FLUIDOS DE FRACTURAMIENTO

Curso de Fractura Abril 2011

Propsito de los fluidos de fractura de acuerdo a la etapa. Pre-pad - enfriar la tubera, enfriar la formacin, asistir al tratamiento.

Pad - generar la fractura, controlar la prdida de fluidos.

Slurry - transporte / apuntalantar

Flush desplaza el Slurry en la tubera

Requerimientos de los fluidos de fracturamientoCompatibilidad con la roca de la formacin y los fluidosViscosidadNecesario para el transporte del apuntalanteControlar de la presin neta de la fracturaDeterminar la geometra de la fracturaFriccinReducir las presiones de superficie.Prdida de fluidosAdecuar el diseo de la fracturaDeterminar la geometra de la fractura (a travs de la eficiencia)

Factores que afectan la reologaLa exposicin al cortetubobombas centrfugasperforacionesHistorial de Temperaturafuente de temperatura del aguatemperatura de fondoContaminantesbacterias y enzimas en el agua de la fuenteorigen qumico del aguamezcla con los fluidos del yacimiento

Transporte del apuntalante Minimizar las altas tasas de sedimentacin - arenamiento potencialLograr bajas tasas de sedimentacin - colocacin efectiva del apuntalante Velocidad de sedimentacin estimada.Criterios de diseo

Eficiencia de fluidoDefinicin

Relacin entre el volumen de la fractura, VF al volumen total inyectado, VP = VF / VPExpresado en trminos de tiempo de cierre adimensionalEfectos de la geometra de fracturaEsto se determina a partir de la realizacin de un DataFRAC

Tipos de fluidos de fracturaFluidos en base aguaGeles lineales Fluidos reticuladosFluidos en base de aceiteFluidos de multi faseN2 y CO2Espumas binariasSurfactantes visco elsticosFluidos de fractura no polimricos

Sistemas de fluidos de polmerosGuar Gum (Predominante)Hydroxypropylguar (HPG)Carboxymethylhydroxypropyl Guar (CMHPG)Hydroxyethylcellulose (HEC)Others:Carboxymethyl Hydroxyethylcellulose (CMHEC)Xanthan Gum

Gel lineal y gel reticulado

Fluido de sistemas reticulados Cadena polimrica vinculanteResultados de alta viscosidad del lquido

Diferentes tipos de reticulantesBorato reticulanteOrganometlicos reticulantes:Complejos de Zirconio Complejos de Titanio

Nomenclatura de los Fluidos de SchlumbergerYF 6 50 HTWF 1 40YF 2 30 D

Fluidos de fractura base aceite

Fluidos originarios usados en la primera fractura hidrulica (1949).

Menos perjudiciales

Caros

Difcil de manejar

Se utiliza slo en formaciones sensibles al agua

Sistemas de espuma de fractura de fluidosFase lquidaGel linealGel reticuladoHidrocarburos y alcoholesFase de gasNitrgenoCO2Agente espumanteSurfactante

Surfactante viscoelstico (VES)ClearFRAC surfactanteElectrolitoVarilla en forma de micelas+=

Gel en FracturaGel Roto, RompedoreEfecto del dao del polmero

Introduccin a los apuntalantes

Agentes para apuntalarEs fundamental para el xito de la fractura:

Apropiada cantidad de apuntalanteTipo de apuntalante

PropiedadesFactores que afectan la conductividad de la fracturaPropiedades fsicasConcentracinPermeabilidad del apuntalanteEfectos de la concentracin de polmero despus del cierreMovimiento de los finos en la formacin de la fracturaDegradacin a largo plazo del apuntalante

Apuntalante: Propiedades FsicasFuerzaTamao de grano y la distribucin de tamao de granoLas cantidades de finos y las impurezasRedondez y esfericidadDensidad del apuntalante

Fuerza y efecto del apuntalanteTamao de grano

Tamao de distribucinnico tamaoDistribucinDesigualDistribucin

Otras propiedades del apuntalanteRedondez y esfericidadUna medida de la curvatura de granoGranos del mismo tamao y redondez => uniformemente distribuido el stress que resulta en una mayor resistencia.

Densidad del apuntalanteInfluencia en el transporte y la colocacin.Apuntalante de alta densidad es ms difciles de apuntalar.Es deseable tener la densidad compatible con los fluidos de fracturamiento

ApuntalamientoPrimera capa de apuntalante contra de Formacin

Remocin de partculas atrapadas en el apuntalante

ArenaJordan, Northern White, Texas Brown , Arizona, Colorado, y Ottawa

Cierre mximo = 6000 psi

Peso especfico = 2,65

Fuerza IntermediaDe baja densidadlmite de cierre: 10.000 psiSG: 2.7De densidad medialmite de cierre: 10.000 psiSG: 3.2

Apuntalante de alta resistenciaAlta densidadLmite de cierre: 15.000 PSISG: 3.49

g=Gravity acceleration (ft/sec2)DP=Density differential of proppant and fluid (lb/ft3)dp=Particle diameter (in)mo=Zero shear viscosity (cp)k'=Consistency coefficient (lbf - secn'/ft2)Ut=Terminal settling velocity (ft/sec)n'=Power law exponent (dimensionless)5.

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To raise the viscosity of hydrocarbon fluids, the industry used aluminum salts of carboxyl acids in the 1960s. Today aluminum phosphate enter chemistry is the preferred method of gelling. Viscosity is controlled by varying the quantities of aluminum compound and phosphate ester. To improve high temperature performance, the viscosity of the gel can be increased by increasing the amount of polymer. This results in high viscosity on surface, a preferred method is to add gelling materials on the fly in recent development, gelled oil can be continuous, mixed by changing the aluminum/phosphate ester ratio , a rapidly thickening gel composition can be achieved.Notes:Sand is the most readily available and economical proppant to choose for low clossure stress.