La fracturación hidráulica se utiliza en la industria del petróleo y el gas para aumentar el flujo de petróleo y/o gas desde un pozo. La formación productora se fractura mediante presión hidráulica y luego se bombean propensos (agentes de apuntalamiento) al pozo petrolífero con fluido de fracturación para mantener abiertas las fisuras y permitir que el gas natural o el crudo puedan fluir por el pozo. El tamaño, forma y resistencia mecánica del proppant influyen en la integridad de las fracturas recién creadas y, por tanto, en el flujo de petróleo y gas que sale del pozo.
El material utilizado para los proppants puede variar desde granos de arena naturales llamados arena frac (arriba a la izquierda), arena recubierta de resina (arriba a la derecha), hasta materiales cerámicos de alta resistencia (abajo a la izquierda) y materiales cerámicos recubiertos de resina (abajo a la derecha).
El control de calidad de los proppants se describe principalmente en la ISO 13503-2 (1), que reemplaza a las anteriores normas API RP 56, 58 y 60. Entre otras pruebas, los estándares exigen la prueba de tamaño, forma y resistencia al aplastamiento.
El rango de tamaño del proppant es muy importante. Los tamaños típicos de proppant suelen estar entre 8 y 140 mallas (106 μm - 2,36 mm), por ejemplo mallas 16-30 (600 μm – 1180 μm), 20-40 mallas (420 μm - 840 μm), 30-50 mallas (300 μm – 600 μm), 40-70 mallas (212 μm - 420 μm) o 70-140 mallas (106 μm - 212 μm). Al describir la arena de fracturación, el producto se denomina frecuentemente simplemente el corte de tamiz, es decir, arena 20/40.
La forma del proppant es importante porque la forma y el tamaño influyen en la permeabilidad final a través de la fractura. Una amplia variedad de tamaños y formas de partículas conduce a una disposición de empaquetado ajustada, reduciendo la permeabilidad/conductividad. Un rango controlado de tamaños y una forma esférica preferente conducirán a una mayor conductividad. La redondez ha sido analizada históricamente (2) mediante un método visual y manual basado en la tabla mostrada en la figura siguiente, desarrollada originalmente por Krumbein y Sloss. Este método da lugar a grandes diferencias subjetivas de un operador a otro.
Gráfico para la estimación visual de la esfericidad (eje y) y la redondez (eje x)
Analizador de Distribución de Tamaño de Partículas por Difracción Láser
Análisis Dinámico de Imágenes
Analizador de Partículas de Imagen Directa
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