UNIVERSIDAD AUTONOMA JUAN MISAEL SARACHO
FACULTAD DE CIENCIAS INTEGRALES DE VILLAMONTES
CARRERA DE INGENIERA EN PETRLEO Y GAS NATURAL
TRABAJO DE INVESTIGACION
GRUPO # 5
FRACTURAMIENTO HIDRAULICO
MATERIA: PRODUCCION IV
UNIVs.: JULIO CESAR ORELLANO REYES
MIJAIL VASQUEZ PAZ
DOCENTE: ING. JULIO LIRA
SIGLA: INP050
VILLAMONTES BOLIVIA
29/05/15
Contenido
3INTRODUCCIN
4MTODO
5LA FRACTURA DE LQUIDO TIENE DOS FUNCIONES PRINCIPALES
5APLICACIONES DEL FRACTURAMIENTO HIDRULICO
5DISEO DEL FRACTURAMIENTO HIDRAULICO
5EJECUCION Y EVALUACION DE LA FRACTURA
6DESCRIPCIN DEL PROCESO DE FRACTURAMIENTO HIDRULICO
6EQUIPOS DE FRACTURAMIENTO HIDRULICO
6OPERACIONES
7ADITIVOS
7AGENTES DE SOSTN
7COIL FRAC
8ETAPAS DE LA ESTIMULACION SELECTIVA UTILIZANDO HERRAMIENTAS DE
AISLAMIENTO DE INTERVALOS
8EQUIPO
9REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
FRACTURAMIENTO HIDRAULICO
Tal como se utiliza hoy en la industria de petrleo y gas fue
desarrollado por primera vez en los Estados Unidos en 1948. Se
utiliz por primera vez comercialmente en 1949, y debido a su xito
en el aumento de la produccin de los pozos de petrleo fue
rpidamente aprobado, y ahora es utilizado en miles de pozos
petroleros y de gas al ao. La primera utilizacin industrial de
fracturamiento hidrulico fue en 1903.El trabajo de fracturamiento
hidrulico de un pozo consiste en la inyeccin de un fluido a presin
denominado fluido de fractura, hasta la profundidad a la que se
encuentra la roca que se quiere fracturar, expuesta en la cara del
pozo, para lograr la falla de la misma, es decir, hasta fracturar o
hacer fallar la formacin.
INTRODUCCINEl fracturamiento hidrulico es comnmente utilizada
para mejorar el desempeo de pozos de baja permeabilidad. Las
fracturas creadas por este proceso de estimulacin son definidas
normalmente en simulacin utilizando grids no estructurales
alrededor del plano de fractura, lo que incrementa el tiempo
computacional debido a la complejidad de la malla.Sin embargo, las
fracturas tambin pueden ser definidas por su longitud, altura,
permeabilidad y orientacin en el modelo de simulacin, y pueden
simularse mediante la modificacin del ndice de productividad de los
pozos (IP) y la transmisividad de las celdas adyacentes, logrando
el mismo resultado que con los grids complejos.La roca se somete a
la presin de un fluido fracturante que abre la fractura. Se muestra
la fractura obtenida y la evolucin de la presin fracturante en el
tiempo.Luego se observa como la presin alcanza un valor suficiente
para romper la roca, el fluido puede ocupar un mayor volumen y la
altura de la columna, y por tanto la presin, decrece. Cuando la
presin es lo suficientemente baja para no poder romper ms la roca,
el sistema entra en equilibrio y la simulacin se detiene.La
simulacin de una fractura hidrulica se hace con el propsito de
determinar la rentabilidad de la aplicacin de un tratamiento de
estimulacin y su comportamiento con el tiempoANTECEDENTESSneddon
(1946) y Sneddon and Elliot (1946) desarrollo las soluciones para
los campos de fuerzas y presiones asociadas con fracturas.El primer
trabajo sobre modelado de fracturas hidrulicas fue realizado por
varios investigadores rusos (1959). La primera referencia en ingles
fue hecha en papel por Khristianovich and Zheltovs (1955). La otra
mayor contribucin fue el trabajo de Perkins and Kern (1961). Esos
modelos fueron desarrollados para calcular la geometra de la
fractura, particularmente el ancho, para un ritmo especfico de
longitud y flujo.
