Universidad Nacional Autónoma de MéxicoFACULTAD DE INGENIERÍA

FRACTURAMIENTO

Hernández Aguilar Olga MaríaMonterrubio Tejadilla Ricardo André

El fracturamiento es un método de estimulación al pozo. Esta técnica se utilizó por primera vez en 1947.

El principal objetivo del fracturamiento en la formación es incrementar la capacidad productiva de la misma.

Son buenos candidatos a fracturamiento los pozos perforados en yacimientos de baja permeabilidad.

FRACTURAMIENTO

Método

Consiste en crear fracturas (canales de flujo) conductivas en la formación alrededor del pozo.

Para lograrlo se generara presión en la zona productora mediante la inyección de fluido a presión, desde la superficie mediante bombas, a determinados gastos. La presión ejercida debe ser mayor a la presión de fractura; y en el punto en que la formación no puede aceptar altos gastos, se forman las fracturas.

Una vez que la operación de inyección se suspende, las fracturas tienen a cerrarse. Para mantener la fractura abierta, inmediatamente se utilizan dos métodos:

Apuntalamiento Fracturamiento con ácido

Apuntalamiento

Los materiales apuntalantes (arena, bauxita, óxido de circón, resinas, etc.) son mezclados en la superficie con fluidos viscosos que los acarrean y distribuyen para su depositación posteriormente, lo cual permite mantener la fractura abierta. El fluido de fractura puede ser agua, geles, espumas, etc.

Fracturamiento con ácido

Este método es útil sólo en yacimientos carbonatados. Consiste en inyectar ácido en la fractura, lo cual genera superficies irregulares que permiten mantener abiertas parcialmente las fracturas.

La longitud de fractura, que debe ser longitud conductiva y no longitud hidráulica creada, se considera que consiste en dos

longitudes medias iguales en cada lado del pozo. 

Prats proporcionó un perfil de presión en un yacimiento fracturado como función de y la capacidad relativa a, a la cual definió como:

 

Donde k es permeabilidad del yacimiento, kf es permeabilidad de fractura y w anchura de fractura apuntalada.

Posteriormente Argawal y Cols (1979) Cinco Ley y Samaniego (1981) introdujeron el concepto de conductividad de fractura

Y es relacionado con a de Prats como:

, k 2

k x π a

f

f

fx

k x

ω k F

f

fCD

CDF

a 2

π FCD

fx

Prats introdujo el concepto de radio efectivo del pozo adimensional en pozo fracturado hidráulicamente:

Donde r’w es:  

 Así el efecto de daño equivalente Sf es resultado de una fractura hidráulica de cierta longitud y

conductividad. Para el gasto, la ecuación queda como:

xr

rf

'w'

wD

S rr

ln μ B 141

p - phk q

fw

e

wfe

f-Sw

'w e r r

Prats (1961) correlacionó el parámetro de capacidad relativa “a”,

y el radio efectivo del pozo adimensional para valores pequeños

de a, o alta conductividad en las fracturas, r’wD es igual a 0.5.

la formación drena hacia el pozo con un radio efectivo igual a la mitad de la longitud media de la fractura, xf.

2

x r f'

w

Dado que el radio efectivo del pozo debe ser lo más largo posible, valores de “a” mayores a la unidad deberán evitarse debido a que al radio efectivo del pozo decrece rápidamente.

Por lo tanto, las fracturas hidráulicas deberán ser diseñadas para:

ó

a<1 FcD > 1.6

Para valores altos de a, la pendiente de la curva es igual a uno, implicando una relación lineal entre r’

wD y a, la cual es aproximadamente igual a:

 

 

o bien;

 

En fracturas de baja conductividad, el incremento en rw’ no

dependerá de la longitud de la fractura, sino de la anchura de la fractura, la cual debe ser maximizada.

k x 4

ω k r

f

f'wD

k 4 ω k

r f'wD

Yacimientos de baja permeabilidad

Proporcionan fracturas de alta conductividad, lo cual puede beneficiar ampliamente dada su amplia longitud.

Yacimientos de moderada a alta permeabilidad

Proporcionan fracturas de baja conductividad, requiriendo una buena permeabilidad de fractura (buena calidad

del material apuntalante y fluidos fracturantes no dañinos) y anchura.

 

Estas recomendaciones deben ser consideradas en el

diseño de los trabajos de fracturamiento.

Una alternativa útil a la gráfica de Prats es la relación de conductividad de la fractura, FCD, y el factor de daño

causado por las fracturas, Sf, directamente.

Variación del efecto de daño con respecto a la conductividad de la fractura (Cinco Ley y Samaniego).