La fracturación hidráulica es un método de estimulación de pozos muy popular que se utiliza en muchos pozos recién perforados.
La fracturación consiste básicamente en crear pequeñas fracturas en la formación que permiten que los hidrocarburos, como el petróleo y el gas, fluyan más fácilmente hacia el pozo.
Esto se consigue inyectando grandes volúmenes de fluido a presión en la formación para romper la roca y crear fracturas de alta permeabilidad en la formación.
La fracturación se realiza a menudo en formaciones compactas, como el esquisto, que tienen una permeabilidad extremadamente baja.
A menudo, en las formaciones de esquisto, la fracturación puede ser un factor decisivo entre un pozo rentable y un fracaso.
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Proceso de fracturación hidráulica
Una vez perforado el pozo, en la mayoría de los casos hay que estimularlo para aumentar la producción.
El proceso de fracturación consiste en el bombeo de una lechada, que es una combinación de fluido, arena y productos químicos, en el pozo hasta que la formación se rompe y se crean fracturas.
Para alcanzar la tasa de bombeo requerida, normalmente se necesita más de una bomba de fluido para el trabajo y, en algunos casos, pueden ser más de 15 bombas.
La presión necesaria para crear la fractura dependerá del gradiente de formación de la zona que se está fracturando.
Para garantizar que la fractura no se cierre tras la disminución de la presión, se bombea también apuntalante (partículas de arena).
Las pequeñas partículas de arena fluyen con el fluido hacia la fractura recién creada y se asientan allí.
Cuando la presión disminuye, la fractura comienza a cerrarse, pero la arena ayuda a mantenerla abierta y permite que los hidrocarburos fluyan libremente hacia el pozo.
El agente taponador puede ser arena o perlas de cerámica creadas artificialmente.
El tipo de apuntalante utilizado dependerá del tipo de formación y de las fuerzas del fondo del pozo.
Las técnicas de fracturación más comunes son el "plug and perf", el "ball drop" y la fracturación anular con tubo flexible.
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Equipo típico de fracturación
Bombas de fluido: se utilizan para bombear fluido a alta presión durante la fracturación.
Bombas de N2: se utilizan en trabajos de fracturación que requieren N2.
Camiones de arena - utilizados para llevar la arena al lugar.
Almacenamiento de arena: grandes contenedores especiales utilizados para almacenar el apuntalante en el lugar. Normalmente, hay una cinta transportadora para trasladar la arena desde el almacén de arena hasta la mezcladora.
Furgoneta de datos: es el remolque desde el que el equipo realiza el trabajo de fracturación. Por lo general, hay un satélite para enviar datos de fracturación en tiempo real al cliente y a los ingenieros de fracturación en la oficina.
Mezclador: se utiliza para mezclar los productos químicos de la fracturación con el fluido y la arena antes de que este lodo se bombee al fondo del pozo.
Unidad de hidratación: se utiliza para hidratar los productos químicos secos, como el reductor de fricción, antes de introducirlos en la batidora.
Camiones de hierro - utilizados para transportar el hierro de bombeo.
Productos químicos utilizados en la fracturación
Además de la arena, se bombean al fondo del pozo varios productos químicos, como reductores de fricción, agentes gelificantes y biocidas, para que las operaciones de fracturación sean más eficaces.
Los reductores de fricción se bombean para reducir las presiones de circulación y disminuir el consumo de energía de las bombas de fluidos, así como para ayudar a transportar el apuntalamiento al fondo del pozo.
Dependiendo de la fracturación, se utilizan agentes gelificantes para aumentar la viscosidad del fluido con el fin de mejorar su capacidad de transporte de arena.
Normalmente, cuando se utilizan productos químicos gelificantes, se añaden también rompedores para romper el gel en el fondo del pozo y evitar cualquier tipo de daño a la formación.
Los biocidas se utilizan para matar las bacterias del fluido de fracturación y evitar que corroan el equipo y produzcan subproductos no deseados en el pozo.
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Fluidos utilizados en la fracturación
Para las operaciones de fracturación se necesita una gran cantidad de fluido y el agua suele llevarse al lugar y almacenarse en una piscina especializada llamada C-ring antes de que comience la operación propiamente dicha.
Para trabajos de fracturación más pequeños, el fluido también puede almacenarse en tanques de 400 bbl.
El agua suele ser el fluido más utilizado para la fracturación
Se prefiere el agua dulce para las operaciones de fracturación porque no interactúa con los productos químicos de fracturación y da lugar a presiones de bombeo más bajas en comparación con las salmueras.
Sin embargo, a menudo se utiliza una mezcla de líquido de salmuera reciclado y fresco para reducir los costes.
Además del agua, a veces también se bombean ácidos para preparar las perforaciones y la formación cercana al pozo para la fracturación.
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