Diseño de programas de fracturamiento hidráulico 1. Diseñar un programa programa de fracturamiento fracturamiento hidráulico hidráulico para una arena petrolífera para un crudo de 30° AP, ubicado a 1!0 m de profundidad con un espesor total de 10 m. radio de drena"e #!# ft $ una presi%n de formaci%n de 3!00 psi. &e cuenta con la siguiente informaci%n' DA()& D* D+&*) D+&*) -asing in/ ! ! ! Diámetro de baleos 32 Densidad de los baleosbaleos2ft/ 4 P5 anclado ft/ 40## Permeabilidad efecti6a 5e md/ 11,! Porosidad 7/ 18 Permeabilidad efecti6a 9nal md/ 0 -audal de in$ecci%n : +;< / =P>/ # *9ciencia ?idráulica 0,4! -audal +nicial : )/ =P>/ 1130 Presi%n de fondo estático psi/ 00 Presi%n de +n$ecci%n P +;< / psi/ 400 -aída de presi%n por fricci%n en 43 (ubing P@-/ psi/ -aída de presi%n en los baleos P -=/ 0 psi/ Perdida por 9ltrado 0,001 DA()& D* @BC+D) D* @A-(CA>+*;() Densidad sin agente de sostEn #, BPF/ Densidad con agente de sostEn 10 BPF/ -oncentraci%n del agente de sostEn 1 BPF/ Giscosidad del Huido de 1 @racturamiento I@@/ cp/ elaci%n de Hu"o @/ 0,000 4! (iempo de in$ecci%n t +;< / min/ 10 Determinar' a/ b/ c/ d/ e/ f/ g/ h/
Ba presi presi%n %n de de fractu fractura ra Presi%n Presi%n de tratamien tratamiento to -audal -audal de in$ec in$ecci% ci%n n Feometría de la fractura $ potencia hidráulica -oe9cien -oe9ciente te de 6isco 6iscosida sidad d Producti6 Producti6idad idad del del fracturami fracturamiento ento e increm incremento ento del del caudal caudal Geri9caci% eri9caci%n n del tipo tipo de fractura fractura (iempo (iempo de trata tratamie mient nto o
. Diseñar un programa de fracturamiento ?idráulico para una arena petrolífera productora de crudo de 3!° AP+, ubicada !00 m de profundidad con un espesor total de 18 m, radio de drena"e #!# ft. &e cuenta con la siguiente informaci%n' DATOS DE LA FORMACION Presión de formación (psi) 2!" Re#ación de Poisson "$%2 Resis&encia pora# e#'s&ica "$ Densidad promedio de #a car*a $! % Li&os&a&ica (#+,f& ) -radien&e pora# de Presion (psi,f&) "$!" Presión Tec&ónica (psi) 2""" Tensión de #a arenisca .!"" DATOS DE DISE/O Casin* (in) 0$2 Densidad de #os +a#eos(+a#eos,f&) ! Di'me&ro de +a#eos %, P1 anc#ado (f&) 20% Permea+i#idad efec&ia 1e (md) .. Porosidad (3) .2 Permea+i#idad efec&ia 4na# (md) 2. Ca5da# de in6ección (7IN8) (9PM) 2% E4ciencia :idr'5#ica "$0 Ca5da# Inicia# (7O) (9PM) !"" Presión de fondo es&'&ico (psi) .""" Presión de In6ección (PIN8) (psi) .2!" Ca;da de presión por fricción en T5+in* !" (PFC) (psi) Ca;da de presión en #os +a#eos (PC9) (psi) 2"" Perdida por 4#&rado "$""! DATOS DE FLiscosidad de# ?5ido de Frac&5ramien&o .!! (@FF) (cp) Re#ación de ?5o (RF) "$"""0 ! Tiempo de in6ección (&IN8) (se*) "" Determinar'
a/ b/ c/ d/ e/ f/ g/ h/
Ba presi%n de fractura Presi%n de tratamiento -audal de in$ecci%n Feometría de la fractura $ potencia hidráulica -oe9ciente de 6iscosidad Producti6idad del fracturamiento e incremento del caudal Geri9caci%n del tipo de fractura (iempo de tratamiento
3. *l poJo -A> K 10 produce gas natural desde dos areniscas &K 1 $ &K con una terminaci%n doble, &K1 produce desde baleos $ &K a agu"ero abierto. &e obser6% en los Lltimos días Mue &K ba"o su caudal de producci%n $ se considera realiJar los siguientes cálculos para un programa de fracturamiento hidráulico en base a los datos en6iados desde el departamento de reser6orios $ desde el departamento de producci%n se utiliJara arena como propanante' DA()& & Mód5#o de 8o5n* (E) (psia)
!$""B. " "$2! "$! .0! .!""" .!"" %""" "$!"
