Hoy echaremos un vistazo a los cálculos básicos que puede ser necesario realizar durante las operaciones de fracturación hidráulica para hallar las tasas, la presión y los volúmenes.
Cálculo del gradiente de fractura
Gradiente de fracturación = (ISIP + presión hidrostática)/TVD
TVD - Profundidad vertical real
ISIP - Presión instantánea de cierre = Presión final de inyección - Pérdida de carga por fricción
El ISIP se toma justo después de apagar las bombas
El gradiente de fracturación se utiliza para calcular la presión necesaria para romper la formación e iniciar la fractura.
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Cálculo de la presión en boca de pozo (WHP)
WHP = BHFP - presión hidrostática + presión de fricción
Presión de fracturación en el fondo del pozo (BHFP) = Gradiente de fracturación x Profundidad (TVD)=ISIP + Presión hidrostática
Presión en el fondo del pozo (BHP) = Presión hidrostática +WHP
Presión hidrostática = densidad del fluido x 0,00981 x profundidad (TVD)
Presión de fricción = Gradiente de fricción x Profundidad (TMD) + Fricción de perforación + Fricción cercana al pozo
TMD - Profundidad total medida
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Cálculo de los volúmenes de descarga
Volumen de lavado = Profundidad de la perforación x Capacidad interna del tubo
El volumen de lavado suele ser igual al volumen total de fluido del pozo que se bombea para desplazar todo el apuntalante.
El sobreflujo significa que se bombea más que el volumen del pozo.
Cálculo de las tasas de arena y lodos
Tasa de pulpa = Tasa de limpieza x (1 +(Concentración de proppant/SG))
La tasa de lodos es la tasa total combinada de fluido, productos químicos y apuntalante
Tasa de limpieza: la tasa de bombeo antes de añadir el apuntalante
Tasa de suciedad - la tasa total de bombeo de lodos con apuntalamiento
Concentración de Proppant = ((Tasa de Lechada - Tasa de Limpieza)/Tasa de Limpieza) x SG (Proppant)
La concentración de apuntalante es la concentración de arena en el fluido de fracturación
Arena bombeada = (Tasa de suciedad - Tasa de limpieza) x SG de arena
El peso específico de la arena es de 2650 kg/m3
Índice de N2 en el fondo del pozo (m3/min) = Índice de N2 (scm/min)/Factor de volumen de N2 (scm/min)
Cálculo de la potencia en caballos
Potencia de bombeo (kW)=(caudal de bombeo (m3/min) x WHP (kPa))/60
Potencia de bombeo (HP) =Potencia de bombeo (kW) x 1,341
HP - Caballos de fuerza
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Referencias:
http://www.fekete.com/SAN/TheoryAndEquations/WellTestTheoryEquations/ISIP.htm