9_Fracturas

1Fracturamiento de PozosFracturamiento de Pozos

CompletaciCompletacin y Reacondicionamiento de Pozosn y Reacondicionamiento de Pozos

Realizado por: Lus RodrguezIng. de Petrleo

Fracturamiento de PozosFracturamiento de Pozos


CONTENIDO1.1. DEFINICION DE FRACTURA.DEFINICION DE FRACTURA.

2.2. ANTECEDENTES.ANTECEDENTES.

3.3. TIPOS DE FRACTURA.TIPOS DE FRACTURA.

4.4. APLICACIAPLICACIN.N.

5.5. BENEFICIOS BENEFICIOS



RESEA HISTRICA

El primer tratamiento de estimulacin por fracturamiento

hidrulico fue bombeado en 1947 en un pozo de gas operado por

Pan American Petroleum Corporation en el campo Hugoton, en el

Condado de Grant, Kansas.

Desde entonces el fracturamiento hidrulico se ha convertido en

un tratamiento estndar para estimular la productividad de los pozos

de gas y de petrleoEconomidesEconomides et al 2002et al 2002



Es la tcnica mediante la cual se crea una geometra de fractura (canal) en la formacin aplicando una presin mayor a los esfuerzos mnimos de la formacin y apuntalada con agente de soporte (apuntalante o grava) de tamao especifico y alta conductividad con el propsito de apartar el dao de formacin y aumentar el rea de flujo.

Es la tcnica mediante la cual se crea una geometra de fractura (canal) en la formacin aplicando una presin mayor a los esfuerzos mnimos de la formacin y apuntalada con agente de soporte (apuntalante o grava) de tamao especifico y alta conductividad con el propsito de apartar el dao de formacin y aumentar el rea de flujo.

Fracturamiento de PozosDefiniciDefinicin Generaln General



Fracturamiento de PozosDefiniciDefinicin Descriptivan Descriptiva

Fracturamiento HidrFracturamiento Hidrulico:ulico: es el proceso de bombear un fluido en un pozo a una tasa de inyeccin que es demasiado alta para que la formacin la acepte en rgimen de flujo radial.

Como la resistencia al flujo en la formacin se incrementa, la presin en el pozo aumenta a valores que exceden la presin de quiebre de la formacin, produciendose asas la Fracturala Fractura.



OBJETIVOS DEL FRACTURAMIENTO HIDRULICO

9 Incremento de la tasa de flujo de petrleo y/o gas de yacimientos de baja y alta permeabilidad (Fracs and Packs).

9 Incremento de la tasa de petrleo y/o gas de pozos que han sido daados.

9 Conectar fracturas naturales presentes en la formacin.

9 Disminuir el diferencial de presin (drawdown) alrededor del pozo para minimizar la produccin de arena.

9 Disminuir el diferencial de presin (drawdown) alrededor del pozo para minimizar problemas con asfltenos.

9 Incrementar el rea de drenaje o la cantidad de formacin en contacto con el pozo.



OBJETIVOS DEL FRACTURAMIENTO HIDRULICO

9Controlar la produccin de escamas.

9Conectar la produccin de intervalos lenticulares.

9Disminuir la velocidad de flujo en la matriz rocosa.

9Disminuir el numero de pozos necesarios para drenar un rea.

9Retardar el efecto de conificacin de agua.



YACIMIENTOS DE BAJA PERMEABILIDAD

POZOS CON ALTOS DAOS.

2*3.1416 *K*h ( PWS-PWF)Q=-----------------------------------

U* Ln( Re-Rw) + S



STIM005- 4

Estudio de produccin bajocondiciones de flujo radial

Caso ideal, flujo radialsin dao en laformacin

Pi Pi

Pwf Pwf

Caso real, flujo radial a travsde una regin daadaen las cercanas de la caradel pozo

Pwf



TIPOS DE FRACTURATIPOS DE FRACTURATIPOS DE FRACTURA

POZOS YACIMIENTO CRETACEO. (FRACTURAS - CALIZAS).

POZOS YACIMIENTO MIOCENO. (F. A.C)

POZOS YACIMIENTO EOCENO. (FRACTURAS)



BENEFICIOS DEL FRACTURAMIENTOBENEFICIOS DEL BENEFICIOS DEL

FRACTURAMIENTOFRACTURAMIENTO

DISMINUCION DEL DAO.

AUMENTO DE LA CONDUCTIVIDAD.

MAYOR AREA DE FLUJO.

MEJORAMIENTO DE LA PRODUCCION.



