BRPI0708515A2 - sistema de faturamento gás de petróleo liquefeito - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE FRATURAMENTO DE GAS DE PETROLEO LIQUEFEITO Um sistema de fraturamento para um poço, no qual um fluxo de LPG, uma mistura de propano e butano, é injetado no poço em pressão de fraturamento. Propante é fornecido ao fluxo LPG, e carregado pela mistura de LPG para dentro da formação. Gás inerte como nitrogênio é utilizado para purgar os componentes do sistema de LPG e ajudar a proteger contra risco de explosão. Nitrogênio também pode ser adicionado à mistura de LPG durante um fraturamento de formações de gás de carvão ou gás de xisto.
Description
SISTEMA DE FRATURAMENTO DE GÁS DE PETRÓLEO LIQÜEFEITO
Antecedentes
No fraturamento convencional de poços, formações deprodução, novos poços ou poços com baixa produção os quaisforam retirados de produção, uma formação pode serfraturada para tentar obter taxas mais elevadas deprodução. Propante e fluido de fraturamento são misturadosem um misturador e então bombeados para dentro de um poçoque penetra em uma formação contendo gás ou óleo. Pressãoelevada é aplicada ao poço, a formação é fraturada epropante carregado pelo fluido de fraturamento flui paradentro das fraturas. 0 propante nas fraturas mantém asfraturas abertas após relaxamento de pressão e a produção éreiniciada. Vários fluidos foram revelados para uso como ofluido de fraturamento, incluindo várias misturas dehidroca-rbonetos, nitrogênio e dióxido de carbono.
Deve-se ter cuidado com relação à escolha de fluido defraturamento. O fluido de fraturamento deve ter viscosidadesuficiente para transportar o propante para dentro dasfraturas, deve minimizar o dano à formação e deve serseguro para utilizar. Um fluido de fraturamento quepermanece na formação após fraturamento não é desejável umavez que pode bloquear poros e reduzir a produção do poço.Por esse motivo, dióxido de carbono foi utilizado comofluido de fraturamento porque, quando a pressão defraturamento é reduzida, o dióxido de carbono gaseifica e éfacilmente removido a partir do poço.
Alcanos de ordem inferior como propano também forampropostos como fluidos de fraturamento. Desse modo, apatente norte-americana 3.368.627 descreve um método defraturamento que utiliza uma combinação de uma mistura dedióxido de carbono e hidrocarboneto C2-C6 liqüefeito como ofluido de fraturamento. Como alcano de ordem inferior,propano e butano inerentemente não causam dano a formações.
Entretanto, essa patente não descreve como obter injeção debutano ou propano de forma segura, ou como injetar propanteno fluido de fraturamento de propano ou butano. A patentenorte-americana 5.899.272 também descrever propano comofluido de fraturamento, porém o sistema de injeção descritonessa patente não foi comercializado. Desse modo, emborapropano e butano sejam fluidos desejáveis para fraturamentodevido a sua volatilidade, baixo peso e recuperação fácil,essas propriedades tendem a tornar propano e butanoperigosos.
Sumário
De acordo com uma modalidade de um sistema defraturamento de gás de petróleo liqüefeito (LPG), éfornecido um aparelho para fraturar uma formação penetradapor um poço. Uma bomba de pressão de fraturamento éconectada a um poço. Uma fonte de fluido de fraturamento éconectada para fornecer um fluxo de fluido de fraturamentocompreendendo propano e/ou butano à bomba de pressão defraturamento. Em uma modalidade, uma fonte de fornecimentode propante contendo propante é conectada para fornecerpropante ao fluxo de fluido de fraturamento a partir dafonte de fluido de fraturamento. Em algumas modalidades, afonte de fornecimento de propante é um recipiente depressão positiva, e em outras modalidades inclui bombascentrífugas. Uma fonte de gás inerte é conectada parafornecer gás inerte ao recipiente de pressão e outroscomponentes do sistema. Um controlador controla a operaçãodos componentes do sistema, como fonte de fluido defraturamento, fonte de fornecimento de propante, fonte degás inerte e bomba de pressão de fraturamento para fornecerum fluxo de fluido de fraturamento ao poço. Propano ebutano fornecem as vantagens de gases liqüefeitos parafraturamentos, enquanto também fornecem viscosidade maiselevada do que dióxido de carbono para transportar propantepara o fundo da formação. Essa propriedade de propano ebutano fornece uma extensão de fraturamento eficaz. 0propano ou butano é então vaporizado e se torna misturadocom o gás de formação. 0 propano ou butano pode ser então,produzido com o gás de formação. Pentano e quantidadesmenores de outros hidrocarbonetos podem ser tambémincluídas no fluido de fraturamento.
