Fracturamiento Hidráulico: Conceptos Clave, Fluidos y Apuntalantes

Fracturamiento Hidráulico: Conceptos Clave y Propiedades

Definición de Fracturamiento Hidráulico

El fracturamiento hidráulico es el rompimiento de la formación productora, mediante la inyección de un fluido a un gasto mayor que el que pueda admitir matricialmente la roca. La inyección del fluido permite ampliar y extender la fractura. Cuando esta está por alcanzar una amplitud tal que impida el paso de las partículas sólidas de tamaño establecido, se agregan estas al fluido para que sean acarreadas hasta la abertura, de manera que formen un empaque. La finalidad de este empaque es prevenir el cierre de la fractura generada y establecer un conducto de flujo eficiente.

Parámetros que Definen la Pérdida de Fluido en el Fracturamiento

La pérdida de fluido durante el fracturamiento se define por los siguientes coeficientes:

• a) Coeficiente de pérdida Cv: Referido al control que el efecto de la viscosidad ejerce sobre el fluido fracturante.
• b) Coeficiente de pérdida Cc: Referido al control que sobre la misma ejerce la viscosidad (μ) y compresibilidad de los fluidos del yacimiento.
• c) Coeficiente de pérdida Cw: En función de las propiedades de control de filtrado del fluido fracturante.

Determinaciones de Laboratorio

Agentes Apuntalantes (AA)

Las determinaciones que se realizan en laboratorio a los agentes apuntalantes incluyen:

• Forma
• Densidad (ρ)
• Densidad aparente (ρ bruta)
• Tamaño
• Conductividad

Fluidos Fracturantes (FF)

Las determinaciones para los agentes fluidos fracturantes incluyen:

• Reología
• Índice de comportamiento del fluido
• Índice de consistencia del fluido

Parámetros Principales para el Asentamiento de un Agente Apuntalante (AA)

Los parámetros clave para el asentamiento de un agente apuntalante son:

• Velocidad de sedimentación de las partículas.
• Velocidad de equilibrio del fluido.

Propiedades del Fluido Fracturante

Un fluido fracturante ideal debe poseer las siguientes propiedades:

• Bajo coeficiente de pérdida.
• Alta capacidad para acarrear un agente apuntalante (AA).
• Bajas pérdidas de presión por fricción en las tuberías y alta viscosidad efectiva en la fractura para el transporte de apuntalante.
• Fácil remoción después del tratamiento.
• Compatibilidad con los fluidos de la formación.

Clasificación de Agentes Apuntalantes (AA)

Los agentes apuntalantes se clasifican en:

1. Agentes sustentantes elasto-frágiles: Las deformaciones que sufre el material son casi nulas con los esfuerzos aplicados sobre él, hasta que sobreviene la fractura.
2. Agentes sustentantes elasto-plásticos: La deformación del material es proporcional a los esfuerzos aplicados sobre el mismo.

Tipos de Agentes Apuntalantes (AA) y Fluidos Fracturantes (FF)

• Agentes Apuntalantes (AA): Naturales y artificiales.
• Fluidos Fracturantes (FF): Base aceite, base agua, base ácido.

Funciones del Agente Apuntalante (AA)

Las principales funciones de un agente apuntalante son:

• Mantener abierta la fractura.
• Permitir el flujo de fluidos del yacimiento al pozo o del pozo a la formación.