YACIMIENTOS DE ALTA PERMEABILIDAD:

Permeabilidad: 10md o superior

Diseo de fracturas Tip-screenout

Control de Arena

FRACTURAS DE ALTA CONDUCTIVIDAD

FRACTURAS DE ALTA FRACTURAS DE ALTA CONDUCTIVIDADCONDUCTIVIDAD



CONCEPTOS BASICOSCONCEPTOS BASICOSCONCEPTOS BASICOS

Tcnica donde se bombea un volumen de fluido previo al tratamiento (fractura) con caractersticas iguales al fluido que se utilizar en el F.A.C. Y ala misma tasa , nos proporciona los clculos de gradiente de fractura , eficiencia del fluido, prdida de filtrado, tiempo de cierre de la fractura y presin de cierre.

MINIFRACMINIFRACMINIFRAC



Material natural o artificial con cierta composicin y

propiedades fsicas, utilizada para mantener abierta la fractura,

conservando a concentraciones apropiadas la conductividad de

la misma segn las caractersticas mecnicas del yacimiento.


APUNTALANTE. ( GRAVA )APUNTALANTE. ( GRAVA )APUNTALANTE. ( GRAVA )



Volumen de fluido con ciertas propiedades reolgicas definidas

segn el yacimiento para crear la geometra de fractura (altura,

ancho, largo) y a la cual posteriormente se le coloca el material

apuntalante (grava).


PAD (COLCHON)PAD (COLCHON)PAD (COLCHON)



FLUIDO BASEFLUIDO BASEFluido de fractura compuesto de aditivos qumicos y slidos, puede estar formado por fluido base agua o aceite.

PRESION DE CIERREPRESION DE CIERREEs la presin a la cual la fractura se cierra e indica el mnimo esfuerzo en la roca.

FCDFCDEs un factor adimensional de conductividad que permite obtener los valores de incremento de productividad posterior a la fractura.




Top View - Initial Fracture Propogation With PadTop View - Initial Fracture Propogation With Pad

Job Time

BH

TPB

HTP

Job Time0

00

0

FractureFracture

Fluid Loss to Rock MatrixFluid Loss to Rock Matrix

Reservoir RockReservoir Rock

INICIO DE LA FRACTURAINICIO DE LA FRACTURAINICIO DE LA FRACTURA



Top View - All Pad Injected Into Fracture

Job Time

BHTP

BHTP

Job Time

Top View - All Pad Injected Into Fracture

00

00

ESTABLECIMIENTO DE UNA GEOMETRA DE FRACTURAESTABLECIMIENTO DE UNA ESTABLECIMIENTO DE UNA GEOMETRGEOMETRA DE FRACTURAA DE FRACTURA

10



BOMBEO DEL APUNTALANTE DENTRO DE LA FRACTURA

BOMBEO DEL APUNTALANTE BOMBEO DEL APUNTALANTE DENTRO DE LA FRACTURADENTRO DE LA FRACTURA

BH

TPB

HTP

Job Time0

00

0 Job TimeTop View - Initiate Proppant into FractureTop View - Initiate Proppant into Fracture

No Proppant

Proppant Laden Fluid

No Proppant


Conc

.-PPG

Conc

.-PPG

BH

TPB

HTP

Job Time0

00

0 Job TimeTop View - Initiate Proppant into FractureTop View - Initiate Proppant into Fracture

No Proppant


No Proppant


Conc

.-PPG

Conc

.-PPG



EL APUNTALANTE ALCANZA LA PUNTA (TIP) DE LA

FRACTURA

EL APUNTALANTE ALCANZA EL APUNTALANTE ALCANZA LA PUNTA (TIP) DE LA LA PUNTA (TIP) DE LA

FRACTURAFRACTURA

BH

TPB

HTP

Job Time0

00

0 Job Time

Top View - Proppant Reaches Fracture TipTop View - Proppant Reaches Fracture Tip

Conc

.-PPG

Conc

.-PPG

BH

TPB

HTP

Job Time0

00

0 Job Time

Top View - Proppant Reaches Fracture TipTop View - Proppant Reaches Fracture Tip

Conc

.-PPG

Conc

.-PPG

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INFLANDO LA FRACTURAINFLANDO LA FRACTURAINFLANDO LA FRACTURA

Top View - Tip-Screenout ModeBH

TPBH

TP

Job Time0

00

0 Job Time

Top View - Tip-Screenout Mode

Con

c.-P

PG

Con

c.-P

PG



BH

TPB

HTP

Job Time0

00

0 Job Time

Top View - Job EndTop View - Job End

Conc

.-PPG

Conc

.-PPG

FIN DEL TRABAJOFIN DEL TRABAJOFIN DEL TRABAJO

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GRFICO DE LA PRESIN NETA DEL FONDO DEL POZO

GRGRFICO DE LA PRESIFICO DE LA PRESIN NETA N NETA DEL FONDO DEL POZODEL FONDO DEL POZO

Inicio de la Fractura

Establecimientode la Geometra

de Fractura

Introduccinapuntalante

Tip Screen

Out

Inflando Fractura Fin del

Trabajo

100

200300400500

1000

2000

300040005000

10000

1 10 10002 3 4 5 20 304050 100 200 300

TIME-MIN.