De acordo com uma modalidade adicional de umfraturamento de mistura de LPG, é fornecido um método defraturar um poço utilizando uma mistura de LPG como umfluido de fraturamento. Gás inerte como nitrogênio éutilizado como uma coberta de gás e fluido de teste depressão para assegurar a segurança de utilizar LPG como ofluido de fraturamento. Quando nitrogênio é adicionado aofluido de fraturamento, o método tem utilidade especificapara fraturar formações de xisto ou carvão.
Esses e outros aspectos de um fraturamento de misturade LPG são expostos nas reivindicações, que sãoincorporadas aqui a título de referência.
Breve Descrição Das Figuras
As modalidades serão descritas agora com referência àsfiguras, nas quais caracteres de referência, similares,indicam elementos similares, como exemplo, e nas quais:
A figura 1 é um diagrama que ilustra os componentesprincipais de um sistema de fraturamento de acordo com umaprimeira modalidade de um fraturamento de mistura de LPG;
A figura 2 é um diagrama que ilustra um controladorpara o sistema de fraturamento da figura 1;
A figura 3 é um diagrama que ilustra os componentesprincipais de um sistema de fraturamento, de acordo com umamodalidade de um fraturamento de mistura de LPG parafraturar uma formação de camada de carvão ou xisto;
A figura 4 mostra um sistema de bombeamento de vedaçãodinâmica para bombear propante e mistura de LPG para dentroda bomba de pressão elevada;
A figura 5 mostra outra vista de um sistema deintrodução de propante de vedação dinâmica;
A figura 6 mostra uma vista em seção de um tanque demistura de LPG isolado;
A figura 7 é um diagrama que ilustra os componentesprincipais de um sistema de fraturamento, de acordo comoutra modalidade de um fraturamento de mistura de LPG;
A figura 8 mostra o lado de entrada de uma estação depropante alojando um sistema de introdução de propante parao sistema de fraturamento da figura 7;
A figura 9 mostra o lado de saída de uma estação depropante alojando um sistema de introdução de propante parao sistema de fraturamento da figura 7; e
A figura 10 mostra uma formação de terra que foifraturada.
Descrição Detalhada
Nas reivindicações, a palavra "compreendendo" éutilizada em seu sentido inclusivo e não exclui outroselementos estando presentes. O artigo indefinido "um, uma"antes de uma característica de reivindicação não excluimais de uma das características estando presentes. Cada umadas características individuais descritas aqui pode serutilizada em uma ou mais modalidades e não é somente emvirtude de ser aqui descrita, para ser interpretada comoessencial a todas as modalidades como definido pelasreivindicações.
Com referência à figura 1, é mostrado um aparelho parafraturar uma formação penetrada por um poço. Uma bomba depressão de fraturamento 10, que poderia ser uma ou maisbombas montadas em um ou mais trailers, é conectada via umconduto 12 a um poço 14. O conduto 12, como todos os outroscondutos mostrados na figura 1, é um tubo ou mangueiraconvencional com uma classificação de pressão e capacidadeanticorrosão apropriada para as pressões a serem aplicadasno tubo. A pressão aplicada pela bomba de pressão defraturamento 10 é uma pressão apropriada para fraturar aformação. Uma bomba de pressão de fraturamento de exemplo éuma bomba Quinflex™ diesel com turbinas resfriadas a água,ou uma bomba de pistão Triplex(tm) eletricamente acionada,porém qualquer bomba apropriada pode ser utilizada. Mais deum dispositivo de bombeamento pode ser utilizado com a bomba 10.
Uma fonte de fluido de fraturamento 16 é conectadapara fornecer um fluxo de fluido de fraturamentocompreendendo uma mistura de LPG pressurizado de propano,butano ou uma mistura de propano e butano para a bomba depressão de fraturamento 10 através do conduto 18 e válvulade controle de propano Vl no conduto 18. Para eficácia emtermos de custo, é provável que o fluido de fraturamento naprática seja uma mistura predominantemente de propano ebutano uma vez que é caro separar propano e butano. Amistura de LPG também pode conter quantidades menores depentano e hidrocarbonetos mais elevados. A válvula decontrole Vl controla o fluxo de fluido de fraturamento apartir da fonte de fluido de fraturamento 16. A válvula Vltambém é uma válvula convencional para o controle do fluxode fluido de fraturamento. A fonte de fluido defraturamento 16 é uma ou mais de propano, butano ou tanquesde propano e butano em uma pressão apropriada para fornecerpropano e/ou butano à bomba de pressão de fraturamento 10,bem como transportar propante no fluxo no conduto 18. Afonte de fluido de fraturamento 16 é mantida em uma pressãode aproximadamente 50 psi a 100 psi, e pode subir tantoquanto 250 psi em uma modalidade. À medida que o fluido defraturamento a partir da fonte de fluido de fraturamento 16é esgotado durante fraturamento, pode ser aquecida paramanter pressão de vapor ou pressurizada com um gás inertecomo nitrogênio para manter pressão suficiente na fonte defluido de fraturamento 16 a fim de ser capaz de fornecer umfluxo de fluido de fraturamento transportando propante paraa bomba de pressão de fraturamento 10. 0 propano e/oubutano podem juntos compreender 50%, 80%, 90%, 95% e até100% em volume do fluido de fraturamento de mistura de LPG.
