fracturamiento hidraulico

1. R E A C O N D I C I O N A M I E N T O D E P O Z O S
FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO
EN FORMACIONES NO
CONVENCIONALES
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
I.U.P. SANTIAGO MARIÑO
AMPLIACIÓN MARACAIBO
INGENIERIA EN PETROLEO
Jhonny Palma CI: 21.595.951
Maracaibo, agosto 2020

2. DESCRIPCIÓN DE LOS YACIMIENTOS
NO CONVENCIONALES

3. ¿QUÉ ES UN YACIMIENTO?
Los yacimientos son acumulaciones naturales de
hidrocarburos en el subsuelo ligados a un contenido
existente de rocas que hace posible su almacenamiento
bajo condiciones de presión y temperatura inicial, existen
yacimientos convencionales y no convencionales.

4. TIPOS DE YACIMIENTOS
• CONVENCIONALES: se caracterizan por que los hidrocarburos se
encuentran almacenados en rocas porosas y permeables denominadas
rocas almacén y además presentan estructuras geológicas que propician
la acumulación de los hidrocarburos ayudados por rocas sello, por lo
general rocas poco porosas y poco permeables.
• NO CONVENCIONALES: son acumulaciones de roca que contienen
hidrocarburos bajo unas condiciones geológicas que no permiten el
movimiento del fluido, ya sea porque se encuentran atrapados en rocas
poco permeables o por tratarse de petróleos de muy alta viscosidad. A
diferencia de los yacimientos convencionales, en estos, los hidrocarburos
se encuentran generalmente en la misma roca madre donde fueron
generados, es decir, no migraron a una roca almacén de alta porosidad y
permeabilidad, para este caso la roca generadora y la roca almacén son
las mismas.

5. YACIMIENTOS NO CONVENCIONALES
Existen diferentes tipos de yacimientos no convencionales
dependiendo del tipo de roca donde se encuentren
almacenados los hidrocarburos y el tipo de hidrocarburo
presente en la misma, los tipos de yacimientos no
convencionales son: gas seco originado a partir de la
presencia de carbonatos y capas de carbón en lutitas de
baja permeabilidad (Tight Gas), gas en esquistos (Gas
Shale), metano en capas de carbón (Coalbed Methane) e
hidratos de metano (moléculas de metano atrapadas en
compuestos helados de agua).

6. TIPOS DE HIDROCARBUROS PRESENTES EN
UN YACIMIENTO NO CONVENCIONAL.
• Gas Shale: Se le denomina así al gas que está presente en
formaciones de esquisto, su interés y extracción se centra en
formaciones que poseen lutitas gasíferas potenciales.
• Tight Gas: Hace referencia a los yacimientos de baja
permeabilidad de gas seco, se producen a partir de la
depositación de carbonatos y capas de carbón alojados en
lutitas; al igual que en el Gas Shale, en el Tight Gas se
requiere de un pozo vertical hasta cierta profundidad que
gradualmente se volverá horizontal, donde se fracturará
generando capacidad de flujo y permitiendo producir.

7. TIPOS DE HIDROCARBUROS PRESENTES EN
UN YACIMIENTO NO CONVENCIONAL.
• Coalbed Methane: El metano es el principal componente del gas
natural, cuando se habla de Coalbed Methane, es la presencia de
metano en capas de carbón, este se genera desde un proceso
biológico a partir de una acción microbiana o de un proceso térmico.
• Hidratos de Metano: Consiste en acumulaciones cristalinas
formadas a partir de carbono, hidrógeno y moléculas de agua
sometidas a altas presiones y bajas temperaturas formando sólidos
muy similares al hielo, donde su estructura es tridimensional y llega
a alojar gas metano, también se puede denominar como clatrato de
metano, se considera como un combustible fósil limpio y capaz de
generar pocos daños al medio ambiente, los yacimientos de
hidratos de metano se encuentran generalmente en plataformas
continentales de mares y océanos con profundidades entre 280
metros hasta 4000 metros.

8. FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO EN
YACIMIENTOS NO CONVENCIONALES

9. PROCESO DE FRACTURAMIENTO Y SUS
ELEMENTOS
El fracturamiento hidráulico se define como el proceso
mediante el cual se inyecta un fluido a la formación de
interés a una tasa y presión mayor a la capacidad de
admisión de la roca expuesta a la operación, originando la
ruptura de la misma, ruptura que se mantendrá abierta
con ayuda de un material denominado propante, el cual
posee características específicas en yacimientos no
convencionales, que tienen muy baja porosidad y
permeabilidad, es muy usado el fracturamiento hidráulico,
ya que crea los canales de flujo adecuados para la
extracción del hidrocarburo.

