Agentes Apuntalantes - Aspectos a considerar en el diseño de fracturamiento hidráulico ~ Portal del Petróleo.pdf

7/22/2019 Agentes Apuntalantes - Aspectos a considerar en el diseo de fracturamiento hidrulico ~ Portal del Petrleo.pdf

1/9

PorPorMarcelo MadridMarcelo Madrid 31.12.1131.12.11 EstimulacinEstimulacin 9 comentarios9 comentarios

Cuando se hace una fractura en una arenisca (y tambin en algunosCuando se hace una fractura en una arenisca (y tambin en algunos

carbonatos) es necesario utilizar un componente que impida que la fractura secarbonatos) es necesario utilizar un componente que impida que la fractura se

cierre completamente una vez terminado el bombeo, y que garantice unacierre completamente una vez terminado el bombeo, y que garantice una

conductividad al canal recin creado. Este material es lo que llamamosconductividad al canal recin creado. Este material es lo que llamamos

"agente de sostn", "agente apuntalante" o proppant. Este material debe"agente de sostn", "agente apuntalante" o proppant. Este material debe

tener ciertas propiedades fsicas y mecnicas, principalmente una altatener ciertas propiedades fsicas y mecnicas, principalmente una alta

resistencia a los esfuerzos. Tambin debe resistir a la corrosin, porque enresistencia a los esfuerzos. Tambin debe resistir a la corrosin, porque en

ciertos ambientes hay Hciertos ambientes hay H22S o COS o CO22 en el fluido de produccin, o a futuro seen el fluido de produccin, o a futuro se

puede prever tratamientos cidos. El agente de sostn debe tener unapuede prever tratamientos cidos. El agente de sostn debe tener una

gravedad especfica lo ms baja posible para evitar su segregacin ygravedad especfica lo ms baja posible para evitar su segregacin y

decantacin del fluido de transporte en el fondo de la fractura. Como sondecantacin del fluido de transporte en el fondo de la fractura. Como son

materiales que se utilizan en gran volumen es muy importante que el costomateriales que se utilizan en gran volumen es muy importante que el costo

sea lo ms bajo posible.sea lo ms bajo posible.

Conductividad.Conductividad.

El empaque del agente de sostn es el elemento a travs del cual va aEl empaque del agente de sostn es el elemento a travs del cual va a

transitar el fluido producido desde la formacin a travs de la fractura. Por lotransitar el fluido producido desde la formacin a travs de la fractura. Por lo

tanto el parmetro ms importante ser la conductividad en condiciones detanto el parmetro ms importante ser la conductividad en condiciones de

fondo de pozo. Recordemos que la conductividad de la fractura es el anchofondo de pozo. Recordemos que la conductividad de la fractura es el ancho

por la permeabilidad del agente de sostn en condicin de fondo y por lapor la permeabilidad del agente de sostn en condicin de fondo y por la

altura (kaltura (kff.w.h). El ancho de la fractura es directamente proporcional a la.w.h). El ancho de la fractura es directamente proporcional a la

concentracin de agente de sostn dentro de la fractura (concentracin de agente de sostn dentro de la fractura (no confundirno confundir

concentracin en la fractura [concentracin en la fractura [lb/pielb/pie22] con la concentracin en el fluido de] con la concentracin en el fluido de

fractura [fractura [PPA oPPA o PPGPPG]]). Esta concentracin, cantidad de agente de sostn por). Esta concentracin, cantidad de agente de sostn por

unidad de rea, se expresa en libra por pieunidad de rea, se expresa en libra por pie22 ((lb/pielb/pie22), y por lo tanto este), y por lo tanto este

trmino es dependiente de la gravedadtrmino es dependiente de la gravedad especifica del material utilizado. Oespecifica del material utilizado. O

sea, a misma concentracin (lb/piesea, a misma concentracin (lb/pie22) el ancho ser diferente segn el material) el ancho ser diferente segn el material

utilizado. Cuando la industria empez a fracturar el nico agente de sostnutilizado. Cuando la industria empez a fracturar el nico agente de sostn

disponible era el arena. Entonces se utiliz este trmino sin posibilidad dedisponible era el arena. Entonces se utiliz este trmino sin posibilidad de

PopularPopular TemasTemas ArchivoArchivo

Buscar

Bombeo Mecnico - DiseoBombeo Mecnico - Diseo

Es uno de los mtodos deEs uno de los mtodos deproduccin ms utilizadosproduccin ms utilizados

(80-90%), el cual su principal(80-90%), el cual su principalcaracterstica es la de utilizarcaracterstica es la de utilizar

una unidad de bombeo par...una unidad de bombeo par...

Cuenca Oriental de VenezuelaCuenca Oriental de Venezuela

(Parte I)(Parte I)

Marco Geolgico La CuencaMarco Geolgico La CuencaOriental de Venezuela es unaOriental de Venezuela es unadepresin topogrfica ydepresin topogrfica y

estructural ubicada en la regin centro-esteestructural ubicada en la regin centro-estedel pas, con ...del pas, con ...

Bombeo Electrosumergible -Bombeo Electrosumergible -

DiseoDiseo

Para optimizar la produccin enPara optimizar la produccin en

los pozos, las compaaslos pozos, las compaasoperadoras a travs de losoperadoras a travs de losdepartamentos de optimizacin de produccin,departamentos de optimizacin de produccin,buscan las ...buscan las ...

BPD - Curvas de DeclinacinBPD - Curvas de Declinacin

de Produccin. Parte I:de Produccin. Parte I:

IntroduccinIntroduccin

La declinacin es el descensoLa declinacin es el descensode la capacidad de produccinde la capacidad de produccin

de un yacimiento, se origina comode un yacimiento, se origina comoconsecuencia de una disminucin de laconsecuencia de una disminucin de lapresin...presin...

