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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
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/13008 |
| Date | 26 November 2010 |
| Creators | Santos, Jos? Altamiro Carrilho Mota dos |
| Contributors | CPF:15724520800, http://lattes.cnpq.br/0022988322449627, Mata, Wilson da, CPF:09453210404, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781404Z6, Medeiros J?nior, Fl?vio, CPF:31698360487, Rosolen, Marcos Ant?nio, CPF:77321839834, http://lattes.cnpq.br/9937806204883153, Fernandes, Paulo Dore, CPF:33366128615, http://lattes.cnpq.br/8819633889599677, Martinelli, Ant?nio Eduardo |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncia e Engenharia do Petr?leo, UFRN, BR, Pesquisa e Desenvolvimento em Ci?ncia e Engenharia de Petr?leo |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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