fluidos fracturantes equipo 5

8/16/2019 Fluidos Fracturantes Equipo 5

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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICOUniversidad Polit!ni!a del Gol"o deM#i!o

Asignatura:Fracturamiento de Pozos

Facilitador:Ing. Santiago Daniel Arellano Moctezuma

Alumnos: Luz Celene Reyes Morales (1!11"#$

Andry %duardo Reyes &ro'ue (1!11"$ )uan Daniel *onz+lez Loera (1!1!,-$

Manuel Daid Madrigal Arag/n (1!11,#$

0ema:FL2ID3S FRAC02RA40%S5

Ingenier6a Petrolera ,mo 7&8

Para6so9 0aasco. 1";Aril;


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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO

FLUIDO FRACTURANTE

%l =uido >racturante es el =uido 'ue ?ermite transmitir ?resi/n@idr+ulica a la >ormaci/n @asta lograr su ru?tura. Des?us el =uido>racturante ?enetra a la >ormaci/n9 am?liando y eBtendiendo la>ractura.

Para 'ue cum?la su >unci/n en >orma /?tima9 el =uido >racturantedee contar con ciertas ?ro?iedades9 'ue a continuaci/n lases?ecicaremos:

Prdida de Filtrado Poder de Acarreo

4o Daino a la Formaci/n &omeale De &aEo Costo 4o Peligroso F+cil de Pre?arar Remoile de la Fractura

&aEa Prdida de Presi/n ?or Fricci/n


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• Prdida de Filtrado$ Deido a las caracter6sticas de la >ormaci/n9como su ?ermeailidad y contenido de m6cro>racturas9 el =uido>racturante9 en su >ase l6'uida tiende a ?enetrar a la >ormaci/n en>orma de ltrado y de acuerdo con la di>erencial de ?resi/n 'ue seestalece entre la ?resi/n @idr+ulica del mismo =uido y la ?resi/nde la >ormaci/n. Si el =uido >racturante no se trata con un aditioreductor de ltrado9 esta ?ro?iedad ocurrir+ ineitalemente9?roocando una muy aEa eciencia en el >racturamiento.

• Poder de A!arreo$ Para mantener aierta la >ractura es necesario

introducir a la >ractura un agente sustentante y no ?ermitir suasentamiento.


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• No Da%ino a la For&a!i'n$ %l =uido >racturante dee ser inerte alos =uidos de la >ormaci/n y a la matriz misma9 es decir9 no deeeBistir interacci/n 'u6mica o sico'u6mica 'ue ?roo'ue elconsecuente dao a la >ormaci/n. %sto es deseale cuando eloEetio es crear una >ractura em?acada con un agente sustentante9?ues se dee aclarar 'ue eBiste el >racturamiento con +cido9 cuyo?rinci?io +sico es di>erente.

• (o&)ea)le$ Se dee cuidar 'ue el =uido >racturante no =ocule ?ore>ecto de tem?eratura y ?resi/n9 'ue su ?oder de tiBotro?6a seam6nimo y su iscosidad a?ro?iada ?ara ?ermitir su omeailidad.


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• De (a*o Costo$ %l costo del =uido >racturante determina laeconom6a de la o?eraci/n. Se ?ueden otener uenos resultados de?roductiidad en el >racturamiento9 ?ero el costo de la o?eraci/n?uede nalmente @acer antiecon/mico el tratamiento.

• No Peli+roso$ %n algunas ocasiones se @an usado ?roductost/Bicos e in=amales 'ue ?onen en ?eligro la integridad >6sica del?ersonal9 ?or lo 'ue estos =uidos son ?oco deseales en su uso9aun'ue en otras ?ro?iedades sean eBcelentes.

• F,!il de Pre-arar$ Se considerar+ la dis?oniilidad de los?roductos y su >acilidad ?ara ?re?ararlos en el cam?o.


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• Re&ovi)le de la Fra!t.ra$ %sta Pro?iedad es muy im?ortante9?ues si el =uido >racturante 'ueda atra?ado5 en la >racturamisma ?or e>ecto adersos9 entonces no @ar+ =uEo de =uido de la>ormaci/n @acia el ?ozo9 siendo esta la >unci/n del >racturamiento.

• (a*a Prdida de Fri!!i'n -or Presi'n$ Pro?iedad 'ue nos?ermite a?roec@ar al m+Bimo la ca?acidad del e'ui?o su?ercialde omeo. %l @ec@o de ?oder controla esta ?ro?iedad @a dadocomo resultado el ?oder lograr mayores elocidades de omeo9 y

consecuente9 mayor eciencia en el tratamiento.