MTODO
Cuando se aplica a la estimulacin de pozos de inyeccin de agua,
o petrleo / gas, el objetivo de fracturamiento hidrulico es
aumentar la cantidad de exposicin a un pozo en torno a la formacin
y ofrecer un canal de conductores a travs del cual el lquido pueda
fluir fcilmente hacia el pozo. Una fractura hidrulica se forma
bombeando un liquido de fractura en el agujero, en una tasa que sea
suficiente para aumentar la presin del pozo a un valor en exceso
del gradiente de fractura de la formacin. La presin hace que la
formacion se agrietarse, lo que permite que el fluido de fractura
entre y aumente aun mas la grieta en la formacin. Con el fin de
mantener esta fractura abierta despus de que la inyeccin se
detenga, un slido se agrega a la fractura de lquido. Este solido es
comnmente una criba de arena, que se lleva a la fractura. Esta
arena es elegida para ser ms impermeable en torno a la formacin y
la fractura hidrulica se convierte entonces en una alta
permeabilidad del conducto a travs del cual la formacin de lquidos
puede producirse de nuevo al pozo. El liquido de fractura puede ser
cualquier cantidad de fluidos, que van desde el agua a los geles,
espumas, nitrgeno, dixido de carbono o incluso en algunos casos
aire. Diversos tipos de solidos se utilizan, entre ellos arena,
arena recubierta con resina, hechas por el hombre y la cermica en
funcin del tipo de permeabilidad o la fuerza necesaria. Radiactivos
de arena a veces se utiliza para que la fractura de pozos se puede
medir.
LA FRACTURA DE LQUIDO TIENE DOS FUNCIONES PRINCIPALES
1) Abrir y ampliar la fractura;
2) Transportar solidos a lo largo de la longitud de la
fractura.
APLICACIONES DEL FRACTURAMIENTO HIDRULICO
Esta tcnica se utiliza bsicamente para lograr el incremento de
la conductividad del petrleo o gas y para reducir o eliminar el
efecto de dao en los pozos. Tambin se utiliza para controlar la
produccin de arena en formaciones poco consolidadas y para atenuar
la velocidad de deposicin de materiales que daan la formacin
(asfltenos, parafinas y arcillas migratorias).
DISEO DEL FRACTURAMIENTO HIDRAULICO
Antes de ejecutar un fracturamiento hidrulico, se realiza un
diseo en el cual se debe de tener conocimiento de diversos
parmetros que sern empleados en cualquier software de las
diferentes empresas de servicios (ejemplo: FracCade, Frac pro,
Meyer), para la simulacin de los parmetros de fractura como lo son
(longitud, ancho, conductividad, alto de fractura, plan de bombeo,
concentracin del agente de soporte), ajustando de tal manera estos
parmetros a los requeridos en cada trabajo en particular.
EJECUCION Y EVALUACION DE LA FRACTURA
Antes de la evaluacin de la fractura son ejecutadas una serie de
pruebas (comunicacin, prebolado, mini frac, entre otros). La
evaluacin de la fractura es realizada inmediatamente despus de
finalizado el bombeo, con la data obtenida de las presiones
manejadas durante el tratamiento. Considerando en esta evaluacin el
tiempo de cierre, el empaque de la fractura, longitud alcanzada,
los intervalos fracturados, si ocurri arenamiento en el pozo
durante o despus de la fractura, el tiempo de rompimiento de gel de
la fractura, tiempo de activacin de los pozos despus de finalizado
el trabajo determinando de esta manera el xito o fracaso de la
operacin de la fractura
DESCRIPCIN DEL PROCESO DE FRACTURAMIENTO HIDRULICO
Consiste en una mezcla de qumicos especiales para obtener un
fluido apropiado y as poder bombear la mezcla del fluido dentro de
la zona a altas tasas y presiones para acuar y extender la
fractura. Inicialmente un fluido llamado Pad (fluido de
fracturamiento) es bombardeado para la fractura inicial, la primera
cantidad de fluido que entra en la fractura se encarga de la
creacin de la misma y del control de la prdida de fluido dentro de
la formacin, a lo largo de las superficies de la formacin creadas
por la fractura, las cuales son paredes de la misma. Las fracturas
se extienden o se propagan a medida que se contina bombeando el
fluido de tratamiento. La fractura producida proveer canales de
alta conductividad desde el yacimiento hasta el fondo del pozo. Se
podra considerar que despus de fracturar un pozo, se origina un
cambio de patrn de flujo radial o lineal.
