2.- Curso de Fracturas Teoria de Fracturas

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Marzo 2012

Curso

Fracturas Hidráulicas

Nivel básico

2

Agenda de Curso

Objetivo

1. Teoría de Fracturas

1. Objetivo y consideraciones Económicas

2. Iniciación de fracturas

3. Efecto del esfuerzo en sitio

4. Fracturas múltiples

2. Hidráulica de Fracturas

1. Hidráulica

2. Presión Hidrostática

3. Caídas de presión

4. Prueba “Step Down”

5. Presión Neta

6. Arenamiento

7. Requerimiento de potencia

3. Caracterización del Yacimiento

4. Datos Geomecánicos

5. Fluidos de Fractura

6. Apuntalante

7. Diseño de fractura en software

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Objetivo

Definir las bases y el proceso para el diseño de un

fracturamiento hidráulico, en cuanto a los parámetros

requeridos, selección de fluido, apuntalante y tipo de

fracturamiento.

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Teoría de Fracturas

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Introducción

El primer tratamiento experimental de Fracturamiento Hidráulico fue ejecutado en 4 pozos en el Campo Houghton, Kansas en 1947. Se bombearon 1000 gal. De NAPALM gelificado, seguido de 2000 gal de gasolina como quebrador. El tratamiento no contenía apuntalante.

La primera Fractura Apuntalada se realizó en la formación Woodline en el Este de Texas con 23 Bls. De aceite gelificado y 160 lbs. De arena 16/30 a una concentración de .15 ppa.

En 1949 la Cía. Halliburton recibe la patente de Fracturamiento Hidráulico y el tratamiento se expande vertiginosamente.

Antes de que la patente de fracturamiento hidráulico fuera concedida a otras compañías de servicio para, 1949 ya era muy común en Arkansas y en la Cuenca de San Juan un tratamiento conocido como water o RIVER FRAC, para yacimientos de baja permeabilidad.

Fracturamiento Hidráulico

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Objetivo y consideraciones Económicas

• Mejorar la tasa de recuperación del pozo• Pasar el daño

– El largo de la fractura esta en base a las propiedades del reservorio y el análisis económico

• Acelerar la recuperación– Creando una alta conductividad en el empaque cercano al pozo

• Mejorar el recobro• Mejora de Productividad• Mejorar el VPN

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Teoría y mecánica de las fracturas hidráulicas

• Iniciación de fractura– La inyección del fluido debe de ser mayor al máximo gasto

matricial

• Crecimiento de fractura– Orientación– Crecimiento

• Largo• Alto• Ancho

– Propiedades que afectan a la orientación y crecimiento– Fractura Contenida

IHRDC PE305 Fracturing Text

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El mínimo estrés controla el Azimuth de la fractura

Menor esfuerzo principal

H1 = Min

H2

Dirección de Fractura

Vista isométrica

H -Min

H -Max

No

rte

Vista plana

La propagación de la fractura es perpendicular al mínimo estrés principal (menor resistencia)

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Efecto del esfuerzo en sitio en el crecimiento de fractura

Varias distribuciones de esfuerzos por estratificaciones

Barrera pequeña (capas) 7 estratificaciones Altos contrastes

SPE Monografía #12

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La desaceleración del crecimiento de la fractura por el efecto de la estratificación

(Generado por Pinnacle Technologies)

"C onventional" fracture grow th

Fracture grow th slow ed dow n by com posite m ateria l e ffect

Crecimiento convencional de fractura

Crecimiento reducido de la fractura por el efecto de la estratificación

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Factores que afectan el desarrollo de la fractura

• Propiedades de roca– Toughness– Propiedades mecánicas

• Poisson• Modulo de Young

– Esfuerzo en sitio• Presión de poro• Esfuerzo compresivo

• Caída de presión cercana al pozo– Perforaciones– Tortuosidad

• Propiedades del fluido– Reologías

• Múltiples fracturas• Transporte de apuntalante

– Convección• Decantación por gravedad

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Fracturas Múltiples

• Múltiples fracturas simultaneas• Fracturas hidráulicas en las cercanías del pozo (tortuosidad)

De GRI-AST April 1996

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Mundo Ideal Mundo Real

De GRI-AST April 1996

Fracturas Múltiples

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Minimizar la situación de las fracturas múltiples

• Intervalos pequeños perforados reduce el numero de interacciones de fracturas múltiples.

• Alta viscosidad / gasto de fractura ayuda a conectar las fracturas múltiples.

• Baches de apuntalante para taponear múltiples fracturas.• Disparos orientados.