Fracturamiento Con Alta Permeabilidad
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Fracturamiento de alta permeabilidad
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Importancia del Fracturamiento Hidrulico
En 1993, el 40% de los pozos de aceite nuevos y el 70% de los pozos de gas fueron
tratados con fractura
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Razones para realizar una fractura de alta permeabilidad (HPF)
Pasar el dao a la formacin
Controlar la produccin de arena
Evitar la produccin (malla, grava)
Controlar la consolidacin de arena
- Cada drstica de la presin
- Condiciones de cementacin de los granos
- Estado de esfuerzos de la roca
Reducir la migracin de finos y la produccin de asfaltenos
Mejorar la comunicacin entre el yacimiento y el pozo
Reducir la conificacin de agua
Estimular los pozos y mejorar su produccin
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Comparacin de las HPF contra otras tcnicas
Empacamiento con grava.- colocacin de grava entre la formacin y el pozo,
provoca la acumulacin de finos de la zona cercana al pozo, lo que reduce la
permeabilidad del empacamiento y la produccin del pozo.
Empacadores de agua de alto gasto.- de igual manera su eficiencia se reduce con
el tiempo.
Rendimiento de pozos horizontales fracturados en formaciones de alta
permeabilidad
Las fracturas transversales son apropiadas para formaciones con baja
permeabilidad
Las fracturas longitudinales son apropiadas para formaciones con alta
permeabilidad.
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Puntos clave en las HPF
Tip Screenouts (punta de la fractura) TSO.- en particular en las HPF se requiere
de una cuidadosa tcnica de TSO para limitar el crecimiento y permitir el
ensanchamiento de la fractura y su empacamiento
Ocurre cuando suficiente sustentante se concentra en el borde frontal de la fractura
previniendo una eventual extensin de la misma.
El ancho de la fractura aumenta mientras el rea de las caras permanece
tericamente constante
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Fundamentos del Leakoff en las HPF
Existen tres modelos diseados en formaciones de alta permeabilidad:
1.- Modelo de Carter.- considera el fenmeno de Leakoff como:
a)Propiedad del material del sistema roca/fluido
Al : rea
Vl: Vol..perd . De t0 a t
sp : coef.spurt loss
2Clt: ancho de la fractura en el leakoff
b)Una consecuencia del mecanismo de flujo en un medio poroso.
2.- Modelo de enjarre (Mayerhofer & col) considera:
resistencia del enjarre a un tiempo de referencia (ro, to)
permeabilidad del yacimiento (kr)
Ro, to y kr.- se obtienen de un minifrac
Py, f, y Cb.- se suponen conocidos
pl
l
l StCA
V 2
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Fundamentos del Leakoff en las HPF
3.- Modelo de leakoff de la zona invadida por polmero (Fan y Economides)
(1995).- La diferencia entre la cara de la fractura y el yacimiento es el resultado de
tres cadas de presin en el enjarre, la zona invadida por el polmero y el yacimiento.
Pfrac - Pi = Penj + Pinv + Pyac
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Diseo del tratamiento HPF y su ejecucin
1.- Perforar la formacin
2.- Colocar la malla de grava
3.- Lavar con cido para limpiar las perforaciones
4.- Elaborar e interpretar una prueba de prehidratamiento
5.- Disear la cedula bombeo TSO basada en las variables de diseo para pruebas de
diagnstico
6.- Bombear el tratamiento TSO hasta alcanzar el Screenout
7.- Disminuir el gasto de 1 a 2 bls/min y abrir espacio anular para circular
8.- Para las bombas cuando la PTP alcance su limite de seguridad
9.- Preparar el pozo a produccin
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Pruebas de Diagnostico de Pretratamiento Objetivo: Determinar el valor de los parmetros que gobiernan el proceso de
fractura, por ejemplo:
- Extensin de la fractura o propagacin de presin
- Friccin cerca del pozo
- Evidencia de fracturas y
- Permeabilidad del yacimiento
I.- Prueba de Step-Rate (SRT).- consiste en inyectar gel a gastos determinados
comenzando a gastos matriciales, aumentandolos progresivamente a gastos arriba de
la presin de extensin de la fractura.
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Pruebas de Diagnostico de Pretratameinto
II.- Pruebas Minifrac.- son realizadas a la medida para redisear el tratamiento
HPF con informacin especifica del pozo, la cual se lleva a cabo de 1 a 3 hrs.