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0IP3S


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Los =uidos de >racturamiento de ?ozos se ?ueden clasicar en:

Fluidos &ase Aceite

Fluidos &ase AguaFluidos &ase Acido


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Fl.ido (ase A!eite

Los ?rimeros =uidos usados en las o?eraciones de >racturamiento>ueron ?recisamente =uidos ase aceite9 ?re?arados con gasolina y4a?alm9 una sal +cidograsa de aluminioG la Herosina9 el disel o elaceite crudo >ueron la ase de estos =uidos. Posteriormente se >ueronusando una gama de aceites iscosos como ase del =uido>racturante.


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Altos aloresde iscosidad

%l =uEo deretorno es

incor?orado

directamentea la

?roducci/n

Minimiza?erdidas de

=uido.

Preiene ladecantaci/nde agente de

sostn @acia el>ondo de la

>ractura.

4o generanningn ti?o de

dao en la>ormaci/n

J%40A)AS


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Alto riesgo deincendio

Conductiidadde la >ractura es

aEa

0rans?ortanarenas a aEas

concentraciones

Im?actoamiental

seeroD%SJ%40A)AS


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A!eites Re/nados

Los aceites iscosos renados o>recieron una serie de entaEas en el>racturamiento y ?or muc@os aos >ueron el medio de >racturar m+scomn. Las es?ecicaciones t6?icas de este ti?o de aceites son:

– *rados API -+cil remoci/n de la >ractura.


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A!eite Cr.do

0iene la ?ro?iedad de 'ue o>rece la a?ro?iada iscosidad de acarreoy se le ?uede controlar su ltrado.

2na desentaEa ?odr6a ser su dis?oniilidad9 ?ero en caso de 'ue se?roduzca en el +rea entonces se conierte en entaEa sudis?oniilidad9 aEo costo9 >+cilmente remoile9 recu?erale ?arasu ?roducci/n y no causa ?rolema en la ater6a.


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Fl.ido (ase A+.a

La tendencia9 en los ltimos aos9 se @a orientado @acia el uso de los=uidos ase agua. %llo a ?esar de 'ue se considera gemelamenteina?ro?iado omear agua @acia las >ormaciones ?roductoras9 soretodo cuando la >ormaci/n es sensitia al agua. Sin emargo9 se usa elagua ?or razones9 entre ellas la econom6a.%n la actualidad las dos terceras ?artes de los ?ozos se >racturan con=uidos ase agua9 deido al gran desarrollo de aditios 'ue ?uedencontrolar sus ?ro?iedades.



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&aEoCosto

Altodesem?eo

F+cil

maneEo ensu?ercie

Minimiza la>ricci/ntuular

4o eBisten?rolemas

deincendios

Se ?uedenutilizar

?ol6merossolules en

agua

J%40A)AS



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&aEos alores deiscosidad.

4o llea elagente desostn dentro de

la >ractura>+cilmente.

D%SJ%40A)AS



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Los =uidos >racturantes ase +cido9 en general siguen los?atrones 'ue los de ase aguaG es decir9 los >actores im?ortantes

'ue se consideran son la ?rdida de ?resi/n ?or >ricci/n y la?rdida de ltrado. 3tra cuesti/n im?ortante en este ti?o de=uidos es la concentraci/n de +cido y la reacci/n otenida conlos aditios.

Fluidos ase +cidos



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Para ?re?arar los +cidos iscosos9 a?arte de las emulsiones9se em?lea generalmente una goma natural9 tal como Harayao la goma guar. Los ?ol6meros sintticos y los deriados de lacelulosa no @an sido com?etitios @asta el momento y ?or lotanto no se @an usado ?ara ?re?arar los +cidos iscosos. Las

desentaEas de los +cidos iscosos son su inestailidad con latem?eratura y su alto costo. Sin emargo se usan estos+cidos ?or sus uenas ?ro?iedades de control de ltrado yreducci/n de >ricci/n.

cidos iscosos



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La +o&a 0ara1a es una goma egetal 'ue se otiene delos eBudados de la corteza de los +roles delgnero Sterculia.La goma Haraya se distingue de otras gomas ?or la ca?acidadde @inc@arse en una sus?ensi/n al -! de etanol. Se ?resentaen >orma de l+grimas y de tamao ariale. %s muy ?oco

solule en agua9 y adem+s ?osee una >uerte iscosidad cuandose ?resenta en altas concentraciones. Su as?ecto es muysimilar a la goma tragacanto9 es ?or esa raz/n ?or la 'ue seem?le/ a comienzos del siglo OO como un suced+neo. Seem?lea en la industria como emulgente.



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Per"ora!i'n -etrolera

La goma guar se usa a menudo ?ara controlar el =uEo deagua y como un coloide ?rotector en lodos de ?er>oraci/nde ?ozos ?etroleros. 0amin se usa en la >ractura de +cidos?ara aumentar el =uEo de ?etr/leo.