Re#ación de Poisson () Cons&an&e poro e#'s&ica Tope de #a formación (f&) 9ase de #a formación To (psia) (&ensión de #a arena) Tensión &ec&ónica (psia) -radien&e pora# de Presión pora# (psi,f&) @BC+D) D* @A-(CA>+*;() Densidad (*,cc) .$% Ca5da# de in6ección (7IN8) (9PM) .! >iscosidad (cp) 2! 3 D*;&+DAD*& D* & lb2ft / . .$! 2 .$ % ."$% 0 ..$" ! ."$" Presión de Reserorio !%"" (psia) Decremen&o de #a presión 2""" 2!.2 $! Permea+i#idad (md) .$2 rea de# reserorio (acres) .2 @A-(CA D*&*ADA Mode#o 1-D Lon*i&5d de frac&5ra (f&) 2!"" Se considera 5e #a permea+i#idad de# propanan&e 1 PROP 1 f (C=*+A PAA )P. D* @.?. Lon*i&5d (f&) .0" Di'me&ro nomina# (in) Espesor (in) "$2! a/ Ba presi%n de fractura b/ *spesor de la fractura o ancho de la fractura
c/ d/ e/ f/
Permeabilidad del propanante -alculo del factor &Nin @actor de petr%leo incrementado @)+/ 2 ) Presi%n máOima de (ratamiento
4. DiseGar 5n pro*rama de frac&5ramien&o Hidra#ico para 5na arena pe&ro#;fera prod5c&ora de cr5do de 0"JAPI$ 5+icada a 2""m de prof5ndidad$ &iene 5n espesor &o&a# de .K!m radio de drenae !f&K Se &iene 5e #a presión de frac&5ra en es&a formación es de """ psi adem's 5e
'
σ H
=
1340 psi
'
σ V
=
2830 psi
$ adem's se &iene en
c5en&a #os si*5ien&es da&os DATOS DE LA FORMACION Presión de formación (psi) Densidad promedio de #a car*a Li&os&a&ica (#+,f&%) -radien&e pora# de Presion (psi,f&) Presión Tec&ónica (Torr) Tensión de #a arenisca (mm:*) Decremen&o de #a presion
%""psi .""$! "$!" ."%0".K% "! !!.K"2 "0. 2!!"psi 2"""psi !K""."
