Pasos para realizar una fractura hidráulica

1. Pablo

2. Tipos de Estimulación
Lavado Acido
Acidificación Matricial
Ball Out
Estimulación Selectiva con Empaques
ACIDIFICACION
Fracturamiento Hidráulico
Fracturamiento Acido
FRACTURAMIENTO
ESTIMULACION

3. FRACTURA HIDRÁULICA
Es una técnica que consiste en generar una
fractura o sistema de fracturas en un medio
poroso mediante la inyección de un fluido
viscoso a presiones más elevadas que las
soportadas por el subsuelo y mantenerlas
abiertas mediante la colocación de un agente de
sostén, creando un canal de alta conductividad
que comunica pozo/reservorio.

4. OBJETIVOS DE LA FRACTURACIÓN
REMOVER O BYPASEAR DAÑO (SKIN)
CREAR CONDUCTIVIDAD ADICIONAL
CONTROLAR PRODUCCION DE ARENA Y FINOS DE
FORMACION
INCREMENTAR LA PRODUCTIVIDAD DEL POZO
INCREMENTAR LA INYECTIVIDAD DEL POZO
CONECTAR MULTIPLES NIVELES DE PRODUCCION
EN FORMACIONES LAMINARES
EXTENDER LA VIDA UTIL DE UN POZO

5. Con la fractura se aumenta el radio de drenaje del pozo.
POZO SIN FRACTURAR POZO FRACTURADO

6. En el caso de pozos nuevos se
realiza para recuperar costos más
rápidamente desde el inicio de la
producción.
En casos de pozos viejos, para
extender la vida útil del pozo.
Aumento de la productividad con el fracturamiento

7. ¿Cuando fracturar?
La pregunta correcta sería, cuando “NO fracturar”, ya que solamente se debe
tener cuidado cuando:
 Se tienen capas de agua o gas próximas.
 Capas productivas muy depletadas.
 Formaciones muy cerradas o pequeños espesores.
 Altas permeabilidades de formación.
 Formaciones muy sensibles.
En estos casos para fracturar hay que evaluar aspectos como el control de
crecimiento, uso de modificadores de permeabilidad relativa, fluidos de
fractura o aditivos para control de la afectación a formación, etc.
En todos los demás casos siempre se tendrán mejoras que generará un
retorno que paga la inversión

8. Proceso de
fracturación

9. Iniciación de la fractura: se logra mediante el bombeo de un fluido adecuado en
la formación, a un caudal bastante mayor que la velocidad de leak off del fluido
dentro de la formación. La presión del fluido (o stress) aumenta lo suficiente como
para vencer el esfuerzo compresivo de la roca, que la mantenía unida (presión de
overburden). La roca se rompe en una fractura que está en un plano
perpendicular al del mínimo esfuerzo.
El crecimiento a lo largo se detendrá cuando la velocidad de leak off a través de la
cara de la fractura iguale la velocidad de inyección del fluido de fractura en el pozo.
Cuando se ha inyectado el agente de sostén programado, se paran las bombas, la
presión en la fractura cae y el esfuerzo de overburden (Pc) cierra la fractura sobre el
agente de sostén.

10. Propagación de la Fractura
Presión de rotura: al iniciar el bombeo se
incrementa hasta un punto en que la formación
falla y se quiebra

11. Propagación de la Fractura

12. Extensión de la fractura: a medida que el fluido se sigue inyectando, la fractura
tiende a crecer en ancho a medida que el fluido presiona sobre las caras de la
fractura; se trabaja sobre la elasticidad de la roca. Una vez que el pad inyectado ha
sido suficiente como para mantener abierto el ancho deseado de forma de aceptar el
agente de sostén, se lo comienza a agregar al fluido de fractura.
Una fractura vertical crece en largo hacia delante, arriba y abajo. El crecimiento
vertical puede ser detenido por formaciones aledañas con diferente stress; hacia
abajo también puede contenerse colocando una barrera de arena, en el fondo de la
fractura.

13. Arenamiento: el ancho w de fractura se debe a la presión neta de fractura
(presión superior a la Pc) que se ejerce sobre la elasticidad de la formación.
A medida que el agente de sostén entra a la fractura y se deposita, se requerirá
más presión de fluido para crear un gran esfuerzo sobre la cara de la fractura para
aumentar el w.
Si esto no fuera posible entonces la velocidad del fluido decrece y el agente de
sostén caerá del fluido a velocidades cada vez mayores y se produce un
arenamiento.
Si tengo una geometría suficiente y ocurre un arenamiento en la fractura, desde
el punto de vista de la productividad es bueno, es decir que tendré mejor
conductividad en la boca.
Si el arenamiento ocurre en la cañería debido a la falta de geometría o
taponamiento del punzado, no es deseable.