100

200300400500

1000

2000

300040005000

10000

1 10 10002 3 4 5 20 304050 100 200 300

TIME-MIN.



FACTORES QUE AFECTAN EL TIEMPO DE ARENAMIENTO (SCREEN-OUT)

FACTORES QUE AFECTAN EL TIEMPO FACTORES QUE AFECTAN EL TIEMPO DE ARENAMIENTO (SCREENDE ARENAMIENTO (SCREEN--OUT)OUT)

Tasa Promedio de Inyeccin

Modulo de Young

Reologa del Fluido

Tasa de prdida de fluido

Concentracin de Arena

Presin por Friccin

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EQUIPOS PARA SERVICIOS DE COMPLETACIN CON FRACPACEQUIPOS PARA SERVICIOS DE EQUIPOS PARA SERVICIOS DE

COMPLETACICOMPLETACIN CON FRACPACN CON FRACPAC

3 Unidades de Fractura ( 1,400 HP cada una )





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EQUIPOS (TIERRA) PARA SERVICIOS DE COMPLETACIN CON FRACPAC

EQUIPOS (TIERRA) PARA SERVICIOS EQUIPOS (TIERRA) PARA SERVICIOS DE COMPLETACIDE COMPLETACIN CON FRACPACN CON FRACPAC

1 Blender (Mezclador)





2 Herramientas aisladoras

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Para lograr un FracPac exitoso,es necesario crear un arenamiento para:

Para Para lograrlograr un FracPac un FracPac exitosoexitoso,,es es necesarionecesario crearcrear un un arenamientoarenamiento parapara::

Maximizar el ancho de la fractura

Maximizar la conductividad de la fractura

Un diseo apropiado depende de la exactitud de los valores de Prdida de Fluido. La unica forma de conocerlos es a

travs del anlisis del MiniFrac.

Un diseo apropiado depende de la exactitud de los valores de Prdida de Fluido. La unica forma de conocerlos es a

travs del anlisis del MiniFrac.



Consideraciones Especiales paraMinifrac de Pozos con Alta

Permeabilidad

ConsideracionesConsideraciones EspecialesEspeciales paraparaMinifracMinifrac de de PozosPozos con Alta con Alta

PermeabilidadPermeabilidad

Fluidos viscosos Para el control de fluido

Coeficientes de prdida de fluido(Cw)

Control de prdida instantnea de fluido (spurt loss)

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La Fractura Hidrulica se inicia y continua perpendicular a la direccin del Mnimo

Esfuerzo Principal de la Roca.

La Fractura Hidrulica se inicia y continua perpendicular a la direccin del Mnimo

Esfuerzo Principal de la Roca.

ORIENTACIN DE LA FRACTURAORIENTACIORIENTACIN DE LA FRACTURAN DE LA FRACTURA

minmin



TORTUOSIDADTORTUOSIDADTORTUOSIDAD

MMnimonimo EsfuerzoEsfuerzoPrincipal de la Principal de la RocaRoca

minminEsfuerzoEsfuerzo en la en la rocaroca tantangrandegrande comocomo el el mmnimonimo

esfuerzoesfuerzo principalprincipal

El Inicio de la Fractura puede que no sea perpendicular al Mnimo Esfuerzo Principal de la Roca debido a que ocurre un cambio en el

esfuerzo durante la perforacin.

El Inicio de la Fractura puede que no sea perpendicular al Mnimo Esfuerzo Principal de la Roca debido a que ocurre un cambio en el

esfuerzo durante la perforacin.

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FRACTURA TIP SCREEN-OUTFRACTURA TIP SCREENFRACTURA TIP SCREEN--OUTOUT

Maximizar el ancho de la fractura.

Maximizar la cantidad de apuntalante colocado. por unidad de area de fractura.

Maximizar la capacidad de flujo de la fractura.

Metas:Metas:Metas:



CaractersticasCaracterCaractersticassticas

Crea una Geometra de Fractura.

Coloca el apuntalante en la punta (Tip) de la fractura.

Aumenta la presin neta.

Incrementa el ancho.

Empaca la fractura con un ancho mximo.

FRACTURA TIP SCREEN-OUTFRACTURA TIP SCREENFRACTURA TIP SCREEN--OUTOUT

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