Mod5#o de 8o5n* (psi) DATOS DE DISE/O Casin* (in) 0$2 Diame&ro &5+er;a de Op para FK:K (p#*) Densidad de #os +a#eos(+a#eos,f&) ! Di'me&ro de +a#eos %, P1 anc#ado (m) 2% Permea+i#idad efec&ia 1e (md) .. Porosidad (3) .2 Permea+i#idad efec&ia 4na# (md) 2. Ca5da# de in6ección (7 IN8) (9PM) 2% E4ciencia :idr'5#ica "$0 Ca5da# Inicia# (7O) (9PM) !"" Presión de fondo es&'&ico (psi) .""" Presión de In6ección (PIN8) (psi) .2!" Ca;da de presión por fricción en T5+in* !" (PFC) (psi) Ca;da de presión en #os +a#eos (PC9) (psi) 2"" Perdida por 4#&rado "$""! DATOS DE FLiscosidad de# ?5ido de Frac&5ramien&o %" (@FF) (cp) Re#ación de ?5o (RF) "$"""! Tiempo de in6ección (&IN8) (se*) "" MODELO DE FRACT
Mode#o Lon*i&5d de Frac&5ra (f&) Propanan&e de a#&a resis&encia
1-D 2""
?allar los siguientes datos' a/ b/ c/ d/ e/ f/ g/ h/ i/ "/ N/
*sfuerJos horiJontales máOimos $ mínimos -arga litostatica esistencia poral elástica elaci%n de Poisson -audal de in$eccion por baleos Feometría de la fractura Ancho de la fractura Permeabilidad del propanante -oe9ciente de 6iscosidad Presion máOima de tratamiento $ tiempo de tratamiento (ipo de fractura
!. E# poo 1ana&a Q. m5es&ra 5n decremen&o en s5 prod5cción de .!" (++#,min) a 5na prod5c&iidad ac&5a# de ..%" (++#,min)K E# depar&amen&o de prod5cción de&ermina 5e eBis&e daGo a #a formación 6 ana#ia posi+i#idades de frac&5ramien&o Hidr'5#ico 6 &ra&amien&o acidoK
Datos de diseño' T5+eria de prod5ccion ID ! Densidad de #os +a#eos .! (+a#eos,6d) Diame&ro de #os +a#eos !, Pacer anc#ado a 0" f& P5n&a de &5+er;a a 0"" f& 1 e .%(md) Ua .23 Capacidad 4na# 2"" (mdf&) Ca5da# de in6ección .K0! (f&%,min) E4ciencia Hidr'5#ica "K! Presion de fondo es&a&ico .!%" (psi) Presion de in6ección %!"" (psi) Perdida por 4#&rado "K"". (m#)
Datos del Huido de fracturamiento' Densidad sin a*en&e de sos&en K(LP-) VFF .!" (cP) -raedad especi4ca con a*en&e de sos&en "K0% RF "K"""0! Concen&racion de# a*en&e de sos&en . (LP-) Tiempo de in6ección .! min5&os ealiJar los siguientes calculos de diseño' a/ Presión de frac&5ra b/ Presión de &ra&amien&o c/ Ca5da# de in6ección d/ -eome&r;a de #as frac&5ras 6 #a po&encia Hidr'5#ica e/ Prod5c&iidad de# frac&5ramien&o e incremen&o de# ca5da# f/ >eri4cación de# &ipo de frac&5ra g/ Ca#c5#o de# &iempo &o&a# de frac&5ramien&o h/ Se*n #a *erencia de prod5cción$ para 5e e# pro6ec&o p5eda ser fac&i+#e de+e &ener 5n incremen&o de ca5da# minimo de# %%3 6 5n &iempo &o&a# de frac&5ramien&o no ma6or a 2"" min5&osK Se*n
s5s c'#c5#os$ We# pro6ec&o de frac&5ramien&o 5e 5s&ed diseGó es económicamen&e fac&i+#eXK Y5s&i45e con #os res5#&ados o+&enidos en e# diseGo
;ota' considere para los cálculos Mue 1 m/ 3. ft/ Además utiliJe si es necesario las siguientes ecuaciones de calculo' ∗ ρ
518
Pfc =
0.79
c agente
1000
1.79
0.207
∗Qiny ∗ μ FF 4.79
∗ D tb
∗ Ltb ( psi ) (perdida de presión por friccion en e# &5+in*)
∗ ρ
518
Pfb=
0.79
c agente
1.79
0.207
∗Qiny ∗ μ FF 4.79
∗ D tb
1000
∗hbaleos ( psi ) +a#eos)
(perdida de presión en #os
