasa de inyeccin
permeabilidad, presin
saturacionestamaPo de poro
fallas y fracturas
@Cr+$+a +# "$+&@Cr+$+a +# "$+&de uido fracturante ; uido de yacimiento %en yacimientos de gas&
viscosidades y compresibilidades similares en ambos uidos %para
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F%"$+&0 +# Fra!"ra/$#(!&F%"$+&0 +# Fra!"ra/$#(!&Los uidos de fracturamiento originan la fractura y transportan los agentes de soportea travs de la longitud de la fractura.
Cara!#r:0!$a0Cara!#r:0!$a0Miscosidad %6eolog'a&
$ompatibilidad con la formacin y sus uidosEKciencia
$ontrol de prdidas del uido
(#cil remocin post4fractura
Econmicos y pr#cticos
7ase 1cuosa o 1ceite
FLUIDOS DE FRACTURAMIENTOFLUIDOS DE FRACTURAMIENTO
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Ba0# A"&0a %soluciones salinas, pol'meras, mezclas agua4alco
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A(%$0$0 ":/$& 9 E0!r"!"ra% +# (%#&0A(%$0$0 ":/$& 9 E0!r"!"ra% +# (%#&0
-etrograf'a= composicin,materiales cementantes, tamaPo de poros.!ifraccin de 6ayos F= tipo de formacin cristalina
I(!#ra$
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A6#(!#0 +# S&8&r!#A6#(!#0 +# S&8&r!#-revienen el cierre la fractura tras el bombeo
2e aPaden al uido de fracturamiento al mismo momento que ste es bombeado
dentro de la fractura
T$8&0T$8&01rena 7rady,exana y Ctta+a %ejemplos= B2 mes< @GQG9, G9QR9 y R9QS9&
1gentes 5ejorados= 7auxita 2interizada, 1renas cubiertas de resina
AGENTES DE SOPORTEAGENTES DE SOPORTE
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Pr&8$#+a+#0Pr&8$#+a+#06edondez y esfericidad0ravedad espec'Kca!ensidad volumtrica-art'culas Knas y limos
6esistencia a la ruptura
TAMAO DEARENA US
MESH
GRANOSROTOS
RESISTENCIA A LARUPTURA
@GQG9 @T A999 -2"
G9QR9 @R R999 -2"
PROPIEDADES AGENTES DE SOPORTEPROPIEDADES AGENTES DE SOPORTE
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C&(+"!$,$+a+ +# %aFra!"ra
0
2000
4000
2000 4000 6000
3.0 lb/ft2
1000
3000
5000
6000
0 8000
Presin de cierre psi
Condcti!id"d#md$pie
%
0.5 lb/ft2
1.0 lb/ft2
2.0 lb/ft2
0 2000 8000
Presin de cierre psi
Condcti!id"
d#md$pie%
2.0 lb/ft2
12/20$mes&
16/30$mes&
20/40$mes&
4000 6000
10.00010.000
5.0005.000
15.00015.000
10'000 15'000
2.0 lb/ft2
Presin de cierre psi
Condcti!id"d#
md$pie%
20/40 (tt"w"
20/40 )"xit"
Cer*mic"
0 5000
2.0002.000
4.0004.000
6.0006.000
8.0008.000
+es&+es&
C&(#(!ra$
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S#%#$
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
Pr&6ra/a +# B&/#&Pr&6ra/a +# B&/#&
@. -recolc
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Pr#&%7
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
L$0!a +# V#r$?a$
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FRACTURAMIENTO EN FORMACIONES DE ALTA PERMEABILIDADFRACTURAMIENTO EN FORMACIONES DE ALTA PERMEABILIDADFAPFAP
ROAD ANALOG*ROAD ANALOG*
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Fra!"ra/$#(!& #( A%!a P#r/#a$%$+a+Fra!"ra/$#(!& #( A%!a P#r/#a$%$+a+
cnica que consiste en crear canales de ujo en formaciones no consolidadas, mejorandola comunicacin entre el yacimiento y el pozo. Es considerado tambin un mtodo decompletacin.
Ra'&(#0 8ara "0ar FAPRa'&(#0 8ara "0ar FAP
$ontrol de arenas no consolidadas5inimizar la produccin de Knos y produccin de asfaltenos5inimizar la coniKcacin de agua
FRACTURAMIENTO EN FORMACIONES DE ALTA PERMEABILIDADFRACTURAMIENTO EN FORMACIONES DE ALTA PERMEABILIDADFAPFAP
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
FAPFAP
D$#r#($a0 #(!r# #% Fra!"ra/$#(!& H$+r"%$& 9 #%D$#r#($a0 #(!r# #% Fra!"ra/$#(!& H$+r"%$& 9 #%Fra!"ra/$#(!& #( A%!a P#r/#a$%$+a+Fra!"ra/$#(!& #( A%!a P#r/#a$%$+a+
. 1plicado a zonas de alta permeabilidad% no consolidadas&
? La fractura la provoca el uido V
agente de soporte
? (ractura de longitud controlada %radio
de daPo menor& y mayor anc
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
T>($a +# Fra!"ra/$#(!& T$8-Sr##(&"! & TSOT>($a +# Fra!"ra/$#(!& T$8-Sr##(&"! & TSOC&(!r&% +# ar#(a #( 8"(!aC&(!r&% +# ar#(a #( 8"(!a
Eventos que se desarrollan en esta tcnica=
G#(#ra$
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FRACTURAMIENTO HIDRULICO
T>($a +# Fra!"ra/$#(!& &( E/8aK"# I(!#r(&T>($a +# Fra!"ra/$#(!& &( E/8aK"# I(!#r(&
Esta tcnica combina el forzamiento de arena en la fractura y el empleo de unensamblaje de fondo para el control de la arena
TCNICAS MS COMUNES DE FAPTCNICAS MS COMUNES DE FAP
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MODELOS PSEUDO-MODELOS PSEUDO-
TRIDIMENSIONALESTRIDIMENSIONALESPLANARESPLANARES 5C!ELC !E /CL!"$/, 6"(61$
2"5-L1D, !E D2", "D$.
EDE6(61$, !E 2/ELL
DE PARAMETRIZACION DE GEOMETRIA DE LA FRACTURADE PARAMETRIZACION DE GEOMETRIA DE LA FRACTURA (61$-6C, !E 6E2CB6$E2 ED0"DEE6"D0 $C.
5(61$ "" !E 5E3E6 3 12C$"1!C2
MODELOS PLANARESMODELOS PLANARESTRIDIMENSIONALESTRIDIMENSIONALES E6614(61$, !E E6614EO
/3(61$ A! !E 1!M1D", BD"ME62"!1! !E LE"0/
5C!ELC !E L1 BD"ME62"!1! !E EF12, $/"D03E
MODELOS DE FRACTURAMIENTOMODELOS DE FRACTURAMIENTO