14. Inicio del Bombeo del
Apuntalante

15. Apuntalamiento de la Fractura
Presión de bombeo: ya rota la formación, la
presión necesaria para extender la fractura se
reduce, aún manteniendo el caudal constante.

16. Apuntalamiento de la Fractura

17. Desplazamiento del
Apuntalante

18. Cierre de la Fractura
Presión de fricción
ISIP
Declinación Post-
Fractura
Presión Instantánea de Cierre: al cesar el bombeo
(Q=0) desaparecen todas las presiones de fricción y
quedan sólo la presión dentro de la fractura y la
hidrostática del pozo.
Declinación Post-Fractura: en ciertas condiciones
es posible hacer algunas estimaciones con el
comportamiento de la difusión de la presión desde la
fractura hacia la formación.

19. Cierre de la Fractura

20. Geometría de la Fractura

21. Geometría de la Fractura

22. Daño de formación
Este daño a menudo es expresado como “Skin”
o daño zonal que resulta cuando la
permeabilidad original del pozo es alterada. El
resultado de tal daño es una disminución de la
capacidad de flujo del pozo.

23. Daño de formación
Puede ser ocasionada por diferentes factores tales como:
 Hinchamiento de arcillas (penetración de lodo de perforación)
 Invasión de sólidos
 Precipitación de compuestos orgánicos y/o inorgánicos
 Cambios de humectabilidad
 Sub productos de bacterias
 Daño de perforación
 Depositaciones organicas
 Incrustaciones
 Etc… Pozo
Zona de Daño
Zona Virgen

24. Daño de formación
El daño de formación puede ser dividido en 2 tipos
1) Superficial o daño
en el well bore
2) Moderado a
daño profundo

25. En superficie se ve como un pico de presión, una vez que ese tiempo o instante
ocurre, el fluido de inyecta a una presión menor. El efecto ocurre por una
concentración de stresses compresivos en la formación, en el near wellbore.
Esto ocurre cuando una porción de la roca se elimina (perforación), pero
regionalmente los esfuerzos no varían por lo que en la zona del pozo la roca aceptará
mayor esfuerzos compresivos.
x2
x1
1.5 x2
3.0 x2
x1 / x2 = 2
Por eso es que debemos aplicar suficiente
presión hidráulica (HHP) para sobrepasar
esos altos esfuerzos del pozo )no de la
formación).
Es así que al inyectar un fluido para
penetrar la formación, hará que este tenga
que “soportar” parte de ese esfuerzo de
roca regional, reduciendo la presión del
fluido para iniciar la ruptura
RUPTURA DE LA FORMACIÓN: su significado

26. Caudal de Producción Esperado

27. Esfuerzos de formación
La mecánica de la
iniciación y propagación de
una fractura y la geometría
resultante están
relacionados con los
esfuerzos zonales cerca del
pozo y la roca que lo rodea,
con las propiedades de la
roca, características del
fluido de fractura y el modo
en el que el fluido se
inyecta.
Estado de Esfuerzos en el Subsuelo
1
2 2
Tres Esfuerzos
Principales
- Dos Horizontales(2, 3)
- Uno Vertical (1) 1 > 2 > 3
Los esfuerzos Principales son normalmente de
compresión, y varían a través del campo
3

28. En geomecánica,
las tensiones de
compresión se
toman como
positivas por
convención.
Esfuerzos de formación

29. Los fluidos dentro de los poros en
el reservorio juegan un papel
importante dado que soportan
parte de la carga total aplicada
(Presión Poral).
Por esto, la roca sólo esta sujeta a
una parte de la presión total
llamada Presión Efectiva
Esfuerzos de formación
αp
σ
σ 


Ley de Terzaghi modificada

30. La presencia de un fluido que puede moverse libremente
dentro de una roca porosa introduce un carácter
dependiente en respuesta mecánica de la roca. La roca
reaccionará de diferente manera según sea el tiempo de
aplicación de carga respecto del tiempo que gobierna el
proceso de difusión a través de los poros.
Esfuerzos de formación
Carga súbita
Comportamiento
rígido
Carga lenta
Comportamiento
“blando”

31. Las rocas por debajo de la superficie están sometidas a un
estado de esfuerzos compresivos debido al peso litostático
(overburden).
Esto genera esfuerzos verticales y horizontales. Las rocas
sedimentarias tienen poca resistencia tensil propia, pero están
mantenidas unidas por fuerzas compresivas. Una fractura se
extiende cuando se aplica suficiente HHP (presión hidráulica)
para superar esas fuerzas compresivas.
Esfuerzos de formación

32. Continuará…
Gracias por su atención