10. YA C I M I E N TO N O C O N V E N C I O N A L
DESCRIPCIÓN GENERAL DE CÓMO SE GENERAN LAS FRACTURAS EN UN POZO HORIZONTAL

11. TIPOS DE FLUIDOS USADOS EN UN
FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO NO
CONVENCIONAL
El proceso de fracturamiento hidráulico consiste en la inyección
de varias etapas de diferentes tipos de fluidos, el primer fluido
que se bombea a la formación es el fluido de relleno o “Pad”, este
fluido se bombea a altas presiones con el fin de generar y
propagar la fractura en la formación productora, no contiene
material soportante en suspensión. El segundo fluido que se
bombea a la formación es el fluido con agente de soporte en
suspensión, el cual recibe el nombre de lechada, la concentración
del agente de suspensión o propante aumenta desde este punto
hasta el final del proceso de fracturamiento, esta concentración
depende de la habilidad de transporte del fluido y de la capacidad
de aceptación del yacimiento. Por último se bombea el fluido de
limpieza o “Flush”, cuyo objetivo es transportar el material
propante hasta el límite de la fractura y posteriormente eliminar
los residuos indeseados de la formación de interés.

12. TIPOS DE FLUIDOS USADOS EN UN
FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO NO
CONVENCIONAL
• Fluido de relleno o “Pad”
Este fluido es el encargado de generar la fractura en la zona de interés, logra crear
una geometría de fractura deseable y propicia para la extracción de hidrocarburos,
su cualidad principal es que no posee material soportante, es un fluido que es
inyectado a determinada presión suficiente para lograr una ruptura en la roca,
venciendo los esfuerzos de la misma y generando un evento de “Leak off”.
Según la Norma API RP 39 del Instituto Americano del Petróleo, este fluido debe
cumplir con una serie de consideraciones para llegar a ser usado en determinada
formación en función de la viscosidad, estas consideraciones son:
a) Viscoso para fracturar, iniciar y distribuir la fractura, también para transportar el
material de soporte posteriormente, así como también reducir las pérdidas de
fluido durante su proceso de inyección.
b) Ligero a la hora de ser propagado desde superficie, minimizando fricciones y
además, lograr su fácil recuperación.

13. TIPOS DE FLUIDOS USADOS EN UN
FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO NO
CONVENCIONAL
• Fluido con agente de soporte
Los fluidos de inyección que se usan para el fracturamiento hidráulico generalmente
contienen agua, arena y productos químicos como por ejemplo reductores de
fricción, principalmente se usan los de clorato de potasio; estos fluidos con agente de
soporte tienen dos propósitos principales: Crear presión para generar microfracturas
y transportar el agente sostén de la fractura. El agente sostén o propante debe ser
aplicado de manera gradual, de tal manera que una concentración inicial empiece a
generar un canal de fracturas que será reforzado con un incremento de
concentración hasta el punto en el cual la fractura se considera apropiada para tener
una capacidad suficiente y lograr extraer el hidrocarburo, este proceso debe hacerse
de forma gradual, debido a que si se imprime una presión excesiva en la formación
con una concentración de propante de mayor cantidad, puede desestabilizar el
modulo de Young en la zona, deformando el esfuerzo en el eje transversal del
cuerpo, en este caso, las rocas presentes en la formación y provocando eventos
perjudiciales para el proceso de fracturamiento hidráulico.

14. COMPOSICIÓN TÍPICA DE UN FLUIDO DE INYECCIÓN EN UN
FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO

15. Ejemplo de composición de un fluido típico de inyección en un fracturamiento
hidráulico

16. TIPOS DE FLUIDOS USADOS EN UN
FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO NO
CONVENCIONAL
• Fluido de limpieza o “Flush”
El fluido de limpieza se usa primordialmente para ayudar a
desplazar el fluido con agente de soporte desde el pozo
hasta las áreas más profundas de las fracturas construidas,
así como también retirar residuos de rocas generados por el
proceso de fracturamiento, y residuos varios que se han
involucrado, se debe evitar que la concentración de este
fluido sea excesiva, pues podría haber riesgo de
taponamiento en el área de fracturas construidas,
disminuyendo la presión y cerrando las fracturas.

17. TIPOS DE FLUIDOS USADOS EN UN
FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO NO
CONVENCIONAL
• Tipos de propante.
La base para la mejor selección de propante y de fluidos de
fractura se rige con la ductilidad de la formación con la cual
se va a trabajar, también teniendo en cuenta una relación
entre la mineralogía y los esfuerzos mecánicos de la roca a
partir del Módulo de Young, el Módulo de Young se define
brevemente como una relación Tensión/Deformación que
posee una roca al ser sometida a ciertos esfuerzos. La
mineralogía de la formación juega un papel fundamental a la
hora de determinar el tipo de propante y cantidad.

18. FINALIDAD DEL DISEÑO DE
FRACTURAMIENTO
La finalidad del fracturamiento hidráulico, es crear
una fractura lo suficientemente conductiva para
maximizar la producción de un pozo y mejorar su
factor de recobro, para entender mejor el
concepto entre el yacimiento y las variables que
lo delimitan, se debe conocer el efecto de la
permeabilidad, la longitud de la fractura y la
conductividad de la misma.