Análisis experimental de tapones de fracturación solubles
Los tapones de fracturación compuestos tradicionales son fiables, pero su instalación puede resultar muy costosa antes de la producción de petróleo y gas. Además, la mayor longitud de perforación de la sección horizontal limita el rango de operación segura de la tubería flexible. Tapones de fracturación solubles Están diseñados para disolverse en el fluido del pozo después de una fracturación hidráulica, eliminando la necesidad de fresado o trituración. Imaginemos la situación con los tapones de fracturación solubles que se envían a los operadores. Todo va bien durante el bombeo, la colocación y el proceso de fracturación, pero al final, el tapón no se disuelve y se convierte en una pesadilla para el proveedor.
Primero, veamos qué hace que los tapones de fractura solubles se disuelvan, que generalmente están hechos de materiales solubles (metales solubles o ácido poliglicólico, principalmente materiales a base de aluminio y magnesio) y composición de elastómero soluble. En presencia de una solución electrolítica en el fluido del pozo, el metal soluble se corroe a través de una reacción electroquímica conocida como reacción galvánica, cuya velocidad se ve afectada por la concentración de cloruro, la temperatura, el área de superficie en contacto con el fluido y el metal soluble. factores como la concentración del cátodo. Figura 2. El apuntalante/arena tiene un fuerte efecto en la velocidad de disolución de los tapones de fractura solubles, por ejemplo, el apuntalante en la formación subyacente puede migrar desde la fractura hacia el pozo, formando una especie de saco de arena en el tapón de fractura.
Teniendo en cuenta estas circunstancias, cualquiera de los factores mencionados podría utilizarse para controlar la tasa de disolución del tapón de fracturación en condiciones estáticas. Es fundamental obtener información crucial del operador para simular el entorno del fondo del pozo y garantizar una disolución mínima del tapón antes de completar la fracturación. Posteriormente, la disolución comienza a medida que se recuperan las temperaturas en el fondo del pozo. Sin embargo, el entorno del fondo del pozo y las condiciones de operación del yacimiento son dinámicos.
Cuando se bombea el tapón de fracturación para abrir la fractura, se inyecta una gran cantidad de fluido a temperatura superficial en el pozo. La Figura 1 muestra que, al entrar el tapón de fracturación en el pozo, la temperatura en el fondo del pozo desciende significativamente. Una vez que el tapón de fracturación alcanza la posición predeterminada, se perfora el cañón de perforación, se eleva el pozo y se conecta el equipo para la fracturación. Durante este proceso, las temperaturas en el fondo del pozo comienzan a recuperarse. Si la fracturación se retrasa, es recomendable bombear fluido adicional a temperatura superficial al fondo del pozo para enfriarlo y ralentizar la disolución del tapón de fracturación. Al comenzar la fracturación, la temperatura en el fondo del pozo vuelve a descender y, una vez finalizada, se recupera gradualmente.
Dado que los tapones de fracturación solubles están diseñados para disolverse durante la fase de recalentamiento, y el tiempo necesario para su completa disolución depende de su temperatura, es importante tener en cuenta que la temperatura en el fondo del pozo volverá a un punto en el que la temperatura acelerará la disolución del tapón. Sin embargo, la tasa de recuperación de la temperatura de la formación se ve afectada por factores como el desplazamiento de la bomba, el volumen total de fluido inyectado en la fractura y el tamaño de la misma.
Es probable que estas variables sean diferentes para cada formación que se esté tratando y pueden causar variaciones en la recuperación de la temperatura; en otras palabras, no hay forma de estar 100% seguro de cuándo la temperatura en el fondo del pozo volverá a la temperatura requerida para disolver el tapón de fracturación. Lo mismo ocurre con la concentración de iones cloruro del fluido de retorno del pozo. Debido a los cambios dinámicos descritos anteriormente, la concentración de iones cloruro del fluido del pozo es mucho menor de lo esperado, lo que ralentiza la tasa de disolución del tapón de fracturación.
Hay otros factores además de la temperatura y la concentración de cloruro, imagínese si el tapón de fractura está seguro en su lugar, cubierto por el fluido del pozo (excepto por la porción de la pared del pozo que está en contacto con el revestimiento), los ingredientes del tapón de fractura deben elegirse cuidadosamente en función de la temperatura y la concentración de cloruro de este pozo, que se está recuperando del efecto de enfriamiento durante el tratamiento posterior a la fractura, entonces ¿por qué no se disolvió el tapón de fractura? ¿Qué más en el pozo podría interferir con el proceso de disolución? La respuesta probablemente sea apuntalante/arena.
Tras finalizar el tratamiento, el pozo se cierra. Al cerrarse la fractura, la tensión de cierre puede provocar que el agente de apuntalamiento migre o se derrame fuera del pozo, sin mencionar el escenario que se produce durante la fracturación hidráulica y el tamizado. Por lo general, los operadores chinos invierten el flujo del pozo para intentar restablecer buenos caudales de bombeo. Durante el reflujo, es probable que el agente de apuntalamiento en las formaciones inferiores escape de las fracturas y migre hacia el interior del pozo. Se forman sacos de arena en el tapón de fracturación, aislándolo del fluido del pozo.
Podría pensarse que los apuntalantes son permeables, como la arena de la playa. Si se introduce la mano en la arena y se extrae, esta estará mojada. Sin embargo, incluso si el tapón de fracturación está completamente cubierto de apuntalante, sigue en contacto con el fluido del pozo, lo cual representa una desventaja, ya que, si bien el tapón no queda totalmente aislado del fluido, su velocidad de disolución se verá afectada.
