Fluidos Fracturantes Equipo 5

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO Universidad Polit!ni!a del Gol"o de

M#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 Loera (1!1!,-$  Manuel Daid Madrigal Arag/n (1!11,#$ 0ema: 0ema: FL2ID3S FRAC02RA40%S5 Ingenier6a Petrolera ,mo 7&8

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO

FLUIDO 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?us 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 >racturante dee contar con ciertas ?ro?iedades9 'ue a continuaci/n las es?ecicaremos:         

Prdida de Filtrado Poder de Acarreo 4o Daino a la Formaci/n &omeale De &aEo Costo 4o Peligroso F+cil de Pre?arar Remoile de la Fractura &aEa Prdida de Presi/n ?or Fricci/n


FLUIDO 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?us 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 >racturante dee contar con ciertas ?ro?iedades9 'ue a continuaci/n las es?ecicaremos:         

Prdida de Filtrado Poder de Acarreo 4o Daino a la Formaci/n &omeale De &aEo Costo 4o Peligroso F+cil de Pre?arar Remoile de la Fractura &aEa Prdida de Presi/n ?or Fricci/n


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Prdida de Filtrado$ Deido a las caracter6sticas de la >ormaci/n9 como su ?ermeailidad 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 se estalece entre la ?resi/n @idr+ulica del mismo =uido y la ?resi/n ?resi/n de la >ormaci/n. Si el =uido >racturante no se trata con un aditio reductor de ltrado9 esta ?ro?iedad ocurrir+ ineitalemente9 ?roocando una muy aEa eciencia en el >racturamiento. Poder de A!arreo$ Para mantener aierta la >ractura es necesario introducir a la >ractura un agente sustentante y no ?ermitir su asentamiento.


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No Da%ino a la For&a!i'n$ %l =uido >racturante dee ser inerte a los =uidos de la >ormaci/n y a la matriz misma9 es decir9 no dee eBistir interacci/n 'u6mica o sico'u6mica 'ue ?roo'ue el consecuente dao a la >ormaci/n. %sto es deseale cuando el oEetio es crear una >ractura em?acada con un agente sustentante9 ?ues se dee aclarar 'ue eBiste el >racturamiento con +cido9 cuyo ?rinci?io +sico es di>erente. (o&)ea)le$ Se dee cuidar 'ue el =uido >racturante no =ocule ?or e>ecto de tem?eratura y ?resi/n9 'ue su ?oder de tiBotro?6a sea m6nimo y su iscosidad a?ro?iada ?ara ?ermitir su omeailidad.


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De (a*o Costo$ %l costo del =uido >racturante determina la econom6a de la o?eraci/n. Se ?ueden otener uenos resultados de ?roductiidad 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 ?roductos t/Bicos e in=amales 'ue ?onen en ?eligro la integridad >6sica del ?ersonal9 ?or lo 'ue estos =uidos son ?oco deseales en su uso9 aun'ue en otras ?ro?iedades sean eBcelentes. F,!il de Pre-arar$ Se considerar+ la dis?oniilidad 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 >ractura misma ?or e>ecto adersos9 entonces no @ar+ =uEo de =uido de la >ormaci/n @acia el ?ozo9 siendo esta la >unci/n del >racturamiento. (a*a Prdida de Fri!!i'n -or Presi'n$ Pro?iedad 'ue nos ?ermite a?roec@ar al m+Bimo la ca?acidad del e'ui?o su?ercial de omeo. %l @ec@o de ?oder controla esta ?ro?iedad @a dado como resultado el ?oder lograr mayores elocidades de omeo9 y consecuente9 mayor eciencia en el tratamiento.


0IP3S


Los =uidos de >racturamiento de ?ozos se ?ueden clasicar en:

 Fluidos

&ase Aceite  Fluidos &ase Agua  Fluidos &ase Acido

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO Fl.ido (ase A!eite

Los ?rimeros =uidos usados en las o?eraciones de >racturamiento >ueron ?recisamente =uidos ase aceite9 ?re?arados con gasolina y 4a?alm9 una sal +cidograsa de aluminioG la Herosina9 el disel o el aceite crudo >ueron la ase de estos =uidos. Posteriormente se >ueron usando una gama de aceites iscosos como ase del =uido >racturante.

