Por que a fraturação de areia é tão popular na indústria do petróleo?
Por que os americanos gostam de usar tanta areia de sílica no campo de petróleo e gás? Para responder a essa pergunta, você precisa entender o fraturamento.
No campo petrolífero, fraturamento se refere à tecnologia de uso de força hidráulica para formar rachaduras em reservatórios de petróleo e gás durante a produção de petróleo ou gás, também conhecida como fraturamento hidráulico.
A tecnologia de fraturamento hidráulico se refere ao bombeamento de fluido de fraturamento para o poço de petróleo sob alta pressão para gerar alta pressão no fundo do poço. Quando a pressão é suficiente para fraturar a rocha, rachaduras se formarão na formação e se expandirão para um certo espaço. Para manter as rachaduras abertas, elas devem ser preenchidas com propantes de fluido de fraturamento após o fraturamento. Após o propante ser entregue, a viscosidade do fluido de fraturamento diminui e flui de volta, produzindo rachaduras com forte condutividade.
Atualmente, os agentes de sustentação para fraturamento de petróleo utilizados no mundo podem ser divididos em 3 tipos: areia de fraturamento siliciosa,propantes de ceramsitee agentes de sustentação revestidos.
Nos últimos anos, com a queda contínua nos preços do petróleo e gás, a redução de custos e a melhoria da eficiência se tornaram o tema principal do desenvolvimento do petróleo e gás. Além de aumentar a velocidade e a eficiência da perfuração, a América do Norte considerou de forma abrangente os custos de fraturamento e os efeitos econômicos, reduziu significativamente a quantidade de ceramsita e reduziu o custo dos materiais de fraturamento. Os propantes de areia de fraturamento dominaram a aplicação.
O teor de SiO2 na areia de quartzo está intimamente relacionado ao tamanho da partícula da areia de quartzo. Geralmente, quanto maior o tamanho da partícula, maior o teor de SiO2. O teor de SiO2 da areia de sílica usada como um suporte é geralmente em torno de 80%, enquanto algumas areias de sílica de alta qualidade têm um teor de SiO2 de até 98%.
Devido a diferentes usos, o conteúdo de SiO2 na areia de fraturamento não é o fator principal. Então, como escolher uma boa areia de fraturamento? Aqui estão 6 dicas para prestar atenção.
Como escolher a areia de fraturamento correta
1. Esfericidade e redondeza
Esfericidade se refere ao grau em que o propante de fraturamento (areia de fraturamento) está próximo de uma esfera. Redondeza se refere à "redondeza" das partículas de areia de fraturamento. Quanto mais arestas e cantos uma partícula de areia de fraturamento tiver, pior será a redondeza; inversamente, quanto mais suaves forem as arestas e cantos, melhor será a redondeza. Partículas redondas de tamanho similar podem garantir a consistência da permeabilidade, proporcionando assim maior condutividade de fratura.
A esfericidade e a redondeza da areia de fraturamento natural não devem ser menores ou iguais a 0.6. Em testes reais, o diagrama de esfericidade e redondeza do propante é usado para testar a esfericidade e a redondeza do propante.
2. Solubilidade ácida
A solubilidade ácida refere-se à proporção da massa de propante dissolvido na solução ácida.
A resistência a ácidos é um indicador importante de propante de fraturamento. Propantes com boa resistência a ácidos podem trabalhar em formações ácidas por um longo tempo e manter boa condutividade. Vale a pena notar que os padrões de solubilidade ácida para propantes de areia de fraturamento e ceramsite são os mesmos.
3. Turbidez
A turbidez do agente de suporte refere-se à turbidez do líquido após a adição de uma certa massa de agente de suporte a um volume especificado de água destilada,
sacudindo bem, e deixando por um certo período de tempo. A unidade é FTU.
Turbidez descreve a suavidade da superfície do propante. De acordo com o padrão, a turbidez da areia de fraturamento deve ser menor ou igual a 100FTU. Isso pode ser resolvido lavando durante o processamento.
4. Resistência à compressão
A resistência ao esmagamento é a taxa de esmagamento determinada pelo teste de pressão de uma certa quantidade de propante de areia de fraturamento na pressão nominal. Os principais fatores que afetam a taxa de esmagamento são circularidade, esfericidade, acabamento de superfície, microestrutura, etc.
A taxa de britagem do propante de areia de fratura afeta a condutividade da fratura. O American Petroleum Institute (API) exige que a areia de fratura suporte pressões de 4,000–6,000 psi.
5. Tamanho
O tamanho do propante de areia de fraturamento está relacionado à viscosidade do sistema de fluido e sua capacidade de transportar areia para dentro da fratura. A faixa de tamanho do propante é muito importante. Os tamanhos típicos de propante de areia de fraturamento geralmente estão entre 20 – 140 mesh (106μm – 850μm), como 20 – 40 mesh (420μm – 840μm), 40 – 70 mesh (212μm – 420μm) ou 70 -140 mesh (106μm – 212μm).
Diferentes especificações são selecionadas de acordo com a profundidade do poço. 1 malha se refere ao número de lacunas na tela por polegada quadrada. Quanto maior o número da malha, menor o tamanho da partícula que pode passar pela tela.
6. Densidade do suporte
A densidade do propante de areia de fraturamento é a massa de propante por unidade de volume (g/cm³), que descreve a densidade geral do acúmulo de propante. Os principais fatores que afetam a densidade são a redondeza, a esfericidade, o acabamento da superfície, etc. A baixa densidade da areia de fraturamento de petróleo facilita o bombeamento para o poço; a alta densidade dificulta a suspensão no fluido de fraturamento e o preenchimento das rachaduras.