Desestabilización de agente de sostén en reservorios no convencionales: Un estudio mediante CFD-DEM

VEGA, F.G.; CARLEVARO, C. M.; SÁNCHEZ, M.; PUGNALONI, L.A.

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Congreso; 103◦ Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2018

Los hidrocarburos contenidos en reservorios no convencionales se encuentran acumulados en formaciones rocosas de muy baja permeabilidad. La estimulación hidráulica (la inyección de fluidos a presión en un pozo) es una tecnologı́a que permite crear fracturas en la formación que mejoran el flujo de hidrocarburos hacia el pozo. Dado que al liberar la presión de estimulación el estado tensional de la formación tiende a cerrar las fracturas generadas, se utilizan agentes de sostén (materiales granulares) los cuales son transportados por el fluidode fractura durante el bombeo. Estos quedan atrapados entre las paredes de la fractura e impiden el cierre de las mismas, generando un canal de alta permeabilidad. La estabilidad del empaquetamiento de granos ante las perturbaciones inducidas por el flujo del hidrocarburo es determinantes para la conductividad. El arrastre del agente de sostén desde las fracturas hacia el pozo durante el proceso de ?flowback? disminuye la conductividad de las fracturas generadas, con la consiguiente degradación de las mismas y generando problemas operativos en equipamientos de superficie.Disponer de herramientas numéricas de predicción que permitan el diseño de protocolos de extracción de hidrocarburos logrando la mayor estabilidad del agente de sostén a largo plazo en las fracturas y disminuyendo la perdida de conductividad de las mismas resulta desumo interés para la industria. El presente trabajo pretende estudiar, mediante el modelado numérico de un sistema simplificado, la desestabilización del agente de sostén durante el proceso de extracción de hidrocarburos en reservorios no convencionales. Mediante simulaciones CFD-DEM, se estudió el comportamiento de que están sometidas a una fuerza de arrastre derivada de un fluido (agua) que circula por una cavidad rectangular (pequeña comparado con las dimensiones reales del sistema) ubicada en las proximidades del punzado que conecta a la formación rocosa con el pozo. Estás partı́culas llenan parcialmente dicho dominio y son sometidas a un esfuerzo de compresión simulado mediante una pared móvil con tortuosidad (aleatoria y periódica) y sin ella. Se estudió el estado final del sistema determinando la configuración final de partı́culas luego de un perı́odo de flujo. Para esto se fijaron condicionesde borde de presión y velocidad equivalentes a los valores conocidos en el campo.