Introduce tu direccin de correo electrnico:Introduce tu direccin de correo electrnico:

21 May21 MayJonathan GarciaJonathan Garcia enen origen de losorigen de loshidrocarburoshidrocarburos::Felicitaciones, yo estudio Geologa y vi unaFelicitaciones, yo estudio Geologa y vi unamateria llamada Geoquimica y puedomateria llamada Geoquimica y puedodecirte que has hecho una grandecirte que has hecho una granRecopilacin de informacin con muchaRecopilacin de informacin con muchacalidad. Gracias por su esfuerzo, Me gustocalidad. Gracias por su esfuerzo, Me gusto

mucho leer su Blog si quiere puedemucho leer su Blog si quiere puedeEscribirme a:Escribirme a:

21 May21 MayAnny GuilarteAnny Guilarte enen bpd curvas de declinacionbpd curvas de declinacionde produccionde produccion::

Tweet 0 Me gusta 3

33

PGINA PRINCIPAL CLASIFICADOS SERVICIOS PROFESIONALES EVENTOS CONTACTO

88 99 44 66 11

ntes Apuntalantes - Aspectos a considerar en el diseo de fractura... http://www.portaldelpetroleo.com/2011/12/agentes-apuntalantes-aspect...

9 21/05/2013 05:28 p.m.
http://www.portaldelpetroleo.com/2011/12/agentes-apuntalantes-aspecthttp://www.portaldelpetroleo.com/2011/12/agentes-apuntalantes-aspect


2/9

Figura 1. Comparacin de agentes deFigura 1. Comparacin de agentes de

sostn sometidos a diferentes esfuerzossostn sometidos a diferentes esfuerzos

Figura 2. Calidad de las arenasFigura 2. Calidad de las arenas

confusin, y seguimos utilizndolo hoy.confusin, y seguimos utilizndolo hoy. Ahora sera ms conveniente hablarAhora sera ms conveniente hablar

de ancho de fractura y no de concentracin en lb/piede ancho de fractura y no de concentracin en lb/pie22 ya que por una mismaya que por una misma

concentracin el ancho depender de la gravedad especifica delconcentracin el ancho depender de la gravedad especifica del material.material. LaLa

permeabilidad final de la fractura es funcin del tipo de agente de sostn, depermeabilidad final de la fractura es funcin del tipo de agente de sostn, de

la concentracin alcanzada dentro de la fractura (lb/piela concentracin alcanzada dentro de la fractura (lb/pie22), de la temperatura), de la temperatura

del reservorio, de la presin de cierre, de la dureza de la formacin (E), de ladel reservorio, de la presin de cierre, de la dureza de la formacin (E), de la

cantidad de finos, de la calidad del gel utilizado (cantidad de residuo dejadocantidad de finos, de la calidad del gel utilizado (cantidad de residuo dejado

en la fractura), etc. La conductividad necesaria depender del fluido aen la fractura), etc. La conductividad necesaria depender del fluido a

producir, de la permeabilidad de la formacin:producir, de la permeabilidad de la formacin:

En pozos de gas de baja permeabilidad => conductividad bajaEn pozos de gas de baja permeabilidad => conductividad baja

En pozos de petrleo de alta permeabilidad => conductividad altaEn pozos de petrleo de alta permeabilidad => conductividad alta

Confinamiento.Confinamiento.

Una vez cerrada la fractura el agente de sostn esta sometido (confinado) aUna vez cerrada la fractura el agente de sostn esta sometido (confinado) a

una presin ejercida por la formacin. En realidad la presin de confinamientouna presin ejercida por la formacin. En realidad la presin de confinamiento

no es toda la presin ejercida por la formacin sino la presin de formacinno es toda la presin ejercida por la formacin sino la presin de formacin

menos la presin poral. Entonces la presin de confinamiento se defina comomenos la presin poral. Entonces la presin de confinamiento se defina como

el esfuerzo mnimo, determinado en la presin de cierre, menos la presinel esfuerzo mnimo, determinado en la presin de cierre, menos la presin

poral.poral.

PPconfinamientoconfinamiento = P= Pcierrecierre - P- Pporalporal

PPconfinamientoconfinamiento = (FG x profundidad) - P= (FG x profundidad) - Pporalporal

Debido a la produccin la presin poral disminuye en el tiempo, y con msDebido a la produccin la presin poral disminuye en el tiempo, y con msintensidad en la vecindad del pozo. En consecuencia la presin deintensidad en la vecindad del pozo. En consecuencia la presin de

confinamiento incrementa en el tiempo y es mxima cerca del pozo, dondeconfinamiento incrementa en el tiempo y es mxima cerca del pozo, donde

tambin es necesario la mayor conductividad. En caso de pozos producidostambin es necesario la mayor conductividad. En caso de pozos producidos

por algunos sistemas de bombeo artificial (AIB, PCP, ESP) la presin en elpor algunos sistemas de bombeo artificial (AIB, PCP, ESP) la presin en el

fondo (BHPP) puede ser considerada cero, y entonces:fondo (BHPP) puede ser considerada cero, y entonces:

PPconfinamientoconfinamiento = (FG x profundidad)= (FG x profundidad)

Confinamiento - Efecto de la presin.Confinamiento - Efecto de la presin.

En la Figura 1 vemos una arena utilizada como agente de sostn. Se utilizaEn la Figura 1 vemos una arena utilizada como agente de sostn. Se utiliza

normalmente para una presin de confinamiento inferior a los 4000 o 5000normalmente para una presin de confinamiento inferior a los 4000 o 5000

psi. Podemos observar la forma de los granos y que todos son prcticamentepsi. Podemos observar la forma de los granos y que todos son prcticamente

del mismo tamao. En la foto de derecha vemos esta misma arena despusdel mismo tamao. En la foto de derecha vemos esta misma arena despus

de ser sometida a una presin de 10.000 psi, o sea una presin muy superiorde ser sometida a una presin de 10.000 psi, o sea una presin muy superior

a la presin recomendada. Podemos constatar cmo parte de los granos sea la presin recomendada. Podemos constatar cmo parte de los granos se

han roto y han formado una cantidad de partculas muy finitas. Si estos finoshan roto y han formado una cantidad de partculas muy finitas. Si estos finos

se quedan dentro del empaque taparan los poros e impedirn el flujo desde lase quedan dentro del empaque taparan los poros e impedirn el flujo desde laformacin. Por lo tanto podemos concluir en la importancia de conocer laformacin. Por lo tanto podemos concluir en la importancia de conocer la

presin de confinamiento mxima durante la vida del pozo a la cual serpresin de confinamiento mxima durante la vida del pozo a la cual ser

sometida el agente de sostn para poder definir cual usar.sometida el agente de sostn para poder definir cual usar. Pero en pozos dePero en pozos de

gas de baja permeabilidad, una fractura empaquetada con esta misma arenagas de baja permeabilidad, una fractura empaquetada con esta misma arena

parcialmente rota puede tener una conductividad suficiente para producir sinparcialmente rota puede tener una conductividad suficiente para producir sin

necesidades de utilizar un agente de sostn ms caro.necesidades de utilizar un agente de sostn ms caro.

