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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
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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...
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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::
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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
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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 ..
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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
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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
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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
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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.
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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?
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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.
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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.
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GUSTAVOGUSTAVO 2 de febrero de 2012 13:132 de febrero de 2012 13:13
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]
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GUSTAVOGUSTAVO 2 de febrero de 2012 13:132 de febrero de 2012 13:13
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.
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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!
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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
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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.
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]7/22/2019 Agentes Apuntalantes - Aspectos a considerar en el diseo de fracturamiento hidrulico ~ Portal del Petrleo.pdf
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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?
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ntes Apuntalantes - Aspectos a considerar en el diseo de fractura... http://www.portaldelpetroleo.com/2011/12/agentes-apuntalantes-aspect...
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