SIMULACIONES COMPUTACIONALES PARA EL DISEÑO DE AGENTES DE SOSTÉN TRAZABLES EN POZOS DE GAS Y PETRÓLEO NO CONVENCIONAL MEDIANTE CAPTURA NEUTRÓNICA

MARÍA S HERRERA; FLORENCIA HERNANDEZ; DAMIÁN HRYB; ALBERTO ORTIZ; ESTEBAN AGLIETTI; NICOLAS RENDTORFF

La Plata

Congreso; 102a Reunión anula de Física Argentina; 2017

AFA

La estimación del alto de las fracturas generadas en la roca luego de un proceso de estimulación hidráulica, es una de las grandes incertidumbres asociadas al análisis de productividad de pozos de gas y petróleo no convencional. Este proceso consiste fundamentalmente en la inyección de agua y agente de sostén (arena natural o cerámico) a alta presión en los pozos para estimular la formación de muy baja permeabilidad.Los agentes de sostén trazados con isótopos de elevada sección eficaz de captura de neutrones térmicos, pueden ser usados para aumentar el contraste de los datos registrados en los pozos antes y después de las fracturas, mediante técnicas nucleares de captura neutrónica. De este modo, sería posible determinar la ubicación y la altura de las fracturas hidráulicas en las cercanías del pozo, con mayor precisión que otras técnicas no nucleares, y así optimizar las operaciones de completación del pozo.Nuestro grupo de investigación en CETMIC, junto a YPF-Tecnología S.A., se encuentra trabajando en la formulación de agentes de sostén cerámicos y en diversas estrategias de incorporación de átomos con elevada sección eficaz de captura neutrónica (ver Hernández M.F. et al., en esta conferencia). En este contexto, se realizaron simulaciones Monte Carlo en base a modelos realistas de los reservorios y configuraciones de pozo de interés para YPF S.A. Utilizando el código de transporte Monte Carlo N-Particle (MCNP), se describió la geometría y el modelo material tridimensional de las formaciones, el agente de sostén en de las fracturas simuladas, el pozo y las herramientas de registro. En particular, se simularon herramientas de neutrones pulsados (Pulsed Neutron Capture Tool, PNC) y de neutrones compensados (Neutron compensated Log) con una fuente de neutrones de 14 MeV, y detectores de neutrones y fotones. A partir de los cálculos de transporte neutrónico y fotónico en situaciones hipotéticas realistas de pre y post fractura se lograron determinar las concentraciones mínimas requeridas de óxido de Gadolinio (Gd2O3) y de borato de Aluminio (Al18B4O33) para los agentes de sostén en desarrollo, permitiendo establecer estrategias de diseño de agentes de sostén cerámicos trazables.La puesta a punto de esta herramienta computacional permitió, además, realizar un análisis de sensibilidad de algunos parámetros relevantes, tales como la porosidad, salinidad y mineralogía de las formaciones y el ancho de las fracturas, y su impacto en la concentración mínima requerida para la formulación de los agentes de sostén trazados en desarrollo.