Calidad de lasCalidad de las arenasarenas de fractura - Normas API.de fractura - Normas API.

Muy buena tu informacin, la citar en miMuy buena tu informacin, la citar en mitesis. Muchas gracias!tesis. Muchas gracias!

13 May13 Maymanuel v. madrizmanuel v. madriz enen diagnostico dediagnostico deproduccion de aguaproduccion de agua::Marcelo, estoy realizando mi tesis de gradoMarcelo, estoy realizando mi tesis de gradosobre implementacion de plantas desobre implementacion de plantas detratamiento de agua, me interesa sabertratamiento de agua, me interesa sabercomo saber el aumento de corte de agua decomo saber el aumento de corte de agua deun yacimiento, saber si se puedeun yacimiento, saber si se puedepronosticar etc. por favor escribeme a mipronosticar etc. por favor escribeme a mi

correocorreo

07 May07 MayFernando MarzukaFernando Marzuka enen bombeo mecanicobombeo mecanicodisenodiseno::Saludos, soy originario de Venezuela peroSaludos, soy originario de Venezuela peroestudie mi carrera universitaria en Estadosestudie mi carrera universitaria en EstadosUnidos y ahora trabajo ah. Por ende, todosUnidos y ahora trabajo ah. Por ende, todosestos conceptos y definiciones los estudiestos conceptos y definiciones los estudien ingls. Me ha sido muy til tu pgina; aen ingls. Me ha sido muy til tu pgina; atravs de ella he podidotravs de ella he podido

Google Friend Connect

Miembros (150) Ms

Ya eres miembro? Iniciar sesin


9 21/05/2013 05:28 p.m.


3/9

Existen diferentes normas API para los diferentes tipos de agente de sostn,Existen diferentes normas API para los diferentes tipos de agente de sostn,

la normala norma API-RP56API-RP56 siendo especfica para las arenas. Estas normas dan lassiendo especfica para las arenas. Estas normas dan las

diferentes especificaciones sobre resistencia a la compresin, resistencia a ladiferentes especificaciones sobre resistencia a la compresin, resistencia a la

corrosin (solubilidad), tamao y formas de los granos. En la Figura 2corrosin (solubilidad), tamao y formas de los granos. En la Figura 2

reproducido de la norma vemos la exigencia en cuanto en la forma de losreproducido de la norma vemos la exigencia en cuanto en la forma de los

granos de las arenas de fractura. Como la arena es un agente natural que segranos de las arenas de fractura. Como la arena es un agente natural que se

encuentra en canteras, no todos los granos deencuentra en canteras, no todos los granos de la arena son bien redondos, alla arena son bien redondos, al

contrario. Por lo tanto el primer control de calidad ser verificar su redondez.contrario. Por lo tanto el primer control de calidad ser verificar su redondez.

Se debe exigir que la forma de los granos de arena, estadsticamenteSe debe exigir que la forma de los granos de arena, estadsticamente

hablando, coincide con los cuatro cuadrados de arriba a la derecha. Si lahablando, coincide con los cuatro cuadrados de arriba a la derecha. Si la

arena tiene una forma segn las lneas inferiores y/o izquierda del cuadroarena tiene una forma segn las lneas inferiores y/o izquierda del cuadro

tendremos una arena de mala calidad. A empaquetarse la fractura los granostendremos una arena de mala calidad. A empaquetarse la fractura los granos

se acomodaran de tal manera que los poros del empaque tendran una bajase acomodaran de tal manera que los poros del empaque tendran una baja

permeabilidad. Es este tipo de arena que debemos evitar de comprar.permeabilidad. Es este tipo de arena que debemos evitar de comprar.

La forma de los granos se clasifican en:La forma de los granos se clasifican en:

EsfericidadEsfericidad: representa el grado de comparacin entre la forma de los: representa el grado de comparacin entre la forma de los

granos de arena ygranos de arena y una esfera.una esfera.

RedondezRedondez: mide si las diferentes facetas de los granos se juntan de manera: mide si las diferentes facetas de los granos se juntan de manera

redondeada o no.redondeada o no.

Efecto de la concentracin.Efecto de la concentracin.

En la Figura 3 se observa el efecto de la concentracin de agente de sostnEn la Figura 3 se observa el efecto de la concentracin de agente de sostndentro de la fractura. Estedentro de la fractura. Este grfico es sacado de una base de datos degrfico es sacado de una base de datos de

StimlabStimlab.. LaLa comparacin esta hecha con arena marca Badger decomparacin esta hecha con arena marca Badger de

granulometra 12/20.granulometra 12/20. El ensayo se hace tomando dos placas de roca con elEl ensayo se hace tomando dos placas de roca con el

agente de sostn en el medio. Estosagente de sostn en el medio. Estos ensayos permiten tomar en consideracinensayos permiten tomar en consideracin

el efecto de empotramiento. Las diferentesel efecto de empotramiento. Las diferentes concentraciones corresponden aconcentraciones corresponden a

diferentes anchos de fractura. Se hace fluir lquidodiferentes anchos de fractura. Se hace fluir lquido midiendo diferencia demidiendo diferencia de

presin entre entrada y salida. Vemos que, cualquier sea lapresin entre entrada y salida. Vemos que, cualquier sea la concentracin,concentracin,

cuando la presin de confinamiento pasa los 3000 psi la arena pierdecuando la presin de confinamiento pasa los 3000 psi la arena pierde muchomucho

de su conductividad, debido a la rotura de los granos.de su conductividad, debido a la rotura de los granos. Adems podemosAdems podemos

observar la importancia de obtener altas concentraciones de arena paraobservar la importancia de obtener altas concentraciones de arena para lograrlograr

una adecuada conductividad, ya que a baja concentracin (0.5 lb/pieuna adecuada conductividad, ya que a baja concentracin (0.5 lb/pie22))

lala conductividad es muy pobre, misma a muy baja presin de confinamiento.conductividad es muy pobre, misma a muy baja presin de confinamiento.