Bsicamente se determina la presin de cierre de la fractura mediante graficas de
declinacin de presin despus del shut-in vs una funcin del tiempo:
Psi vs t Psi vs funcin g
Psi vs t log (PISIP - PSI)
III.- Pruebas de presin Falloff.- esta prueba se realiza con el equipo de bombeo
convencional mediante una prefractura o inyeccin matricial de un fluido de
terminacin debajo de los gastos de fractura para un periodo dado y analizando
posteriormente mediante una grafica de Horner. Con ello se puede determinar:
Permeabilidad de la formacin
Propiedades de la formacin, incluyendo Kh y el dao
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Pruebas de Diagnostico de Pretratameinto
IV.- Mediciones de la presin de fondo.- Existen 4 tipos dependiendo de la
localizacin a la cual se tomo el dato real:
Presin de fondo calculada
Presin de sarta
Medidores en la sarta de trabajo
Datos de la tubera lavadora
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Conductividad de la fractura (Cfd)
La conductividad de la fractura es mas importante que la longitud de la misma
Formaciones de mayor permeabilidad requieren de una fractura de mayor
conductividad para mantener un valor aceptable de conductividad
A travs del TSO el ancho de la fractura puede incrementarse sin incrementar la
extensin de la fractura
Longitud de la fractura
Cfd : 1.2 a 1.6
Vf : volumen del sustentante en una ala de la fractura
Ancho de la fractura
k: permeabilidad
kf : permeabilidad del sustentante
h : altura del intervalo
2/1
hkC
KVXf
fd
ff
2/1
6.1
f
f
hK
kVW
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Seleccin de materiales
Apuntalante.- en base al tamao, se debe aplicar la Regla de 4 a 8 (Saucier
(1974)). El tamao del apuntalante deber ser de 5 a 6 veces el tamao del grano
medio de la formacin
Fluido.- Aquel que no afecte la permeabilidad de la formacin
Goma Guar HPG
HEC
Efectos del dao compuesto
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Seleccin de materiales
Fluidos (Conclusiones):
No se recomiendan los geles lineales por su alto leakoff
Son mas apropiados los fluidos polimricos (crosslinked) con gel
Se deben considerar reductores de filtrado para minimizar el Spurt-loss y el Leakoff
total
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Evaluacin de las HPF
Resultados de la produccin
Evaluacin de datos en tiempo real (datos del Leakoff, software y simuladores
3D, geometra y dimensiones de la fractura, anlisis de curvas (conductividad))
Anlisis postratamiento
Dao ocasionado por el apuntalante
Disminucin del ancho de la fractura
Efecto de dao en la cara de la fractura
Anisotropa de la permeabilidad
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Anlisis de curvas Suposiciones:
1.- La fractura generada es vertical con una
geometra radial
2.- El Leakoff sigue el modelo de Carter
3.- El radio de la fractura puede crecer o
decrecer con el tiempo
4.- El rea hidrulica de la fractura
(el cual define el leakoff) no decrece
5.- Durante el periodo en que el ancho
de la fractura aumenta, la pendiente
de la presin es lineal; el comportamiento
elstico de la roca es despreciable.
6.- El apuntalante se distribuye a lo largo
del rea de fractura a cada periodo de tiempo
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Anlisis de curvas (Utilidad)
1.- Seleccionar intervalos de aumento en el ancho de la fractura
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Anlisis de curvas (Utilidad)
2.- Determinacin del radio de empacamiento correspondiente a un periodo de
aumento en el ancho de la fractura
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Anlisis de curvas (Utilidad)
3.- Interpolacin entre valores conocidos del radio de empacamiento
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Anlisis de curvas (Utilidad) 4.- Determinacin de la concentracin del apuntalante en el rea final:
a) para cada intervalo de tiempo t determinar la masa de apuntalante que entra a la
fractura
b) suponer que esta masa esta uniformemente distribuida en el radio de
empacamiento en el periodo de tiempo dado
c)obtener la masa de apuntalante entre un circulo de radio R1 y R2
d) repetir el paso c) para todos los radios y as obtenemos la concentracin de
apuntalante como una funcin de R
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Tecnologas salientes en HPF
Terminaciones de HPF sin mallas y sin equipo
Fracturas en pozos de configuracin compleja
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Fracturamiento de alta permeabilidad
Tecnologas salientes en HPF
Fracturas en pozos de configuracin compleja