Geometría de la fractura hidráulica: modelos 2D, P3D y 3D (preguntas y respuestas)

Resumen

Este documento repasa en forma de preguntas y respuestas la geometría de la fractura hidráulica: cómo se propaga, qué dimensiones la describen (altura, ancho y longitud) y qué factores la condicionan. Explica los modelos de cálculo en 2D (PKN y KGD), pseudo tridimensionales (P3D) y tridimensionales (3D), junto con sus limitaciones.

Puntos clave

La fractura se propaga vertical y lateralmente, y según el mínimo esfuerzo puede originar fracturas verticales u horizontales.
Los aspectos principales de la geometría son la altura, el ancho y la longitud de la fractura.
La altura está controlada por los esfuerzos in situ y por la magnitud entre los distintos estratos.
El fluido fracturante sirve para mantener abierta la fractura, extenderla y transportar el agente apuntalante.
Los modelos de cálculo se dividen en 2D, pseudo tercera dimensión (P3D) y tercera dimensión (3D).
Los modelos 2D (grupo PKN y grupo KGD) suponen material isotrópico, homogéneo y linealmente elástico, y requieren especificar la altura.
El modelo 2D más utilizado es el de Perkins, Kern y Nordgren (PKN); los modelos 3D calculan altura, longitud y espesor de la fractura.

Ponte a prueba

1. ¿Cómo se propaga la fractura?

Vertical y lateralmente

2. ¿De acuerdo al mínimo esfuerzo qué fracturas se pueden originar?

Verticales y horizontales

3. ¿Cuáles son los aspectos principales de la geometría de la fractura?

Altura, Ancho, Longitud

4. ¿Qué es la longitud de fractura?

Es la distancia de la fractura abierta al flujo.

5. ¿Qué es la altura de la fractura?

Será controlada por los esfuerzos in situ, dada por la magnitud entre los diversos estratos.

6. ¿Qué es el cálculo de la geometría de la fractura?

Es esencialmente un aproximado, debido a que se supone que el material es isotrópico, homogéneo y linealmente elástico.

7. ¿Cuál es el propósito del fluido fracturante?

Mantener abierto
Extender el fracturamiento hidráulico
Transportar y disminuir el agente apuntalante a lo largo de la fractura

8. ¿Qué se elabora para entender la geometría de la fractura y las dimensiones del pozo?

Modelos matemáticos

9. ¿Qué aspectos toman en cuenta la geometría de la fractura?

Propiedad mecánica de las rocas
Propiedades de los fluidos fracturantes
Condiciones a la cual el fluido fracturante es inyectado
Esfuerzo de la formación
Distribución de esfuerzo en medios porosos

10. ¿Cómo se dividen los modelos de cálculo para la geometría de fractura?

Segunda dimensión (2D), pseudo tercera dimensión (P3D), y tercera dimensión (3D)

11. Estos modelos tienen como constante aproximar la altura de la fractura:

12. ¿Cómo se dividen los modelos 2D?

Grupo 1= PKN
Grupo 2=KGD

13. ¿Quiénes desarrollaron el primer modelo establecido para el cálculo de la geometría de la fractura?

Perkins y Kern

14. Estos modelos presentan la cara de la fractura de fondo elíptico y la longitud será mayor a la altura:

PNK

15. Estos modelos presentan la cara de la fractura de modo rectangular y la longitud será menor a la altura:

KGD

16. ¿Cuál es el modelo 2D más utilizado?

Perkins, Kern y Nordgren (PKN)

17. Es una característica de todos los modelos 2D y por lo cual están limitados:

Se requiere especificar la H (altura).

18. Los modelos 3D nos calculan, la altura, longitud, espesor de la fractura, ¿Verdadero o falso?

Verdadero

19. ¿Cómo se dividen los modelos 3D?

Modelos generales 3D, modelos planos tridimensionales, modelos pseudo tridimensionales

Preguntas frecuentes

¿Cómo se propaga la fractura hidráulica?

La fractura se propaga vertical y lateralmente. Según el mínimo esfuerzo, puede originar fracturas verticales u horizontales.

¿Cuál es el modelo 2D más utilizado para la geometría de la fractura?

El modelo más utilizado es el de Perkins, Kern y Nordgren (PKN), desarrollado a partir del primer modelo establecido por Perkins y Kern.

¿Qué limitación tienen todos los modelos 2D?

Todos requieren especificar la altura de la fractura, lo que los limita. Los modelos 3D, en cambio, calculan altura, longitud y espesor.