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GRADIENTE DE FRACTURAMIENTO DE LA FORMACIÓN

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Gradiente de fracturamiento de la formación

Al finalizar este módulo usted podrá describir los siguientes conceptos y realizar los cálculos presentados:

– Presión de fracturamiento de la formación

– Tolerancia a la surgencia– Consideraciones antes de la prueba

de presión

– Consideraciones durante la prueba de presión

– Interpretación de resultados

Finalmente, conocerá y comprenderá las diferentes pruebas que se utilizan para evaluar presiones.

Objetivos de aprendizaje

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Presión de fracturamiento de la formación

La presión de fracturamiento de la formación es la cantidad de presión necesaria para dividir o romper permanentemente la estructura rocosa de una formación.

Normalmente, con solo superar la presión de formación no resulta suficiente para genera una fractura.

• Las formaciones porosas y permeables permiten que fluyan los fluidos de formación o de los poros.

• Por lo tanto se debe bombear fluido dentro de las mismas.

• La tasa de flujo del fluido del poro es limitada.

• Una vez que se excede la tasa de flujo del fluido del poro (si existe) la roca de la formación queda sometida a tensiones y puede deformarse y luego fracturarse.

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Presión de fracturamiento de la formación

Los gradientes de fracturamiento normalmente aumentan con la profundidad debido al aumento de la presión de sobrecarga (capas de roca).

Las formaciones más profundas y/o compactas pueden necesitar mayores presiones de fracturamiento para superar las presiones de formación existentes y oponerse a la estructura de la roca.

Las formaciones menos compactas se fracturan a menores presiones.

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Datos de fractura

En muchos lugares del mundo ya se conocen los datos generales de fracturamiento. Éstos se han determinado a partir de varios tipos de pruebas que se realizan generalmente durante la perforación. Algunas pruebas se realizan en pozo terminados, y algunas otras durante las operaciones de servicios de pozo.

Los datos obtenidos a partir de estas pruebas ayudan a calcular las profundidades de las tuberías de revestimiento, las opciones de control de pozo, las presiones de fracturamiento de la formación y los pesos máximos de fluidos.

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Presión de fracturamiento de la formación

RECUERDE: Aunque ya existan datos de un campo cada pozo es único y debe tratarse como tal.

RECUERDE: Siempre "piense en fondo de pozo" ya que es la presión total ejercida contra la formación la que causa la pérdida de fluido y el fracturamiento de la formación. Es decir, la presión hidrostática más la presión aplicada.

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Tolerancia a la surgencia

Tolerancia a la surgencia - es el volumen estimado de una surgencia que puede ser tomado cuando se cierra inicialmente el pozo antes de que se produzca el fracturamiento de la formación.

• Puede expresarse en lb/gal, barriles o una combinación de ambos.

Se base en cálculos realizados a partir de los datos de fracturamientos y pruebas, y a las condiciones existentes (peso de lodo actual y presión de formación).

Si se excede la tolerancia a la surgencia, se podría producir una falla de la formación si además:• Se excede el peso máximo de lodo.

• Las surgencia se produce debajo de la zona débil o de fractura.

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Determinación de la presión de fracturamiento

Presión de fracturamiento – presión máxima en superficie que se puede aplicar a una tubería de revestimiento llena de un fluido conocido sin fracturar la formación que se encuentra debajo de la misma.

La zona más débil generalmente es la formación más somera que se encuentra expuesta debajo de la zapata de la tubería de revestimiento.

• En algunos casos puede ser una formación más profunda que la que se encuentra justo debajo de la zapata de la tubería de revestimiento.

Generalmente para determinar la resistencia y la estabilidad de una formación se realizan prueba de admisión (LOT) o pruebas de integridad de la formación (FIT).

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Prueba de integridad de la formación (FIT)

Cuando existe el riesgo de dañar la formación se realiza una prueba de integridad de la formación (FIT) o "prueba de jarras".

Durante esta prueba, se presuriza el pozo hasta una presión predeterminada que la formación debería poder soportar.

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Prueba de integridad de la formación (FIT)

Si se conoce el peso o el gradiente del lodo, se puede calcular la presión de prueba en superficie (STP) para que se mantenga por debajo, de las siguientes maneras:

o,

Si se realiza esta prueba sin fracturar la formación, se dice que la prueba fue "buena".

• Ventajas: no se daña la formación.

• Desventajas: no se determina la resistencia máxima de formación.