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Las emulsiones +cidas9 aun'ue no muy ?o?ulares9 son de granutilidad en >ormaciones con altas tem?eraturasG deido a suestailidad. 2n eEem?lo de emulsi/n es un +cido en aceite con-!! de >ase +cido interna. Se usan arios emulsicantes?ara lograr el grado de estailidad de la emulsi/n.

La desentaEas de las emulsiones +cidas son su alta iscosidady alta ?rdida de ?resi/n ?or >ricci/n. 2na emulsi/n de aEaiscosidad no tiene las ?ro?iedades de =uEo conenientes y sugrado de estailidad es aEo9 mientras 'ue las emulsiones dealta iscosidad ?ueden dicultar el omeo. Las emulsiones+cidas se usan ?rinci?almente en ?ozos con altas

tem?eraturas de >ondo9 ya 'ue su ?ro?ia estructura retarda laelocidad de reacci/n entre el +cido y la >ormaci/n.

cidos emulsionados



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Fluidos ase es?uma

Los =uidos >racturantes ase es?uma son sim?lemente unaemulsi/n de gas en l6'uido. Las uruEas de gas ?roeenuna alta iscosidad y ca?acidades de trans?orte dea?untalante.

La utilizaci/n de es?umas tiene muc@as entaEas. Las dosm+s oias son: la minimizaci/n de la cantidad de l6'uidolocalizado en la >ormaci/n y el?er>eccionamiento en la recu?eraci/n del =uido >racturantedeido a la energ6a in@erente del gas.

%n la ?re?araci/n de es?umas9 comnmente es utilizado -a #! menos agua 'ue en los tratamientos conencionales.



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• 4o ostante9 el uso de estas es?umas como un =uido>racturante ?resenta muc@as desentaEas. Desde el ?unto deista mec+nico se dee de tener muc@o cuidado en lao?eraci/n de tratamiento con es?uma.

• Las ?e'ueas ariaciones en la elocidad de mezcla de agua ogas ?ueden causar la ?rdida de la estailidad de la es?uma.

• 3tras desentaEa de la es?uma es 'ue es di>6cil tener altasconcentraciones de arena en es?umas >racturantes.

La m+s grande a?licaci/n ?ara es?umas >racturantes es?roalemente en ?ozos?oco ?ro>undos y de aEa ?resi/n 'ue re'uieren un =uidoenergizado o en ?ozos'ue son sensiles al agua.

DesentaEas



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Fluidos >racturantes de emulsi/n

2na emulsi/n de aceite y agua tiene uen control de?rdida de ltrado9 mostrando una gran ca?acidad deacarreo de a?untalante. La emulsi/n es rota en cuanto elsur>actante 'ue crea la emulsi/n es asorido en la>ormaci/n.

Los dos ti?os +sicos de emulsiones aceite;agua son:agua eBterna y aceite eBterno. 2na emulsi/n de aceiteeBterno es un sistema de dos >ases9 donde el aceite es la>ase continua y el agua es emulsicada en el aceite. 2naemulsi/n de agua eBterna es a'uella donde el agua es la

>ase continua y el aceite es la >ase discontinua.



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ADI0IJ3S



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Aditivos -ara Fl.idos (ase A!eite

• Red.!tores de -rdidas de -resi'n -or "ri!!i'n23 Se usaun aceite +cidograso 'ue aun'ue aumenta la iscosidadreduce la >ricci/n de los =uidos 'ue son omeados a altaselocidad. 3tro reductor de ca6da de ?resi/n ?or >ricci/n es un?ol6mero de cadenas moleculares larga9 tiende a iaEar en

sentido lamina9 reduciendo as6 los c@o'ues de turulencia.• Red.!tores de /ltrado23 un aditio reductor de ltrado

dee ser:1. %>ectio a aEas concentraciones+cil remoci/n. Relatiamente inerte y com?atile con los =uidos de la

>ormaci/n". Ace?tale en la l6nea de ?roducci/nLa concentraci/n del agente reductor de ltrado se deedeterminar9 de ser ?osile9 ?or ?rueas de laoratorio sorela roca de la >ormaci/n en cuesti/n9 aEo condiciones de

tem?eratura y ?resi/n di>erencial similares al >ondo del ?ozo.



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Aditivos -ara Fl.idos (ase A+.a

• Red.!tor de "ri!!i'n23 %l uso del agua en si im?lica reducirlas ca6das de ?resi/n ?or >ricci/n en com?araci/n con otros=uidos. Los agentes reductores de >ricci/n 'ue se usan enagua son esencialmente ?oliacrilamidas. 3tros materiales

como la goma guar actan en >orma similar9 ?ero no en>orma tan e>ectia9 aun'ue esta ltima se ?reere ?or sermenos cara. Se ?uede reducir la ca6da de ?resi/n ?or >ricci/n@asta en un , con el uso de reductores a?ro?iados.