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO Altos alores de iscosidad

%l =uEo de retorno es incor?orado directamente a la ?roducci/n

4o generan ningn ti?o de dao en la >ormaci/n

J%40A)AS

Preiene la decantaci/n de agente de sostn @acia el >ondo de la >ractura.

Minimiza ?erdidas de =uido.

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO Alto riesgo de incendio

Im?acto amiental seero

D%SJ%40A)AS

0rans?ortan arenas a aEas concentraciones

Conductiidad de la >ractura es aEa

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO A!eites Re/nados Los aceites iscosos renados o>recieron una serie de entaEas en el >racturamiento y ?or muc@os aos >ueron el medio de >racturar m+s comn. Las es?ecicaciones t6?icas de este ti?o de aceites son: –

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*rados API Jiscosidad Filtrado API min Jel. De ca6da de la arena As>+ltenos 0iem?o de ru?tura de la emulsi/n

-<K !!! c? a 1!! KF <1!! mi en ! Menos de , ?ies;min Menos de ,  Menos de ! min

Las entaEas de estos =uidos son: su dis?oniilidad9 aEo costo y su >+cil remoci/n de la >ractura.

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO A!eite Cr.do

0iene la ?ro?iedad de 'ue o>rece la a?ro?iada iscosidad de acarreo y se le ?uede controlar su ltrado. 2na desentaEa ?odr6a ser su dis?oniilidad9 ?ero en caso de 'ue se ?roduzca en el +rea entonces se conierte en entaEa su dis?oniilidad9 aEo costo9 >+cilmente remoile9 recu?erale ?ara su ?roducci/n y no causa ?rolema en la ater6a.

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO Fl.ido (ase A+.a

La tendencia9 en los ltimos aos9 se @a orientado @acia el uso de los =uidos ase agua. %llo a ?esar de 'ue se considera gemelamente ina?ro?iado omear agua @acia las >ormaciones ?roductoras9 sore todo cuando la >ormaci/n es sensitia al agua. Sin emargo9 se usa el agua ?or razones9 entre ellas la econom6a. %n la actualidad las dos terceras ?artes de los ?ozos se >racturan con =uidos ase agua9 deido al gran desarrollo de aditios 'ue ?ueden controlar sus ?ro?iedades.

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO &aEo Costo Se ?ueden utilizar ?ol6meros solules en agua

Alto desem?eo

J%40A)A S 4o eBisten ?rolemas de incendios

F+cil maneEo en su?ercie Minimiza la >ricci/n tuular


D%SJ%40A)A S

&aEos alores de iscosidad.

4o llea el agente de sostn dentro de la >ractura >+cilmente.


Fluidos ase +cidos 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 otenida con los aditios.


cidos iscosos Para ?re?arar los +cidos iscosos9 a?arte de las emulsiones9 se em?lea generalmente una goma natural9 tal como Haraya o la goma guar. Los ?ol6meros sintticos y los deriados de la celulosa no @an sido com?etitios @asta el momento y ?or lo tanto no se @an usado ?ara ?re?arar los +cidos iscosos. Las desentaEas de los +cidos iscosos son su inestailidad con la tem?eratura y su alto costo. Sin emargo se usan estos +cidos ?or sus uenas ?ro?iedades de control de ltrado y reducci/n de >ricci/n.


La +o&a 0ara1a es una goma egetal 'ue se otiene de los eBudados de la corteza de los +roles del gnero Sterculia. La goma Haraya se distingue de otras gomas ?or la ca?acidad de @inc@arse en una sus?ensi/n al -! de etanol. Se ?resenta en >orma de l+grimas y de tamao ariale. %s muy ?oco solule en agua9 y adem+s ?osee una >uerte iscosidad cuando se ?resenta en altas concentraciones. Su as?ecto es muy similar a la goma tragacanto9 es ?or esa raz/n ?or la 'ue se em?le/ a comienzos del siglo OO como un suced+neo. Se em?lea en la industria como emulgente.