EQUIPOS DE FRACTURAMIENTO HIDRULICO
Los equipos de fracturamiento actualmente usados son:
Equipos de almacenamiento de fluidos.
Equipos de almacenamiento de agentes de sostn.
Equipos mezcladores.
Equipos de bombeo de alta presin.
Centro de control.
Lneas de superficie y de distribucin
OPERACIONES
Programa de bombeo:
1. Precolchn (si aplica), gelificado o no, puede utilizarse
HCL
2. Colchn o preflujo, gelificado que se bombea antes de agregar
el agente de sosten
3. Dosificacin del agente de sostn, concentraciones escalonadas
y crecientes.
4. Fluido acarreador, lleva el material de soporte a
concentraciones crecientes.
5. Desplazamiento, fluido limpio con la finalidad de desplazar
la mezcla fluido / agente de sostn que pueda quedar en la tubera de
produccin.
ADITIVOS
La slica flor o slica sand se ha utilizado en fracturas de
formaciones naturalmente fracturadas para sellar microfracturas
laterales, permitiendo de este modo, que progrese la fractura
generada por bombeo hidrulico.
Cuando se utiliza slica sand o arena malla 100, debe evitarse
mezclarla con el agente activador, debido a que reduce la
permeabilidad del mismo en la fractura. En este caso, es
aconsejable el uso de preflujo alternados con reductor de filtrado
y arena obturante.
AGENTES DE SOSTN
El agente de sostn ms convencional y de mayor uso en la
industria del petrleo es la arena. Su utilizacin se remonta desde
las primeras operaciones realizadas con entibadores y su seleccin,
surgi de su fcil disponibilidad y bajo costo.
Los productos ms comunes son:
Arena.
Cascara de nuez
Bolas de aluminio o acero
Esferas de vidrio
Arenas recubiertas en resina (curado completo)
Arenas recubiertas en resina (curado parcial)
Bauxita
Cermicos.
COIL FRAC
Se trata de una solucin innovadora tanto para nuevas
terminaciones de pozos como para reparaciones. El servicio de
estimulacin a travs de tubera flexible CoilFRAC es una mezcla de
tubera flexible y tecnologa de fracturamiento selectivo. En
combinacin con arreglos de fondo de pozos especialmente diseados,
el servicio de estimulacin CoilFRAC permite aislar efectivamente
las zonas de inters sin necesidad de efectuar costosas operaciones
de reparacin.
El potencial del yacimiento aumenta a la vez que se reducen
considerablemente el tiempo de terminacin total y los costos
unitarios.
ETAPAS DE LA ESTIMULACION SELECTIVA UTILIZANDO HERRAMIENTAS DE
AISLAMIENTO DE INTERVALOS
EQUIPO
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS1. Kiamy Jorge A. (1997). Mecanismo de
Fracturamiento Hidrulico Visto a Travs de la Morfologa de su
Superficie de Fractura. Tesis de grado, Departamento de Minas,
Universidad de Oriente.2. Sergio Andrs Galindo,Jose Daniel Muoz.
Simulacin por elementos discretos del proceso de fracturamiento
hidrulico en pozos petrolferos Revista Colombiana de fsica, VOL.38,
No.1, 20063. Verde, A. J., Desarrollo de un Simulador
Pseudo-Tridimensional (P3D) de Fracturamiento Hidrulico en pozos.
Trabajo de grado, Universidad del Zulia, Facultadde Ingeniera,
Maracaibo 2002. 4. Emilio Gomez Fernndez (2005) Uso en un Sistema
de Informacin Geogrfica de polgonos de Thiessen como paso previo
para obtener ejes de calles Obtenido de
"http://es.wikipedia.org/wiki/Polgonos_de_Thiessen"