Se puede hacerSe puede hacer este mismo grfico con cualquier otro tipo agente de sostneste mismo grfico con cualquier otro tipo agente de sostn

de diferentes granulometras.de diferentes granulometras. Las curvas tendran comportamientos similares,Las curvas tendran comportamientos similares,

pero con valores diferentes.pero con valores diferentes. Segn el proveedor este tipo de ensayo esSegn el proveedor este tipo de ensayo es

graficado con conductividad (mD-pie) ograficado con conductividad (mD-pie) o permeabilidad (mD) versus presin depermeabilidad (mD) versus presin de

confinamiento. En la realidad la permeabilidad finalconfinamiento. En la realidad la permeabilidad final del agente de sostn serdel agente de sostn ser

todava menor debido al dao residual que deja el gel dentro detodava menor debido al dao residual que deja el gel dentro de la fractura.la fractura.

Este dao es dependiente de la calidad del gelificante, la cantidad y calidad deEste dao es dependiente de la calidad del gelificante, la cantidad y calidad de

ruptor utilizados.ruptor utilizados. Adems debido a condiciones como rotura de los granos,Adems debido a condiciones como rotura de los granos,

disolucin, migracin de finos, la conductividad cambia tambin en funcin deldisolucin, migracin de finos, la conductividad cambia tambin en funcin del

tiempo. Pruebas de flujo/no flujo,tiempo. Pruebas de flujo/no flujo, para simular periodos de pozo cerrado,para simular periodos de pozo cerrado,

mostraron reducciones severas de conductividad.mostraron reducciones severas de conductividad.

Figura 3. Efecto de la concentracinFigura 3. Efecto de la concentracin

EmpotramientoEmpotramiento ..


9 21/05/2013 05:28 p.m.


4/9

Si utilizamos bajas concentraciones de agente de sostn tenemos que pensarSi utilizamos bajas concentraciones de agente de sostn tenemos que pensar

que parte deque parte de la roca se va incrustar dentro del agente de sostn - al menosla roca se va incrustar dentro del agente de sostn - al menos

dentro de la primera capadentro de la primera capa de agente de sostn en ambas caras de lade agente de sostn en ambas caras de la

fractura-. El fenmeno es mayor enfractura-. El fenmeno es mayor en formaciones blandas. En la Figura 4formaciones blandas. En la Figura 4

vemos cmo los granos de la formacin que sonvemos cmo los granos de la formacin que son mucho ms finos que losmucho ms finos que los

granos del agente de sostn penetran adentro. Esto es lo quegranos del agente de sostn penetran adentro. Esto es lo que llamamosllamamos

empotramiento (o "embedment" en ingls).empotramiento (o "embedment" en ingls). El ancho perdido por este efectoEl ancho perdido por este efecto

se puede calcular en funcin de las propiedadesse puede calcular en funcin de las propiedades mecnicas de la roca, msmecnicas de la roca, ms

blanda es la formacin mayor ser el empotramiento. Tambinblanda es la formacin mayor ser el empotramiento. Tambin a mayora mayor

presin de confinamiento mayor empotramiento.presin de confinamiento mayor empotramiento. El valor de empotramientoEl valor de empotramiento

es calculado por los diferentes simuladores, que lo toman enes calculado por los diferentes simuladores, que lo toman en consideracinconsideracin

para calcular la conductividad final del empaque.para calcular la conductividad final del empaque.

Figura 4. Efecto del Empot ramientoFigura 4. Efecto del Empot ramiento

Podemos calcularlo:Podemos calcularlo:

Concentracin de agente de sostn en lb/pieConcentracin de agente de sostn en lb/pie22

CCpp = 5.2= 5.2 (1 -(1 - pp)w)w

Donde:Donde:

: gravedad especifica del agente de sostn: gravedad especifica del agente de sostn

pp : porosidad del empaque (fraccin): porosidad del empaque (fraccin)

w : ancho empaquetadow : ancho empaquetado

Ancho perdido por empotramiento para esfuerzo > 2000 psiAncho perdido por empotramiento para esfuerzo > 2000 psi

WWee = D= Dpp (0.8128 - 0.4191 ln[E])(0.8128 - 0.4191 ln[E])

Donde:Donde:

DDpp : dimetro promedio del agente de sostn (pul): dimetro promedio del agente de sostn (pul)

WWee max >> 1.5Dmax >> 1.5Dpp

E : modulo de Young (en psi * E6)E : modulo de Young (en psi * E6)

Para presin de cierre < 2000 psi, empotramiento >> 0.5 WPara presin de cierre < 2000 psi, empotramiento >> 0.5 Wee

Spalling.Spalling.

En formaciones no consolidadas, adems del empotramiento, acta otroEn formaciones no consolidadas, adems del empotramiento, acta otro

efecto, el deefecto, el de ""spallingspalling" (movimiento y penetracin de granos de formacin" (movimiento y penetracin de granos de formacin

dentro del empaque).dentro del empaque). Cuando se empieza a producir el pozo, algunos de losCuando se empieza a producir el pozo, algunos de los

granos de la formacin que han sidogranos de la formacin que han sido desconsolidados empiezan a moverse ydesconsolidados empiezan a moverse y

van a penetrar dentro del empaque, tapndolovan a penetrar dentro del empaque, tapndolo parcialmente. Este efecto separcialmente. Este efecto se

adiciona al efecto de empotramiento, pero tienen causasadiciona al efecto de empotramiento, pero tienen causas diferentes. Se puedediferentes. Se puede

calcular el spalling en funcin del tamao de los granos de lacalcular el spalling en funcin del tamao de los granos de la formacin y deformacin y de

los granos del agente de sostn. No es considerado en los simuladores.los granos del agente de sostn. No es considerado en los simuladores. ElEl

spalling fue observado en laboratorio sobre muestras de formaciones nospalling fue observado en laboratorio sobre muestras de formaciones no

consolidadas,consolidadas, pero no fue observado sobre muestras de formacionespero no fue observado sobre muestras de formaciones

consolidadas.consolidadas.