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO Per"ora!i'n -etrolera La goma guar se usa a menudo ?ara controlar el =uEo de agua y como un coloide ?rotector en lodos de ?er>oraci/n de ?ozos ?etroleros. 0amin se usa en la >ractura de +cidos ?ara aumentar el =uEo de ?etr/leo.


cidos emulsionados Las emulsiones +cidas9 aun'ue no muy ?o?ulares9 son de gran utilidad en >ormaciones con altas tem?eraturasG deido a su estailidad. 2n eEem?lo de emulsi/n es un +cido en aceite con -!! de >ase +cido interna. Se usan arios emulsicantes ?ara lograr el grado de estailidad de la emulsi/n. La desentaEas de las emulsiones +cidas son su alta iscosidad y alta ?rdida de ?resi/n ?or >ricci/n. 2na emulsi/n de aEa iscosidad no tiene las ?ro?iedades de =uEo conenientes y su grado de estailidad es aEo9 mientras 'ue las emulsiones de alta iscosidad ?ueden dicultar el omeo. Las emulsiones +cidas se usan ?rinci?almente en ?ozos con altas tem?eraturas de >ondo9 ya 'ue su ?ro?ia estructura retarda la elocidad de reacci/n entre el +cido y la >ormaci/n.


Fluidos ase es?uma Los =uidos >racturantes ase es?uma son sim?lemente una emulsi/n de gas en l6'uido. Las uruEas de gas ?roeen una alta iscosidad y ca?acidades de trans?orte de a?untalante. La utilizaci/n de es?umas tiene muc@as entaEas. Las dos m+s oias son: la minimizaci/n de la cantidad de l6'uido localizado en la >ormaci/n y el ?er>eccionamiento en la recu?eraci/n del =uido >racturante deido a la energ6a in@erente del gas. %n la ?re?araci/n de es?umas9 comnmente es utilizado - a #! menos agua 'ue en los tratamientos conencionales.


DesentaEas •

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4o ostante9 el uso de estas es?umas como un =uido >racturante ?resenta muc@as desentaEas. Desde el ?unto de ista mec+nico se dee de tener muc@o cuidado en la o?eraci/n de tratamiento con es?uma. Las ?e'ueas ariaciones en la elocidad de mezcla de agua o gas ?ueden causar la ?rdida de la estailidad de la es?uma. 3tras desentaEa de la es?uma es 'ue es di>6cil tener altas concentraciones de arena en es?umas >racturantes.

La m+s grande a?licaci/n ?ara es?umas >racturantes es ?roalemente en ?ozos ?oco ?ro>undos y de aEa ?resi/n 'ue re'uieren un =uido energizado o en ?ozos 'ue son sensiles al agua.


Fluidos >racturantes de emulsi/n 2na emulsi/n de aceite y agua tiene uen control de ?rdida de ltrado9 mostrando una gran ca?acidad de acarreo de a?untalante. La emulsi/n es rota en cuanto el sur>actante 'ue crea la emulsi/n es asorido en la >ormaci/n. Los dos ti?os +sicos de emulsiones aceite;agua son: agua eBterna y aceite eBterno. 2na emulsi/n de aceite eBterno es un sistema de dos >ases9 donde el aceite es la >ase continua y el agua es emulsicada en el aceite. 2na emulsi/n de agua eBterna es a'uella donde el agua es la >ase continua y el aceite es la >ase discontinua.


ADI0IJ3S

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO Aditivos -ara Fl.idos (ase A!eite •

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Red.!tores de -rdidas de -resi'n -or "ri!!i'n23 Se usa un aceite +cidograso 'ue aun'ue aumenta la iscosidad reduce la >ricci/n de los =uidos 'ue son omeados a altas elocidad. 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 turulencia. Red.!tores de /ltrado23 un aditio reductor de ltrado dee ser: 1. %>ectio a aEas concentraciones <. De >+cil remoci/n . Relatiamente inerte y com?atile con los =uidos de la >ormaci/n ". Ace?tale en la l6nea de ?roducci/n La concentraci/n del agente reductor de ltrado se dee determinar9 de ser ?osile9 ?or ?rueas de laoratorio sore la roca de la >ormaci/n en cuesti/n9 aEo condiciones de tem?eratura y ?resi/n di>erencial similares al >ondo del ?ozo.

