Nova t?cnica para obten??o de fraturas com alt?ssima condutividade em po?os de petr?leo

• Main Author: Santos, Jos? Altamiro Carrilho Mota dos
• Other Authors: CPF:15724520800
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal do Rio Grande do Norte 2014
• Subjects: fraturamento hidra?lico; Condutividade; Permeabilidade; CNPQ::ENGENHARIAS
• Online Access: http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/13008

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseACMS_TESE.pdf: 3490314 bytes, checksum: 2f120d697eb858829bcfbf8418c50cb9 (MD5) Previous issue date: 2010-11-26 === Increase hydrocarbons production is the main goal of the oilwell industry worldwide. Hydraulic fracturing is often applied to achieve this goal due to a combination of attractive aspects including easiness and low operational costs associated with fast and highly economical response. Conventional fracturing usually involves high-flowing high-pressure pumping of a viscous fluid responsible for opening the fracture in the hydrocarbon producing rock. The thickness of the fracture should be enough to assure the penetration of the particles of a solid proppant into the rock. The proppant is driven into the target formation by a carrier fluid. After pumping, all fluids are filtered through the faces of the fracture and penetrate the rock. The proppant remains in the fracture holding it open and assuring high hydraulic conductivity. The present study proposes a different approach for hydraulic fracturing. Fractures with infinity conductivity are formed and used to further improve the production of highly permeable formations as well as to produce long fractures in naturally fractured formations. Naturally open fractures with infinite conductivity are usually encountered. They can be observed in rock outcrops and core plugs, or noticed by the total loss of circulation during drilling (even with low density fluids), image profiles, pumping tests (Mini-Frac and Mini Fall Off), and injection tests below fracturing pressure, whose flow is higher than expected for radial Darcian ones. Naturally occurring fractures are kept open by randomly shaped and placed supporting points, able to hold the faces of the fracture separate even under typical closing pressures. The approach presented herein generates infinite conductivity canal held open by artificially created parallel supporting areas positioned both horizontally and vertically. The size of these areas is designed to hold the permeable zones open supported by the impermeable areas. The England & Green equation was used to theoretically prove that the fracture can be held open by such artificially created set of horizontal parallel supporting areas. To assess the benefits of fractures characterized by infinite conductivity, an overall comparison with finite conductivity fractures was carried out using a series of parameters including fracture pressure loss and dimensionless conductivity as a function of flow production, FOI folds of increase, flow production and cumulative production as a function of time, and finally plots of net present value and productivity index === Na ind?stria do petr?leo o aumento da produ??o de hidrocarbonetos ? um objetivo buscado em todo o mundo, como uma forma de se maximizar os lucros. O fraturamento hidr?ulico ? uma das formas de aumento de produ??o mais usadas, por ser uma opera??o de f?cil execu??o, baixo custo e quase sempre com alto e r?pido retorno financeiro. A opera??o de fraturamento convencional compreende normalmente um bombeio a alta vaz?o e a alta press?o de um fluido com alta viscosidade, chamado de colch?o, que tem a fun??o de abrir a fratura na rocha produtora de hidrocarboneto com uma espessura necess?ria para que o agente de sustenta??o de determinada granulometria possa penetrar na fratura. Este agente de sustenta??o, tamb?m chamado de propante, ? transportado para fratura por um fluido com alta viscosidade, chamado carreador, por sua vez este fluido carreador ? deslocado at? perto dos furos de canhoneio por um fluido de baixa viscosidade, chamado fluido de deslocamento. Ao t?rmino do bombeio, os fluidos ser?o filtrados atrav?s das faces da fratura para dentro da forma??o e entre as duas faces da fratura ficar? o agente de sustenta??o formando assim um canal de alta condutividade hidr?ulica. A proposta deste trabalho ? oferecer uma nova t?cnica de fraturamento hidr?ulico que cria fraturas com canal de condutividade infinita, possibilitando assim maior aumento de produ??o em forma??o de alta permeabilidade e tamb?m a realiza??o de fraturas de grande comprimento em forma??o com fraturas naturais quando comparado com as t?cnicas convencionais. A ocorr?ncia na natureza de fraturas abertas, ou seja, com condutividade infinita ? comum e ? comprovada: pela observa??o das mesmas em afloramentos e em testemunho de forma??o, por perdas totais de circula??o durante perfura??o mesmo usando fluido de baixa densidade, por perfis de imagem, por meio de testes de bombeio diagn?stico tais como Mini-Frac, Mini Fall Off e testes de injetividade abaixo da press?o de fratura, que responde com elevada vaz?o al?m da esperada para fluxo radial darciano. A manuten??o destas fraturas naturais abertas se deve a exist?ncia de pontos de apoio naturais com forma e em posi??es aleat?rias, mas que t?m habilidade de manter as faces da fratura sem se tocarem, mesmo estando estas faces submetidas ? press?o de fechamento. Para criar fratura com canal de condutividade infinita ? preciso construir faixas de apoios artificiais horizontais e paralelas. As dimens?es destas faixas ser?o projetadas de modo que a fratura se mantenha aberta nas partes perme?veis e sustentada nas partes n?o perme?veis. Para comprovar de forma te?rica a manuten??o da fratura aberta por introdu??o de apoios artificiais horizontais e paralelos, ser? usada a equa??o de England&Green. Para demonstrar o maior potencial de aumento de produ??o que a fratura com condutividade infinita possibilita ? feita uma compara??o entre a fratura convencional, ou seja, fratura com condutividade finita e a fratura com condutividade infinita. Os seguintes par?metros s?o usados na compara??o: comportamento da perda de carga na fratura em fun??o da vaz?o de produ??o, a condutividade adimensional em fun??o da vaz?o de produ??o, aumento de produ??o (FOI folds of increase), curvas de vaz?o de produ??o em fun??o do tempo, curvas de produ??o acumulada em fun??o de tempo, curvas de ?ndice de Produtividade (IP) em fun??o do tempo equivalente e de Valor Presente L?quido (VPL) em fun??o da ?rea do reservat?rio