Modelado del efecto de la movilidad del banco de finos de propante sobre las tendencias de producción en pozos hidráulicamente fracturados

Abstract

En terminos generales, el fracturamiento hidraulico es el proceso fisico-mecanico de creacion de fracturas en la formacion productora con el proposito de generar canales de flujo altamente conductivos con el fin de acelerar la produccion total del pozo. Para tal proposito, se realiza la inyeccion de un fluido polimerico altamente viscoso acompanado de un material particulado denominado material propante o material apuntalante, cuya funcion principal es la de servir como material de soporte para mantener abiertas las fracturas creadas en la roca luego de finalizar el programa de bombeo. La aplicacion ciclica de estos esfuerzos por parte de la roca que entra en contacto con el material propante de la fractura, da inicio a un proceso de desintegracion gradual de las particulas mejor conocido como procesode aplastamiento o Crushing por su nombre en ingles. Este fenomeno, da origen a la aparicion progresiva de particulas de menor tamano y morfologia heterogenea(finos), las cuales tienen la capacidad de ser transportadas y depositadas espacialmente a lo largo de todo el paquete de propante, generando asi zonas afectadas con una obstruccion parcial o total de los canales altamente conductivos. Este proceso de movilizacion y re-asentamiento de finos de propante se da en mayor o menor grado a lo largo de la vida productiva de la fractura y tiene su mayor grado de afectacion, cuando se realizan procesos de estimulacion quimica remedial logradas a traves de la inyeccion a diferentes caudales de fluidos reactivos dentro de la fractura hidraulica. El presente estudio presenta un nuevo enfoque de ingenieria que permite la cuantificacion del impacto generado por la movilizacion y redistribucion del banco de finos de propante sobre la alteracion de la conductividad efectiva de la fractura y su produccion asociada. Para tal fin se desarrollo un modelo de pozo fracturado hidraulicamente tipo sencillo (Single Well Model SWM) empleando un refinamiento local del enmallado de simulacion ( Local Grid Refinement LGR) en un simulador de yacimientos comercial, sobre el cual se realizo todo el desarrollo experimental de la presente investigacion, y el cual permitio recrear los diferentes patrones de distribucion de forma, para obtener asi las diferentes tendencias de produccion luego de un evento de estimulacion quimica remedial realizado a alto volumen y alto caudal. Los resultados obtenidos muestran porcentajes de afectacion sobre la produccion acumulada del orden el 9 al 30 % con respecto al caso base de produccion. Los resultados indican que el efecto de los diferentes patrones de distribucion de forma ocasionados por la re-movilizacion del banco de finos de propante genera un detrimento significativo y sostenido sobre los niveles de produccion, razon por la cual debe ser minimizado al maximo durante los procesos de intervencion de pozo que involucren la inyeccion de fluidos a lo largo de la fractura deteriorada. Adicionalmente se concluyo que este tipo de intervenciones, no solo se deben realizar a tasas de inyeccion matricial, si no que adicionalmente sugieren un enfoque y estrategia de control similar al aplicado en formaciones con bajas tasas criticas de movilidad de finos propios de la formacion. Palabras Claves: Finos de propante, fracturamiento hidraulico, curvas de produccion, esfuerzos ciclicos.