¿Por qué la fracturación de arena es tan popular en la industria petrolera?
¿Por qué a los estadounidenses les gusta utilizar tanta arena de sílice en los yacimientos de petróleo y gas? Para responder a esta pregunta, es necesario comprender la fracturación.
En el campo petrolero, la fracturación se refiere a la tecnología de utilizar la fuerza hidráulica para formar grietas en los yacimientos de petróleo y gas durante la producción de petróleo o gas, también conocida como fracturación hidráulica.
La tecnología de fracturación hidráulica se refiere al bombeo de fluido de fracturación en el pozo petrolero bajo alta presión para generar alta presión en el fondo del pozo. Cuando la presión es suficiente para fracturar la roca, se formarán grietas en la formación y se expandirán hacia adelante hasta un cierto espacio. Para mantener abiertas las grietas, estas deben llenarse con apuntaladores de fluido de fracturación después de la fracturación. Después de que se suministra el apuntalador, la viscosidad del fluido de fracturación disminuye y fluye hacia atrás, produciendo así grietas con fuerte conductividad.
En la actualidad, los agentes de fracturación de petróleo utilizados en el mundo se pueden dividir en 3 tipos: arena de fracturación silícea,agentes de sostén de ceramsitey soportes revestidos.
En los últimos años, con la continua caída de los precios del petróleo y el gas, la reducción de costos y la mejora de la eficiencia se han convertido en el tema principal del desarrollo de petróleo y gas. Además de aumentar la velocidad y la eficiencia de la perforación, América del Norte ha considerado de manera integral los costos y los efectos económicos de la fracturación, ha reducido significativamente la cantidad de ceramsita y ha reducido el costo de los materiales de fracturación. Los apuntaladores de arena para fracturación han dominado la aplicación.
El contenido de SiO2 en la arena de cuarzo está estrechamente relacionado con el tamaño de partícula de la arena de cuarzo. Generalmente, cuanto mayor sea el tamaño de partícula, mayor será el contenido de SiO2. El contenido de SiO2 de la arena de sílice utilizada como soporte suele rondar el 80%, mientras que algunas arenas de sílice de alta calidad tienen un contenido de SiO2 de hasta el 98%.
Debido a los diferentes usos, el contenido de SiO2 en la arena de fracturación no es el factor principal. Entonces, ¿cómo elegir una buena arena de fracturación? Aquí hay 6 consejos a los que prestar atención.
Cómo elegir la arena de fracturación adecuada
1. Esfericidad y redondez
La esfericidad se refiere al grado en el que el material de soporte de fracturación (arena de fracturación) se acerca a una esfera. La redondez se refiere a la "redondez" de las partículas de arena de fracturación. Cuantos más bordes y esquinas tenga una partícula de arena de fracturación, peor será la redondez; por el contrario, cuanto más suaves sean los bordes y las esquinas, mejor será la redondez. Las partículas redondas de tamaño similar pueden garantizar la consistencia de la permeabilidad, lo que proporciona una mayor conductividad de fractura.
La esfericidad y redondez de la arena de fracturación natural no debe ser menor o igual a 0.6. En las pruebas reales, el diagrama de esfericidad y redondez del apuntalante se utiliza para probar la esfericidad y redondez del apuntalante.
2. Solubilidad en ácidos
La solubilidad ácida se refiere a la proporción de la masa de soporte disuelto en la solución ácida.
La resistencia a los ácidos es un indicador importante del material de soporte para fracturación. Los materiales de soporte con buena resistencia a los ácidos pueden funcionar en formaciones ácidas durante mucho tiempo y mantener una buena conductividad. Vale la pena señalar que los estándares de solubilidad en ácidos para los materiales de soporte de arena para fracturación y ceramsita son los mismos.
3. Turbidez
La turbidez del soporte se refiere a la turbidez del líquido después de agregar una cierta masa de soporte a un volumen específico de agua destilada.
Agitándolo bien y dejándolo reposar por un tiempo determinado. La unidad es FTU.
La turbidez describe la suavidad de la superficie del soporte. Según la norma, la turbidez de la arena de fractura debe ser menor o igual a 100 FTU. Esto se puede solucionar mediante el lavado durante el procesamiento.
4. Resistencia a la compresión
La resistencia al aplastamiento es la tasa de aplastamiento que se determina mediante pruebas de presión de una cierta cantidad de material de soporte de arena de fractura a la presión nominal. Los principales factores que afectan la tasa de aplastamiento son la redondez, la esfericidad, el acabado de la superficie, la microestructura, etc.
La tasa de trituración del apuntalante de arena de fractura afecta la conductividad de la fractura. El Instituto Americano del Petróleo (API) exige que la arena de fractura resista presiones de 4,000–6,000 psi.
5. Tamaño
El tamaño del apuntalante de arena de fracturación está relacionado con la viscosidad del sistema de fluidos y su capacidad para transportar arena hacia la fractura. El rango de tamaño del apuntalante es muy importante. Los tamaños típicos de apuntalante de arena de fracturación suelen estar entre 20 y 140 mesh (106 μm – 850 μm), como 20 y 40 mesh (420 μm – 840 μm), 40 y 70 mesh (212 μm – 420 μm) o 70 -140 mesh (106 μm – 212 μm).
Se seleccionan diferentes especificaciones según la profundidad del pozo. 1 malla se refiere a la cantidad de espacios en la pantalla por pulgada cuadrada. Cuanto mayor sea el número de malla, menor será el tamaño de partícula que puede pasar a través de la pantalla.
6. Densidad del apuntalante
La densidad del apuntalante de arena de fractura es la masa de apuntalante por unidad de volumen (g/cm³), que describe la densidad general de la acumulación de apuntalante. Los principales factores que afectan la densidad son la redondez, la esfericidad, el acabado de la superficie, etc. La baja densidad de la arena de fractura de petróleo hace que sea fácil de bombear al pozo; la alta densidad hace que sea difícil suspenderla en el fluido de fractura y rellenar las grietas.