• Vis!osi/!antes23 Para incrementar la iscosidad se ?uedenem?lear la goma guar9 @idroBietil celulosa o ?oliacrilamina9

todos son altamente e>ectios en ?ozos con tem?eraturas de

• (a!teri!idas23 Cuando se @ace necesario el uso de unaactericida9 se dis?one de algunos solules en agua como lasaminas cuaternarias y los >enoles clorinados.



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• Red.!tores de /ltrado23 los Jiscosicantes anteriores9 almismo tiem?o 'ue dan cuer?o5 al =uido9 ayudan a disminuirsu ?rdida de ltrado. Si adem+s se agregan ?e'ueascantidades de s/lidos inertes como ?ueden sr la @arina de

s6lice9 el ltrado se reduce notalemente. Las com?a6as 'ue?resentan sus sericios @an desarrollado algunos aditios 'ueen general son mezclas e almid/n9 entonita9 @arina de s6lice9doma guar9 sur>actantes9 etc.

• S.r"a!tantes 1 al!o4ol23 Se agregan los sur>actantes a los=uidos ase agua ?ara reducir la tensi/n inter>acial y laresistencia al =uEo al ?roducir el ?ozo.



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Aditivos -ara Fl.idos (ase A!ido

• Red.!tores de "ri!!i'n23 Para =uidos ase agua se usa lagoma guar9 as6 como en =uidos con aEas concentracionesde +cido. La goma guar es inestale en +cidos clor@6dricos al1 a aEas tem?eraturas. Por lo tanto en =uidos ase +cido(?ara altas tem?eraturas de >ondo$ se usan las?oliacrilamidas9 'ue son m+s estales con la tem?eratura yla concentraci/n de +cido.

• Retardadores de la a!!i'n 5.6&i!a del ,!ido23 Los

retardadores 'u6micos del +cido clor@6drico tienen ciertasentaEas sore otros retardadores de +cidos9 aEo costo9reacci/n lenta y aEa iscosidad. Los materiales 'ue se usan?ara tal e>ecto son: alHil >os>ato9 alHil torato y alHil sul>ato.



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S%L%CCIQ4 3P0IMA



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Sele!!i'n O-ti&a

Con el conocimiento 'ue se tiene de los di>erente ti?os de =uidosFracturantes de 'ue se dis?one9 se ?uede estalecer una gu6a ?araescoger el =uido a?ro?iado en un caso ?articular . La selecci/n del=uido >racturante de?ende de la naturaleza de la >ormaci/n a

>racturar y de los =uidos contenidos de ella.



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Pro-iedades de la For&a!i'n

Se deen considerar las ?ro?iedades >6sicas y 'u6micas de la>ormaci/n a ser >racturada y la in=uencia de sta en los =uidosFracturantes.•

Si la ?ermeailidad de la >ormaci/n es alta y no @a sidodaada9 se tienen muy ?ocas ?osiilidades de incrementarla ?roductiidad con un tratamiento ?or >actura.

• Durante la terminaci/n del ?ozo generalmente se tienedao a la ?ermeailidad9 ?or lo 'ue se dee seleccionar un=uido 'ue no reduzca m+s esa ?ermeailidad.

• 3tro >actor im?ortante es el contenido de arcilla de la>ormaci/n. Si el contenido de arcilla es alto9 entonces serecomienda un =uido ase aceite9 'ue reduzca la reacci/n@idratante de la arcilla. Si se usa un =uido ase agua9entonces dee adicionar cloruro de calcio o ?otasio al !..



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• %n >ormaciones 'ue contienen agua con sal en soluci/n9 se ?uedeusar agua dulce ?ara el >racturamiento y +cido clor@6drico al 1?ara disoler el cloruro de sodio y aumentar la ?ermeailidad conla reacci/n del +cido y los caronatos de la >ormaci/n.

• Si la >ormaci/n a ser >racturada tiene alto contenido decaronatos9 se recomienda el uso de =uidos ase +cido.



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Presi'n 1 Te&-erat.ra de Fondo

• La tem?eratura dee ser considerada cuidadosamente enla selecci/n del =uido >racturante9 as6 como en laselecci/n de los aditios. Como se @a isto9 la eciencia

de los =uidos ase agua9 aceite y +cidos es >unci/ndirecta de la tem?eratura a 'ue se someten. Por lo 'uees necesario e>ectuar las ?rueas de laoratorio de los=uidos9 con sus aditios9 a las condiciones de o?eraci/nes?eradas.

• La ?resi/n de >ondo es otra ariale 'ue dee tomarse e

cuenta. %sta in=uye en la iscosidad de los l6'uidos y9 ?orotra ?arte9 se dee considerar en el c+lculo @idr+ulico. Sila ?resi/n es aEa9 se dee ?ensar en un =uido de >+cilremoci/n de la >ractura. Si es alta9 se dee ?ensar enaditios sur>actantes reductores de la tensi/n inter>acial.


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