)MWPresent MW (Fracture xDepth Casing x 0.052STP ppgppgft psi −=

)Gradient MudPresent Gradient (Fracture xDepth Casing STP psi/ftpsi/ftft psi −=

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Prueba de admisión (LOT)

Una prueba de admisión se realiza para estimar la presión máxima o la densidad de fluido máxima que puede soportar la formación a la profundidad de prueba antes de que se produzcan pérdidas de fluido o fracturamientos de la formación.

Dependiendo de cómo se haga la prueba, se pueden tener en cuenta varias propiedades del lodo.

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Prueba de admisión (LOT)

Hay varias técnicas para realizar una prueba de admisión (LOT) que dependen de la manera en que se aplica la presión a la formación y pueden dar resultados un poco diferentes. Estas técnicas incluyen:

• Bombeo a través de la sarta

• Bombeo a través de la tubería de revestimiento

• Circular a través del estrangulador

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Realización de prueba de admisión (LOT)

Independientemente del método o prueba que se aplique, se debe hacer lo siguiente:

• Acondicionar el fluido.

• Cerrar el pozo.

• Utilizar técnicas de presurización apropiadas.

• Bombear LENTAMENTE y comenzar a registrar la presión.

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Prueba de admisión (LOT)

De acuerdo al tipo de prueba:• Prueba de admisión (LOT): Presurizar hasta el punto en que la formación comienza a admitir fluido.

• Prueba de integridad: Presurizar hasta un punto determinado.

• Mantener la presión de prueba, generalmente durante 5 minutos.

Liberar presión.

Repetir para verificar.

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Máximo permitido

El máximo permitido es la combinación de la presión hidrostática de un fluido más una presión adicional que producirá admisión de fluido o daños en la formación no deseados.

El peso de lodo máximo permitido (MAMW) o peso de lodo de fracturamiento es la presión total, representada como densidad del lodo, por arriba de la cual podría producirse admisión de fluido o daños en la formación. Se puede calcular a partir de los datos de la prueba LOT como se muestra a continuación:

𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴 𝒍𝒍𝒍𝒍/𝒈𝒈𝒈𝒈𝒍𝒍 = 𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷 𝑳𝑳𝑷𝑷𝑳𝑳𝑷𝑷 𝑳𝑳𝑷𝑷 𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑𝒑𝑷𝑷𝒍𝒍𝒈𝒈𝒍𝒍𝒍𝒍/𝒈𝒈𝒈𝒈𝒍𝒍 +𝑷𝑷𝒑𝒑𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷 𝒈𝒈𝒑𝒑𝒍𝒍𝑷𝑷𝒂𝒂𝒈𝒈𝑳𝑳𝒈𝒈𝒑𝒑𝑷𝑷𝑷𝑷𝟎𝟎,𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 𝒙𝒙 𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝒑𝒑𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷,𝒛𝒛𝒈𝒈𝒑𝒑𝒈𝒈𝒛𝒛𝒈𝒈

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Máximo permitido

La presión máxima permitida en superficie (MASP) se puede calcular si la densidad del fluido cambia con respecto a la densidad del fluido de prueba de la siguiente manera:

𝑴𝑴𝑴𝑴𝑺𝑺𝑷𝑷𝒑𝒑𝑷𝑷𝑷𝑷 = 𝟎𝟎,𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 𝒙𝒙 (𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴 𝒍𝒍𝒍𝒍/𝒈𝒈𝒈𝒈𝒍𝒍 − 𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷𝑷 𝑳𝑳𝑷𝑷𝑳𝑳𝑷𝑷 𝒍𝒍𝒍𝒍/𝒈𝒈𝒈𝒈𝒍𝒍) 𝒙𝒙 𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝒛𝒛𝒈𝒈𝒑𝒑𝒈𝒈𝒛𝒛𝒈𝒈

RECUERDE: ¡Calcular las presiones y las densidades máximas solo tiene sentido cuando la tubería de revestimiento está llena del mismo fluido desde la zapata hasta superficie!

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Gradiente de fracturamiento de la formación

Debería poder describir los siguientes conceptos y realizar los cálculos presentados:

- Presión de fracturamiento de la formación.

- Tolerancia a la surgencia.

- Consideraciones antes de la prueba de presión.

- Consideraciones durante la prueba de presión.

- Interpretación de resultados.

Debería conocer y comprender los principios y los cálculos de las diferentes pruebas que se utilizan para evaluar presiones.