A fratura hidráulica é utilizada na indústria de petróleo e gás para aumentar o fluxo de petróleo e/ou gás de um poço. A formação produtora é fraturada utilizando pressão hidráulica e, em seguida, agentes de sustentação (proppants) são bombeados para o poço de petróleo juntamente com o fluido de fraturamento para manter as fissuras abertas, permitindo que o gás natural ou o petróleo bruto flua para cima. O tamanho, a forma e a resistência mecânica do agente de sustentação influenciam a integridade das fraturas recém-criadas e, consequentemente, o fluxo de petróleo e gás para fora do poço.
O material utilizado como agente de sustentação pode variar desde grãos de areia naturais, chamados areia de fraturamento (canto superior esquerdo), areia revestida com resina (canto superior direito), até materiais cerâmicos de alta resistência (canto inferior esquerdo) e materiais cerâmicos revestidos com resina (canto inferior direito).
O controle de qualidade dos agentes de sustentação é descrito principalmente na ISO 13503-2 (1), que substitui as normas API anteriores RP 56, 58 e 60. Entre outros testes, as normas exigem o teste de tamanho, forma e resistência ao esmagamento.
A faixa de tamanho do agente de sustentação é muito importante. Os tamanhos típicos de agentes de sustentação geralmente variam entre 8 e 140 mesh (106 µm - 2,36 mm), por exemplo, 16-30 mesh (600 µm – 1180 µm), 20-40 mesh (420 µm - 840 µm), 30-50 mesh (300 µm – 600 µm), 40-70 mesh (212 µm - 420 µm) ou 70-140 mesh (106 µm - 212 µm). Ao descrever a areia de fraturamento, o produto é frequentemente referido simplesmente como corte da peneira, ou seja, areia 20/40.
A forma do agente de sustentação é importante porque a forma e o tamanho influenciam a permeabilidade final através da fratura. Uma ampla gama de tamanhos e formas de partículas levará a um empacotamento compacto, reduzindo a permeabilidade/condutividade. Uma faixa controlada de tamanhos e uma forma preferencialmente esférica levarão a uma maior condutividade. A circularidade tem sido historicamente analisada (2) usando um método visual manual baseado no gráfico mostrado na figura abaixo, originalmente desenvolvido por Krumbein e Sloss. Este método resulta em grandes diferenças subjetivas de operador para operador.
Gráfico para estimativa visual de esfericidade (eixo y) e circularidade (eixo x)
Analisador de Distribuição de Tamanho de Partículas por Dispersão de Laser
Análise dinâmica de imagens
Analisador de Partículas por Imagem Direta
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