No hay trmino espaol comunalmente utilizado para traducir spalling.No hay trmino espaol comunalmente utilizado para traducir spalling.

Granulometra (mesh size).Granulometra (mesh size).

Cuando especificamos un agente de sostn especificamos tambin suCuando especificamos un agente de sostn especificamos tambin sugranulometra o seagranulometra o sea si se trata de un 12/20, 20/40, 30/70. Una granulometrasi se trata de un 12/20, 20/40, 30/70. Una granulometra

12/20 significa que el agente de12/20 significa que el agente de sostn pasa a travs de un tamiz de 12 hilossostn pasa a travs de un tamiz de 12 hilos

por pulgada y es retenido sobre un tamiz depor pulgada y es retenido sobre un tamiz de 20 hilos por pulgada.20 hilos por pulgada. Por qu esPor qu es

importante tener un agente de sostn que tiene una granulometraimportante tener un agente de sostn que tiene una granulometra


9 21/05/2013 05:28 p.m.


5/9

Figura 5. Distribucin de los granosFigura 5. Distribucin de los granos

tantan especfica?. En los grficos de la izquierda podemos observar que losespecfica?. En los grficos de la izquierda podemos observar que los

poros entre losporos entre los granos son grandes, y por lo tanto el fluido va a poder pasargranos son grandes, y por lo tanto el fluido va a poder pasar

fcilmente. En la Figura 5,fcilmente. En la Figura 5, los granos chicos se meten en el medio de loslos granos chicos se meten en el medio de los

poros de los granos grandesporos de los granos grandes tapndolos parcialmente y no permiten que eltapndolos parcialmente y no permiten que el

fluido pase fcilmente a travs delfluido pase fcilmente a travs del empaque.empaque. Por eso no se debe mezclarPor eso no se debe mezclar

agentes de sostn de granulometras diferentes, niagentes de sostn de granulometras diferentes, ni bombearlos uno tras elbombearlos uno tras el

otro porque en la zona de la fractura donde las dos granulometrasotro porque en la zona de la fractura donde las dos granulometras sese

mezclarn habra una zona de baja permeabilidad (conductividad)mezclarn habra una zona de baja permeabilidad (conductividad)

En la Figura 6 vemos el efecto de la granulometra sobre la conductividad de laEn la Figura 6 vemos el efecto de la granulometra sobre la conductividad de la

fractura.fractura. Nuevamente son datos que vienen de la base de datos deNuevamente son datos que vienen de la base de datos de StimlabStimlab. Es. Es

una arena marcauna arena marca Badger, a una temperatura deBadger, a una temperatura de 150F150F y con una concentraciny con una concentracin

constante de 1.5 lb/pie. Elconstante de 1.5 lb/pie. El ensayo fue realizado con diferentes granulometras:ensayo fue realizado con diferentes granulometras:

12/20, 16/30, 20/40 y una granulometra12/20, 16/30, 20/40 y una granulometra muy fina, 40/70, utilizada en pozos demuy fina, 40/70, utilizada en pozos de

gas. Esta presin de confinamiento deber ser tomadagas. Esta presin de confinamiento deber ser tomada en cuenta para la eleccinen cuenta para la eleccin

del tipo de agente de sostn.del tipo de agente de sostn. La primera observacin es la cada rpida de laLa primera observacin es la cada rpida de la

conductividad de la arena 12/20 bajo el efectoconductividad de la arena 12/20 bajo el efecto del incremento de la presin.del incremento de la presin.

Cuanto ms gruesa es la arena de fractura ms frgil es. EnCuanto ms gruesa es la arena de fractura ms frgil es. En consecuencia a mayorconsecuencia a mayor

profundidad se deber utilizar un agente de sostn de menor tamaoprofundidad se deber utilizar un agente de sostn de menor tamao de malla.de malla.

Observamos tambin que a presin superior a 4500 psi, por efecto de la roturaObservamos tambin que a presin superior a 4500 psi, por efecto de la rotura

dede los granos, sea cual sea la granulometra de la arena las conductividadeslos granos, sea cual sea la granulometra de la arena las conductividades

terminan teniendoterminan teniendo valores similares.valores similares. En pozos someros donde la presin deEn pozos someros donde la presin de

confinamiento es baja se recomiende utilizar la mayorconfinamiento es baja se recomiende utilizar la mayor granulometra posible paragranulometra posible para

tener una buena conductividad.tener una buena conductividad.

Figura 6. Efecto de la granulometra sobre la conductividadFigura 6. Efecto de la granulometra sobre la conductividad

Seleccin del agente de sostn.Seleccin del agente de sostn.

El primero de los agentes de sostn histricamente utilizado, tambin l msEl primero de los agentes de sostn histricamente utilizado, tambin l ms

barato, es labarato, es la arena, pero no cualquier arena. Las mejores marcas son Unimin,arena, pero no cualquier arena. Las mejores marcas son Unimin,

Badger, ambas arenasBadger, ambas arenas blancas. Son arenas con altos porcentajes de cuarzoblancas. Son arenas con altos porcentajes de cuarzo

que tienen poco material extraoque tienen poco material extrao como feldespatos, y son bien redondeadas.como feldespatos, y son bien redondeadas.

Tambin existen arenas de menor calidadTambin existen arenas de menor calidad comocomo la Texasla Texas oo la Norton. Porla Norton. Por elel

momento no hay proveedores de arenas de calidad enmomento no hay proveedores de arenas de calidad en Amrica Latina.Amrica Latina. OtroOtro

tipo de agente de sostn que se suele utilizar es la arena resinada curable otipo de agente de sostn que se suele utilizar es la arena resinada curable o

precurada.precurada.

