Fracturamiento Hidráulico

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  Fracturamiento Hidráulico: Análisis de Prueba de Presión   Marcelo Madrid Hace 2 años   Fracturamiento Hidráulico   Muchos pozos completados en arenas de baja permeabilidad y formaciones lutíticas en muchas regiones del mundo son fracturados hidráulicamente para alcanzar una tasa de producción comercial. De hecho, muchos pozos de gas en los Estados Unidos son categorizados como inproductivos sin la aplicación de un trabajo de fracturamiento hidráulico. En yacimientos de aguas profundas en el Golfo de México, Brasil, el oeste de África y otras regiones del mundo son completados mediante fracturamiento hidráulico para alcanzar y mantener altas tasas de producción comercial considerando los altos costos operativos de producción costafuera. Muchas otras regiones del mundo también usan el fracturamiento hidráulico para mejorar la productividad de los pozos productores. En consecuencia, es muy importante entender como analizar pruebas de presión provenientes del pozos fracturados para la evaluación de la efectividad de las operaciones post fracturamiento hidráulico, predecir la expectativa de productividad del pozo, o la evaluación de un pozo fracturado para analizar si es necesario una estimulación adicional. 1. Definición de Variables Adiomensionales para pozos fracturados Un número de variables adimensionales son definidas específicamente para pozos fracturados. La conductividad adiomensional de fractura, C fD esta definida como:  Donde: k f   = permeabilidad de la fractura [mD] w f   = ancho de fractura [pie] k = permeabilidad de la formación [mD] L f   = longitud de una ala de fractura [pie] El tiempo adimensional, t DLf  , en términos de un ala de fractura se define como: Se puede notar que, el tiempo adimensional puede resumirse a la siguiente expresión: Donde: t = tiempo [horas] Ø = porosidad [fracción] µ = viscosidad [cp] Ct = compresibilidad total [lpc -1 ] r  w  = radio de pozo [pie] 2. Regímenes de Flujo en Pozos Fracturados El flujo de fluidos en pozos verticales fracturados hidráulicamente pueden estar representados por 4 regímenes de flujo como se muestran en la Figura 1 . Los 4 regímenes de flujo son: 1. Flujo lineal de fractura 2. Flujo bilineal 3. Flujo lineal de formación 4. Flujo pseudo radial    Fig. 1.  Regímenes de Flujo: (a) Flujo lineal de fractura, (b) Flujo bilineal, (c) Flujo lineal de formación y (d) Flujo pseudo radial 2.1. Flujo lineal de fractura El flujo inicial de fluidos en un pozo fracturado es dominado por el flujo lineal dentro de la fractura hidráulica. Durante este régimen de flujo, la mayor parte del flujo hacia el pozo productor es causado por la expansión del fluido dentro de la fractura hidráulica. El flujo de fluido es lineal y se manifiesta por un período corto de tiempo. El flujo lineal de fractura no tiene una práctica aplicación en los análisis de trasiente de presión porque su duración es muy corta. El final del flujo lineal de fractura puede ser estimado con la siguiente expresión:   En la ecuación anterior, n fD  es la difusividad hidráulica adimensional, la cual se encuentra definida por la siguiente expresión: Donde: Ø f   = porosidad de la fractura [fracción] c ft  = compresibilidad total del fluido en la fractura [lpc -1 ] 2.2. Flujo bilineal El flujo bilineal, si está presente en una fractura, empieza al final del flujo lineal de fractura. El flujo es descrito como bilineal porque dos flujos lineales ocurren al mismo tiempo. Un flujo lineal ocurre en la fractura y el otro flujo lineal ocurre en la formación. El flujo bilineal ocurre en fracturas con C fD  < 300. Durante el régimen de flujo bilineal, gran parte del fluido que entra del pozo proviene de la formación hasta que los efectos en la punta de la fractura comienza a afectar el comportamiento del pozo. El tiempo en que el flujo bilineal termina depende de la conductividad adimensional de la fractura. El tiempo adimensional para finalizar el flujo bilineal de fractura para varios rangos de conductividad adimensional de fractura son dadas a continuación: Para C fD   ≥ 3:   Para 1,6 ≤ C fD   ≤ 3:  Para C fD   ≤  1,6:
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