Fracturamiento Hidraulico

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CAPÍTULO 1
FUNDAMENTOS TEORICOS (1)

1.1 FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO La técnica de fracturar la formación productora Fig. 1.1, se conoce en la Industria Petrolera como Fracturamiento Hidráulico y tiene por objetivo, a nivel de yacimiento, sobrepasar la zona dañada en las vecindades del pozo e incrementar el área de flujo de los fluidos hacia el pozo, dando como resultado el incremento deproducción.

___________________________ (1) Los datos e información del presente capítulo son tomados de FUNDAMENTOS DE LA TEORÌA DEL FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO, Jorge Pazmiño Urquizo 2004

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Fig. 1.1 Diagrama esquemático del fracturamiento de una r iagrama squemático roca

El primer fracturamiento fue realizado en Kansas, a finales de la década del 40 y el propósito fue incrementar laproducción en un pozo marginal. En la década del 50 realizar este tipo de tratamientos tiene gran impacto tanto en pozos tanto de petróleo como de gas. Posteriormente, a mediados de la década de los 80 incrementa, nuevamente la incrementa, aplicación del fracturamiento hidráulico como resultado de del

conocimiento científico y de los modelos del comportamiento de la fractura en la formaciónproductora; además ayudó el hecho de realizar fracturamiento hidráulico masivo (MHF, Massive Hydraulic fracturing) (MHF fracturing en los yacimientos. La tendencia en estas décadas fue fracturar formaciones con permeabilidades bajas. Con las capacidades modernas del fracturamiento mejorado, como es el caso de fracturar formaciones con permeabilidades entre moderadas y altas (HPF, High Permeabilityfracturing), con la técnica conocida ( fracturing), como “Frac & Pack o sus variantes y el hecho de disminuir los costos, Pack”

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han permitido considerar al tratamiento de fracturamiento hidráulico como un tipo de terminación para los pozos petroleros.

1.1.1

Definición de Fractura Es el proceso mediante el cual se inyecta un fluido al pozo, a una tasa y presión que supera la capacidad deadmisión matricial de la formación expuesta, originando un incremento de presión y la posterior ruptura. La fractura de una roca se realiza perpendicularmente al mínimo esfuerzo y por lo tanto en la mayoría de pozos, la

fractura es vertical. Si la tasa de bombeo se mantiene superior a la tasa de pérdida de fluido en la fractura, entonces la fractura se propaga y crece, como se observa en laFig. 1.2.

Fig. 1.2 Presión de fracturamiento de la roca en la formación productora

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La pérdida de fluido en la fractura es el resultado de un balance volumétrico: una parte del volumen del fluido abre la fractura y otra invade las vecindades de la misma. Inicialmente se inyecta solamente fluido fracturante porque la mayor perdida está en las vecindades del pozo, posteriormente comienza aabrirse la fractura y es necesario que el material soportante comience a ingresar en ella, como se indica en la Fig. 1.3.

Fig. 1.3 Propagación de la fractura en la formación productora.

El diseño de concentración de material soportante es muy importante para obtener éxito en el fracturamiento, ya que con ello se obtendrá una excelente conductividad de los fluidos en el interior de lafractura.

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Al final de un tratamiento, la fractura se encuentra llena del material soportante en una adecuada concentración, tal que no permita el cierre de la fractura. Finalmente, para concluir el proceso de tratamiento por fracturamiento en un pozo, se bombea un volumen de fluido con el objeto de realizar la limpieza del exceso del material soportante del pozo.

1.1.2.

¿Por Qué Fracturar?La operación de fracturamiento hidráulico se realiza en un pozo por una o más de las tres razones siguientes: 1. Desviar el flujo para evitar el daño en las vecindades del pozo y retornar a su productividad normal. 2. Extender una ruta de conducto en la formación y así incrementar la productividad a sus máximos niveles. 3. Alterar el flujo de fluidos en la formación.

Esta última razón...