La arena resinada tiene ms resistencia que la arena comn debido a laLa arena resinada tiene ms resistencia que la arena comn debido a la

pelculapelcula de resina que se encuentra alrededor de los granos, lo que le otorgade resina que se encuentra alrededor de los granos, lo que le otorga

una mayoruna mayor resistencia. Ese tipo de agente de sostn se utiliza principalmenteresistencia. Ese tipo de agente de sostn se utiliza principalmente

para reservorios dondepara reservorios donde es necesario hacer control de arena. Dado que loses necesario hacer control de arena. Dado que los

granos estn pegados uno a otro segranos estn pegados uno a otro se evita su produccinevita su produccin

post-fractura.post-fractura. Despus existen materiales artificiales que tienen mayoresDespus existen materiales artificiales que tienen mayores

resistencias a la presin de confinamiento. Si la arena tiene una resistencia deresistencias a la presin de confinamiento. Si la arena tiene una resistencia de


9 21/05/2013 05:28 p.m.


6/9

hastahasta 4000 a4000 a 5000 psi, una5000 psi, una cermica tiene una resistencia decermica tiene una resistencia de 5000 a5000 a 10.00010.000

psi. La ventaja de los materiales artificiales es que son esferas prcticamentepsi. La ventaja de los materiales artificiales es que son esferas prcticamente

perfectas y por lo tanto tienen unaperfectas y por lo tanto tienen una conductividad mucho mejor que la arena.conductividad mucho mejor que la arena.

El inconveniente es que son mucho ms caros.El inconveniente es que son mucho ms caros. La cermica procedeLa cermica procede

generalmente de USA y la marca principal es Carbo Ceramic que fabrica entregeneralmente de USA y la marca principal es Carbo Ceramic que fabrica entre

otros los agentes de sostn CarboLITEotros los agentes de sostn CarboLITETMTM, CarboPROP, CarboPROPTMTM. Las. Las cermicas soncermicas son

clasificadas como agentes de sostn de resistencia intermedia (clasificadas como agentes de sostn de resistencia intermedia (ISPISP::

Intermedia Strength Proppant).Intermedia Strength Proppant). Para pozos muy profundos, que debernPara pozos muy profundos, que debern

soportar altas presiones de cierre se utiliza bauxita, que se clasifica comosoportar altas presiones de cierre se utiliza bauxita, que se clasifica como

agente de sostn de alta resistencia (agente de sostn de alta resistencia (ISPISP: High: High Strength Proppant). HayStrength Proppant). Hay

varios proveedores de bauxita en el mundo entonces segn la locacin lavarios proveedores de bauxita en el mundo entonces segn la locacin la

bauxita puede ser ms econmica que la cermica.bauxita puede ser ms econmica que la cermica.

La eleccin del agente de sostn depender de varios factores:La eleccin del agente de sostn depender de varios factores:

LaLa cantidadcantidad de agente sostn depender del volumen de fractura quede agente sostn depender del volumen de fractura que

necesitamos lograr.necesitamos lograr.

LaLa granulometragranulometra ser funcin de la presin de confinamiento a la cual serser funcin de la presin de confinamiento a la cual ser

sometido elsometido el agente de sostn, de la profundidad, del tipo de fluido a producir.agente de sostn, de la profundidad, del tipo de fluido a producir.

Por ejemplo, paraPor ejemplo, para petrleo a 3000 piespetrleo a 3000 pies utilizaremos una arena 12/20, autilizaremos una arena 12/20, a

40004000 piespies una arena de 16/30 o 20/40.una arena de 16/30 o 20/40. Si estamos fracturando un pozo deSi estamos fracturando un pozo de

gas necesitamos conductividades menores que paragas necesitamos conductividades menores que para petrleo. A mismapetrleo. A misma

presin de confinamiento en un pozo de gas se puede utilizar una arenapresin de confinamiento en un pozo de gas se puede utilizar una arena 40/7040/70

cuando en un pozo de petrleo se utilizara una cermica 20/40.cuando en un pozo de petrleo se utilizara una cermica 20/40. ElEl tipotipo dede

agente de sostn depender principalmente de la presin de confinamiento,agente de sostn depender principalmente de la presin de confinamiento,yy del costo.del costo.

En la Figura 7, se comparan tres tipos de agente de sostn de granulometraEn la Figura 7, se comparan tres tipos de agente de sostn de granulometra

20/40 a20/40 a una concentracin de 1.5 lb/pieuna concentracin de 1.5 lb/pie22 (Base de datos de Stimlab):(Base de datos de Stimlab):

Arena blanca, marca Badger (material natural)Arena blanca, marca Badger (material natural)

Carbolite: cermica, material artificial de resistencia intermedia conCarbolite: cermica, material artificial de resistencia intermedia con

una muy buenauna muy buena redondez y esfericidad.redondez y esfericidad.

Bauxita: material artificial de alta resistencia con una muy buenaBauxita: material artificial de alta resistencia con una muy buena

redondez yredondez y esfericidad.esfericidad.

Aqu es importante tener claro que como los agentes de sostn tienenAqu es importante tener claro que como los agentes de sostn tienen

diferentesdiferentes gravedades especificas por una misma concentracin de 1.5 lb/piegravedades especificas por una misma concentracin de 1.5 lb/pie22

el ancho serel ancho ser diferente. La arena es ms liviana por lo tanto generar undiferente. La arena es ms liviana por lo tanto generar un

ancho mayor que una bauxita.ancho mayor que una bauxita. Uno podra esperar que a bajas presiones deUno podra esperar que a bajas presiones de

confinamiento la bauxita tenga menorconfinamiento la bauxita tenga menor conductividad que la arena por que aconductividad que la arena por que a

misma concentracin tiene un ancho menor, peromisma concentracin tiene un ancho menor, pero como la bauxita es biencomo la bauxita es bien

esfrica (al igual que la cermica) la conductividad es mayor. Seesfrica (al igual que la cermica) la conductividad es mayor. Se observaobserva

tambin el efecto de la presin de confinamiento y la resistencia de cada unotambin el efecto de la presin de confinamiento y la resistencia de cada uno

dede los agentes de sostn.los agentes de sostn.

Figura 7. Comparacin de tres tipos de apuntalantes a unaFigura 7. Comparacin de tres tipos de apuntalantes a una

concentracin de 1,5 lb/pie2concentracin de 1,5 lb/pie2

Arena resinada.Arena resinada.

