Desarrollo de agentes de sostén cerámicos de baja densidad y comparación con los disponibles en el mercado

ANABELLA MOCCIARO; ALBERTO N. SCIAN; M. BÁRBARA LOMBARDI

Mar del Plata

Congreso; Terceras Jornadas Nacionales de Investigación Cerámica; 2017

INTEMA/ATAC

Los agentes de sostén son materiales que se utiliza cuando se extrae petróleo y/o gas von la técnica de fractura hidráulica. La función del agente de sostén es garantizar que la fisura hecha en la roca por la presión del agua que se inyecta quede abierta, es por eso, que el agente ingresa en la fisura y la apuntala generando una intrincada red porosa por la cual pueden fluir los hidrocarburos hacia el pozo para permitir su extracción.La tecnología de perforación utiliza distintos tipos de agentes de sostén dependiendo de las características del pozo, los agentes de sostén de baja densidad son de gran interés debido a que pueden ser arrastrados más eficientemente por el líquido de la fractura hidráulica y de esta manera distribuirse en mayor proporción en las cavidades generadas por la fractura [1-2].Se consideran agentes de sostén cerámicos de baja densidad aquellos con valores de densidad aparente similares como arena (2.60-2.65 g /cm3).La mullita (3Al2O3.2SiO2) es uno de los principales componentes de los agentes de sostén cerámicos disponibles en el mercado, debido a sus propiedades como alta resistencia mecánica, bajo coeficiente de dilatación térmica y alta resistencia a la corrosión ácida [3]. Estas propiedades convierten a la mullita en un material adecuado para el desarrollo de los agentes de sostén debido a la presión y las condiciones corrosivas que se someten en la fractura hidráulica.Loa agentes de sostén se desarrollaron a partir de una arcilla caolinítica, bauxita y fosfato de monoaluminio, como precursor de liga fosfórica. Se esferizaron con un mixer de alta energía y se calcinaron una hora a 1450°C en horno eléctrico con una velocidad de calentamiento de 5°C/min. Los agentes de sostén calcinados se tamizaron entre mallas -20 +50 y se caracterizaron según los siguientes ensayos API 19C: ensayo de resistencia a la rotura de elementos de sostén (crush test) a 8600 psi, densidad bulk y aparente, esfericidad y redondez. Además se analizó la distribución de tamaño de macro y mesoporos abiertos por intrusión de mercurio, la microestructura por medio de microscopía electrónica de barrido (SEM) y se determinó las fases cristalinas presentes por difracción de rayos X (DRX).Se obtuvieron agentes de sostén con un valor de densidad aparente menor que los agentes de sostén comerciales. También los valores del test crush superan a los obtenidos en arenas argentinas utilizadas en la actualidad en la extracción de petróleo en vaca muerta.