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO Aditivos -ara Fl.idos (ase A+.a •

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Red.!tor de "ri!!i'n23 %l uso del agua en si im?lica reducir las ca6das de ?resi/n ?or >ricci/n en com?araci/n con otros =uidos. Los agentes reductores de >ricci/n 'ue se usan en agua son esencialmente ?oliacrilamidas. 3tros materiales como la goma guar actan en >orma similar9 ?ero no en >orma tan e>ectia9 aun'ue esta ltima se ?reere ?or ser menos 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 ?ueden em?lear la goma guar9 @idroBietil celulosa o ?oliacrilamina9 todos son altamente e>ectios en ?ozos con tem?eraturas de enoles clorinados.


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Red.!tores de /ltrado23 los Jiscosicantes anteriores9 al mismo tiem?o 'ue dan cuer?o5 al =uido9 ayudan a disminuir su ?rdida de ltrado. Si adem+s se agregan ?e'ueas cantidades de s/lidos inertes como ?ueden sr la @arina de s6lice9 el ltrado se reduce notalemente. Las com?a6as 'ue ?resentan sus sericios @an desarrollado algunos aditios 'ue en general son mezclas e almid/n9 entonita9 @arina de s6lice9 doma 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 la resistencia al =uEo al ?roducir el ?ozo.

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO Aditivos -ara Fl.idos (ase A!ido

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Red.!tores de "ri!!i'n23 Para =uidos ase agua se usa la goma guar9 as6 como en =uidos con aEas concentraciones de +cido. La goma guar es inestale en +cidos clor@6dricos al 1 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 estales con la tem?eratura y la concentraci/n de +cido. Retardadores de la a!!i'n 5.6&i!a del ,!ido23 Los retardadores 'u6micos del +cido clor@6drico tienen ciertas entaEas sore otros retardadores de +cidos9 aEo costo9 reacci/n lenta y aEa iscosidad. Los materiales 'ue se usan ?ara tal e>ecto son: alHil >os>ato9 alHil torato y alHil sul>ato.


S%L%CCIQ4 3P0IMA

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO Sele!!i'n O-ti&a Con el conocimiento 'ue se tiene de los di>erente ti?os de =uidos Fracturantes de 'ue se dis?one9 se ?uede estalecer una gu6a ?ara escoger 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.

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO Pro-iedades de la For&a!i'n Se deen considerar las ?ro?iedades >6sicas y 'u6micas de la >ormaci/n a ser >racturada y la in=uencia de sta en los =uidos Fracturantes. Si la ?ermeailidad de la >ormaci/n es alta y no @a sido daada9 se tienen muy ?ocas ?osiilidades de incrementar la ?roductiidad con un tratamiento ?or >actura. Durante la terminaci/n del ?ozo generalmente se tiene dao a la ?ermeailidad9 ?or lo 'ue se dee seleccionar un =uido 'ue no reduzca m+s esa ?ermeailidad. 3tro >actor im?ortante es el contenido de arcilla de la >ormaci/n. Si el contenido de arcilla es alto9 entonces se recomienda un =uido ase aceite9 'ue reduzca la reacci/n @idratante de la arcilla. Si se usa un =uido ase agua9 entonces dee adicionar cloruro de calcio o ?otasio al !.. •

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%n >ormaciones 'ue contienen agua con sal en soluci/n9 se ?uede usar agua dulce ?ara el >racturamiento y +cido clor@6drico al 1 ?ara disoler el cloruro de sodio y aumentar la ?ermeailidad con la reacci/n del +cido y los caronatos de la >ormaci/n. Si la >ormaci/n a ser >racturada tiene alto contenido de caronatos9 se recomienda el uso de =uidos ase +cido.

Fluidos Fracturantes Equipo 5

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