Hemos visto que en ciertos casos se utiliza agente de sostn resinado. Si esHemos visto que en ciertos casos se utiliza agente de sostn resinado. Si es

unauna arenaarena resinada curableresinada curable significa que la resina todava no termin susignifica que la resina todava no termin su

proceso de endurecimientoproceso de endurecimiento cuando la bombeamos al pozo. Bajo el efecto de lacuando la bombeamos al pozo. Bajo el efecto de la

temperatura, la presin y de untemperatura, la presin y de un activador la resina reacciona y los granos deactivador la resina reacciona y los granos de

arena se terminen de pegar entre si en elarena se terminen de pegar entre si en el fondo.fondo. Cuando trabajamos conCuando trabajamos con


9 21/05/2013 05:28 p.m.


7/9

Figura 8. Comparacin de una arena no resinada y resinadaFigura 8. Comparacin de una arena no resinada y resinada

feed-icon-orange.pngfeed-icon-orange.png

arena pre-curadaarena pre-curada la resina ya termin su proceso dela resina ya termin su proceso de endurecimiento antesendurecimiento antes

de bombearla en el pozo. Los granos no se pegarn entre s en lade bombearla en el pozo. Los granos no se pegarn entre s en la fractura.fractura. ElEl

grano de agente de sostn es recubierto de una capa de resina. Esta pelculagrano de agente de sostn es recubierto de una capa de resina. Esta pelcula

tiene algotiene algo de flexibilidad. Entonces mismo si los granos no quedan pegadosde flexibilidad. Entonces mismo si los granos no quedan pegados

esta misma pelcula deesta misma pelcula de resina hace que la superficie de contacto entre losresina hace que la superficie de contacto entre los

granos sea ms grande y no solamentegranos sea ms grande y no solamente un punto. En consecuencia laun punto. En consecuencia la

resistencia al arrastre y la resistencia a la compresin sonresistencia al arrastre y la resistencia a la compresin son mayores. En lamayores. En la

Figura 8 se compara la arena resinada y la arena no resinada.Figura 8 se compara la arena resinada y la arena no resinada.

Bridging - Puenteo en la fractura.Bridging - Puenteo en la fractura.

Durante el bombeo el objetivo es que el agente de sostn se dirija hasta elDurante el bombeo el objetivo es que el agente de sostn se dirija hasta el

fondo de lafondo de la fractura. Hay que pensar en los granos de arena como dosfractura. Hay que pensar en los granos de arena como dos

personas que quieren pasar porpersonas que quieren pasar por una puerta al mismo tiempo, si las personasuna puerta al mismo tiempo, si las personas

son gordas no van a entrar o de lo contrarioson gordas no van a entrar o de lo contrario necesitamos una puerta msnecesitamos una puerta ms

ancha. En la fractura sucede lo mismo. Para que los granosancha. En la fractura sucede lo mismo. Para que los granos del agente dedel agente desostn puedan penetrar dentro de la fractura, el ancho de la fractura debesostn puedan penetrar dentro de la fractura, el ancho de la fractura debe serser

por lo menos dos veces y medio el dimetro de los granos. O sea, por unapor lo menos dos veces y medio el dimetro de los granos. O sea, por una

arena 12/20arena 12/20 el ancho deber ser dos veces y medio el dimetro de un granoel ancho deber ser dos veces y medio el dimetro de un grano

malla 12. En casomalla 12. En caso contrario, se forman puentes en la fractura que impiden elcontrario, se forman puentes en la fractura que impiden el

flujo de la mezcla gel-agente deflujo de la mezcla gel-agente de sostn. Si en la fase de diseo vemos que nosostn. Si en la fase de diseo vemos que no

se puede conseguir el ancho suficientese puede conseguir el ancho suficiente deberemos buscar otradeberemos buscar otra

granulometra.granulometra. En los tratamientos tipo "Tip Screen Out" estamos buscando laEn los tratamientos tipo "Tip Screen Out" estamos buscando la

formacin de estosformacin de estos puentes, pero en un lugar bien especificado dentro de lapuentes, pero en un lugar bien especificado dentro de la

fractura.fractura.

De la misma manera que los granos tienen dificultades para entrar en elDe la misma manera que los granos tienen dificultades para entrar en el

interior de lainterior de la fractura, pueden tener dificultades a pasar por los punzados.fractura, pueden tener dificultades a pasar por los punzados.

Gruesbeck y CollinsGruesbeck y Collins determinaron en 1978 una relacin entre el dimetrodeterminaron en 1978 una relacin entre el dimetro

mnimo del punzado y el dimetromnimo del punzado y el dimetro promedio del agente de sostn. Estepromedio del agente de sostn. Este

trabajo experimental realizado concluy que para quetrabajo experimental realizado concluy que para que pueda entrar cualquierpueda entrar cualquier

concentracin de agente de sostn el dimetro del punzado debaconcentracin de agente de sostn el dimetro del punzado deba ser por loser por lo

menos 6 veces el dimetro del grano mayor del agente de sostn. Paramenos 6 veces el dimetro del grano mayor del agente de sostn. Para

msms seguridad algunos autores consideran 6 veces el dimetro mximo delseguridad algunos autores consideran 6 veces el dimetro mximo del

agente de sostn yagente de sostn y otros consideran 8 veces el dimetro promedio. En laotros consideran 8 veces el dimetro promedio. En la

Figura 9 se puede observar el efecto Bridging.Figura 9 se puede observar el efecto Bridging.

Figura 9. Efecto BridgingFigura 9. Efecto Bridging

Material tomado de: Captulo 6. Curso de Fracturamiento Hidrulico Repsol.Material tomado de: Captulo 6. Curso de Fracturamiento Hidrulico Repsol.

