Muchos de los yacimientos de gas superficial en todo el territorio norteamericano que están transformando los fundamentos del suministro de gas natural (creando décadas de crecimiento donde pocos años antes se veía una industria en decadencia) dependen de la tecnología de  fractura hidráulica  para forzar abrir canales para la salida del gas.

Pero muchas de las varias toneladas de arena o agente de soporte manufacturado bombeado dentro del pozo como contrafuerte de las grietas formadas durante la fractura son desperdiciados, asentándose en el fondo de las fracturas creadas cerca del wellbore.

Esto tiene a las compañías buscando formas de dirigir el agente de soporte más profundo en la formación, como haciéndolos mas pequeños o livianos, utilizando índices muy hábiles de bombeo de agua para maximizar la turbulencia o para adicionar químicos al agua para transportar los agentes más lejos. La empresa con base en Calgary, Canadá, Trican Well Service opina que tiene una solución más barata y simple. Los investigadores de la compañía han desarrollado un surfactante  que crea una fina capa de burbujas que se adhieren a los granos de arena natural y a los agentes de soporte sintéticos, permitiéndoles ser levantados mas fácilmente, mantenidos en suspensión  y transportados más efectivamente entre la corriente, resultando en una mejor distribución de los agentes de soporte en los canales de fractura.

Dave Browne, director corporativo de tecnología, compara los granos de arena tratados con una pelota de playa, con un nivel de flotabilidad que supera ampliamente a la arena no tratada. “Cuando ingresa en la corriente es parecida a una pelota de playa en un estadio, a la que cada persona le da un toque y sigue el recorrido, mientras que un grano de arena regular sería más como una pelota de fútbol (se va a mover, pero será mucho mas difícil de mover en aire o agua). El modificador de transporte del agente de soporte, llamado Flor Rider, es el producto de tres años de investigación dirigida por Kewei Zhang, un experto en surfactantes. Luego de un extenso periodo de pruebas de laboratorio, el producto está en las primeras etapas de comercialización con tres pozos terminados a fines de 2009. Los resultados de campo preliminares son positivos, asegura Browne.

FLUIDO DE FRACTURA DE BAJA FRICCIÓN

El fluido de fractura de baja fricción se convirtió en un elemento de rigor en el floreciente sector de gas superficial en razón de, a diferencia del fluido con base de gel (el cual usa polímeros para hacer más delgados los fluidos para poder transportar los agentes de soporte dentro de la formación), el fluido de baja fricción es mas barato, requiere menos limpieza y es menos dañino para las formaciones angostas y de baja permeabilidad. “El reductor de fricción hace al agua más resbalosa para disminuir la fricción dentro del pozo; de otra manera la presión es demasiado grande en la superficie y cuesta mucho bombearlaâ€�, comenta Browne. “Lo que define este fluido reductor es que hay mucha menos viscosidad, de uno a tres centipoise (cP). El problema con no tener viscosidad es que no hay manera, mas que la turbulencia y altos índices de bombeo, para transportar la arena más profundo dentro del reservorio.
“En el momento en que la turbulencia y la velocidad disminuyen a medida que  se llega a la roca, porque se vuelve mas ancho de lo que es en el tubing, la arena comienza a caerse y forma una base en el fondo de la fractura y se amontona; de esa manera uno continúa empujando la arena sobre lo que ya está acumulado y depositándolo al final de la capa. Entonces, uno termina bombeando grandes cantidades de agua y grandes cantidades de arena para acceder al reservorio. “Pero como estamos agregando aire al sistema y se adhiere a los granos de arena, terminamos consiguiendo un transporte de agentes de soporte mucho mejorâ€�.

MODIFICADOR DE TRANSPORTE

FlowRider, añadido en concentraciones de alrededor de dos litros cada 1.000 de agua, es un sistema de dos componenetes añadido simultáneamente al agua para hacer que la arena atraiga aire. Permite, por lo tanto, funcionar como agente de soporte ultraligero y  sintético que están hechos de materiales como polímeros para incrementar la flotabilidad. Los agentes de soporte ultra livianos no son solo mas caros, comenta Browne, sino que típicamente no pueden soportar el calor y el aplastamiento encontrados en la formación. “No han prendido en Canadá, pero los productores han estado haciendo muchos experimentos en los yacimientos de EE.UU con los agentes de soporte  ultralivianos. Pero creemos que nuestro producto – FlowRider – será mucho más efectivo en cuento a costos y tendrá resultados similaresâ€�.

El FlowRider no deja residuos y tiende a dar a la arena una cualidad suave que inhibe la compactación  de la arena. “Cuando se detiene el bombeo en una fractura regular con fluidos de baja fricción, la arena simplemente cae al fondo y se compacta fuertemente, mientras que la arena que es tratada con nuestro modificador de transporte casi luce como la arena que es suave a causa de la capa de burbujas alrededor de ellaâ€�. Esto hace más fácil recogerla y ponerla en movimiento. La compañía ha descubierto que el grupo de agentes de soporte tiene un 20% más de conectividad que cuando no tienen el aditivo. “Creemos que es a causa de que se hace mas suave y no se compacta tan fuertemente, lo que crea más permeabilidadâ€�. Las pruebas se hicieron en una muestra de testigo de un reservorio de arenisca en Alberta para simular el efecto que tendrían en la roca el agua y los químicos.

“Utilizamos un típico flluido de baja fricción y lo comparamos con su modificador de transporte, y lo que descubrimos fue que tuvimos un 80% de recuperación de permeabilidad con un fluido regular en el testigo y un 105% de recuperación con el fluido tratado con nuestro modificador de transporte: de esta forma mejoramos la habilidad de este testigo de mover gas a través suyo. Normalmente se daña un poco el testigo, pero éste probará que en realidad lo mejoramos�. Browne asegura que es a causa de la característica aerofílica del producto, el cual reduce la saturación de agua en el testigo. “Reduce la cantidad de agua que el testigo quiere mantener. Todos los reservorios de gas tienen una cierta cantidad de agua en ellos que recubren los granos de arena del reservorio. Nuestro producto quiere prenderse, en una capa microscópica, al grano de arena y de ahí atraer el aire hacia ella.

Entonces el agua queda en el medio del espacio poroso y prefiere salir afuera antes que quedar atrapada en la arena�. “Gracias a que las cualidades de suspensiónd e la arena son tan buenas, el FlorRider mejora la distribución de los agentes de soporte sobre la altura del reservorio y los transporta mas allá dentro de la formación. El bombeo puede reducirse para producir el mismo resultado, reduciendo los requerimientos de energía. “En este momento, están teniendo que bombear a tales índices sólo para mantener la arena suspendida y circulando, y creemos que seremos capaces de invertir eso�. La adición del FlowRates elimina la necesidad de aditivos mejoradores de reflujo y costosos fluidos de gel diseñados para empujar la arena mas profundo en la formación para prevenir un desprendimiento de arena cerca del wellbore. “En los casos en los que usamos nuestro modificador de transporte, la arena estaba totalmente suspendida, moviéndose continuamente, de arriba hasta debajo de la cañería. En los casos en los que no lo usamos, la arena se acumulaba en el fondo.

Fuente: New Technology Magazine

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