Si visitas por primera vez Blog Petrolero, y te gusta suSi visitas por primera vez Blog Petrolero, y te gusta su

contenido, puedes suscribirte en la fuente RSS para quecontenido, puedes suscribirte en la fuente RSS para que

recibas las ltimas actualizaciones. Para ellos debes hacer clickrecibas las ltimas actualizaciones. Para ellos debes hacer click

al botn. Si quieres recibir los post directamente a tu correoal botn. Si quieres recibir los post directamente a tu correo

electrnico, debers colocar el mismo despus de hacer clickelectrnico, debers colocar el mismo despus de hacer click

al siguienteal siguiente enlaceenlace


9 21/05/2013 05:28 p.m.


8/9

Entrada ms recienteEntrada ms reciente Entrada antiguaEntrada antiguaPgina principalPgina principal

9 comentarios:9 comentarios:

+1 Recommend this on Google

RUFINORUFINO 21 de enero de 2012 17:2521 de enero de 2012 17:25

donde puedo realizar esos ensayos para las arenas proppant,donde puedo realizar esos ensayos para las arenas proppant,

es decir conoces algun laboratorio que las haga?es decir conoces algun laboratorio que las haga?ResponderResponder

RUFINORUFINO 21 de enero de 2012 17:2521 de enero de 2012 17:25

donde puedo realizar esos ensayos para las arenas proppant,donde puedo realizar esos ensayos para las arenas proppant,es decir conoces algun laboratorio que las haga?es decir conoces algun laboratorio que las haga?

ResponderResponder

MarceloMarcelo 28 de enero de 2012 14:0428 de enero de 2012 14:04

Generalmente estas pruebas las realizan los fabricantes de lasGeneralmente estas pruebas las realizan los fabricantes de lasmismas y algunos laboratorios de empresas de servicios.mismas y algunos laboratorios de empresas de servicios.

ResponderResponder

GUSTAVOGUSTAVO 2 de febrero de 2012 13:092 de febrero de 2012 13:09

Estimado Sr. Marcelo muy bueno lo expuesto.Estimado Sr. Marcelo muy bueno lo expuesto.Le consulto usteded es consumidor de Arenas de SostenLe consulto usteded es consumidor de Arenas de SostenNaturales o CERAMICAS DE FRACTURA??Naturales o CERAMICAS DE FRACTURA??

Yo comercializo estos Agentes y me interesa poder hacerYo comercializo estos Agentes y me interesa poder hacerNegocios desde Argentina. Dejo mi mailNegocios desde Argentina. Dejo mi [email protected] si le interesa envio [email protected] si le interesa envio Certificadodel Sosten. Saludos.del Sosten. Saludos.

ResponderResponder


Muy bueno lo expuesto.Muy bueno lo expuesto.Le consulto usted consume en Operacion Agentes NaturalesLe consulto usted consume en Operacion Agentes Naturales

Arenas o CERAMICAS DE FRACTURAS.Arenas o CERAMICAS DE FRACTURAS.Comercializo estas y si le interesa le envio Certificados via mail,Comercializo estas y si le interesa le envio Certificados via mail,mi direccion es [email protected] direccion es [email protected]

ResponderResponder


Estimado Sr. Marcelo muy bueno lo expuesto.Estimado Sr. Marcelo muy bueno lo expuesto.Le consulto usteded es consumidor de Arenas de SostenLe consulto usteded es consumidor de Arenas de SostenNaturales o CERAMICAS DE FRACTURA??Naturales o CERAMICAS DE FRACTURA??

Yo comercializo estos Agentes y me interesa poder hacerYo comercializo estos Agentes y me interesa poder hacerNegocios desde Argentina. Dejo mi mailNegocios desde Argentina. Dejo mi [email protected] si le interesa envio [email protected] si le interesa envio Certificadodel Sosten. Saludos.del Sosten. Saludos.

ResponderResponder

MarceloMarcelo 4 de febrero de 2012 11:084 de febrero de 2012 11:08

@Gustavo: Gracias por el comentario. Trabajo en una@Gustavo: Gracias por el comentario. Trabajo en unaempresa operadora que hace eventualmente trabajos deempresa operadora que hace eventualmente trabajos defracturamiento hidrulico, por lo que cuando surge lafracturamiento hidrulico, por lo que cuando surge la

necesidad de este tipo de servicios, los agentes apuntalantes losnecesidad de este tipo de servicios, los agentes apuntalantes losprovee la empresa de servicio de fracturamiento. Saludos!provee la empresa de servicio de fracturamiento. Saludos!

ResponderResponder

alfonsoalfonso 13 de mayo de 2012 16:1913 de mayo de 2012 16:19

Alfonso: No es cierto. Hay arena para fractura en Argentina y laAlfonso: No es cierto. Hay arena para fractura en Argentina y la

elabora, tanto natural como resinada curable y precurada laelabora, tanto natural como resinada curable y precurada laCia. Sandfrac SRLCia. Sandfrac SRLwww.sandfrac.com.arwww.sandfrac.com.ar

ResponderResponder


9 21/05/2013 05:28 p.m.
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]://www.sandfrac.com.ar/http://www.sandfrac.com.ar/http://www.sandfrac.com.arresponder/http://www.sandfrac.com.arresponder/http://www.portaldelpetroleo.com/2011/12/agentes-apuntalantes-aspecthttp://www.portaldelpetroleo.com/2011/12/agentes-apuntalantes-aspecthttp://www.sandfrac.com.arresponder/http://www.sandfrac.com.ar/mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


9/9

Comentar como:

Copyright 2013Copyright 2013 Portal del PetrleoPortal del Petrleo || Polticas de PrivacidadPolticas de Privacidad || LicenciaLicencia

Design byDesign by NewWpThemesNewWpThemes | Theme by| Theme by LasanthaLasantha -- Premium ThemesPremium Themes || Desktop in the cloudDesktop in the cloud

LucianoLuciano 11 de junio de 2012 17:5811 de junio de 2012 17:58

Buenas tardes les hago una consulta, la arena llamada "agenteBuenas tardes les hago una consulta, la arena llamada "agentede sostn" la cual se utiliza para la perforacin de petrleo node sostn" la cual se utiliza para la perforacin de petrleo noconvencional es la misma que se encuentra en los mdanos?convencional es la misma que se encuentra en los mdanos?

ResponderResponder


Documents

Agentes Apuntalantes - Aspectos a considerar en el diseño de fracturamiento hidráulico ~ Portal del Petróleo.pdf