Uma fonte de fornecimento de propante 22 contendopropante é conectada para fornecer propante através doconduto 24 para dentro do fluxo de fluido de fraturamentono conduto 18. Em uma modalidade, a fonte de fornecimentode propante 22 é um recipiente de pressão positiva, quedeve ser capaz de resistir a pressões operacionais que, porexemplo, uma pressão suficiente pode estar acima de 200 psipara operação segura. O termo pressão positiva significaque o recipiente de pressão tem uma pressão operacionalmais elevada do que a pressão atmosférica. O fluxo depropante a partir da fonte de fornecimento de propante 22 écontrolado por uma válvula de controle de propante V2. Afonte de fluido de fraturamento 16 também é conectadapreferivelmente através do conduto 23 e válvula V4 parafornecer fluido de fraturamento à fonte de fornecimento depropante 22. Em uma modalidade, um recipiente de pressãoutilizado como a fonte de fornecimento de propante 22 podeser orientado para fornecer propante por gravidade atravésda válvula de controle V2, ou através de uma ou maisverrumas situadas dentro e ao longo da parte inferior dafonte de fornecimento de propante 22 ou situados fora dafonte de fornecimento de propante 22. Outros sistemas demedição para distribuição de propante a partir da fonte defornecimento de propante para dentro do fluxo de fluido defraturamento podem ser utilizados, como vários tipos debombas. A fonte de fornecimento de propante 22 pode serformada em compartimentos para fornecer diferentes peneirasde areia ou outro propante, como indicado no programa defraturamento abaixo. Alternativamente mais de uma fonte defornecimento de propante 22 podem ser fornecidas paraprover mais propante para fraturamentos maiores, ou paradiferentes tamanhos de propante. A fonte de fornecimento depropante 22 também pode ser um sistema de bomba contido porpressão, como descrito em relação às figuras 4 e 5.Uma fonte de gás inerte 28 é conectada para fornecergás inerte à fonte de fornecimento de propante 22. 0fornecimento de gás inerte é controlado por uma válvula decontrole de gás inerte V3. Um gás inerte preferido énitrogênio. O gás inerte deve estar em uma pressãosuficiente para manter fluido de fraturamento de mistura deLPG como um líquido, evitar re fluxo de fluido defraturamento de mistura de LPG para dentro da fonte defornecimento de propante 22 e auxiliar a acionar o fluidode fraturamento para a(s) bomba(s) de pressão elevada 10. Afonte de gás inerte 28 também pode ser conectada parafornecer uma quantidade controlada de gás inerte via linha29 e válvula V5 para a fonte de fluido de fraturamento 16.O fluido gelificante para o fluido de fraturamento pode serfornecido a partir da fonte de fluido gelificante 30através da linha 31 com a válvula V6 para a linha de fluidode fraturamento 18. O fluido gelificante é fornecido aofluido de fraturamento antes da bomba de pressão defraturamento 10 e pode ser fornecido antes ou após a fontede propante 22. O fluido gelificante, incluindo ativador equebrador, pode ser qualquer fluido gelificante apropriadopara gelificar propano ou butano. O agente gelificante nofluido gelificante pode ser qualquer agente gelificanteapropriado para gelificar propano, butano, pentano oumisturas de propano, butano e pentano, e pode ser moldadopara adequar-se à composição efetiva do fluido defraturamento. Um exemplo de um agente gelificanteapropriado é criado primeiramente reagindo pentóxidodifosfoforoso com fosfato de trietila e um álcool tendocadeias de hidrocarboneto de 3 - 7 carbonos de comprimento,ou adicionalmente, por exemplo, em álcoois tendo cadeias dehidrocarboneto com 4-6 carbonos de comprimento. O ésterde ácido ortofosfato formado é então reagido com sulfato dealumínio para criar o agente gelificante desejado. O agentegelificante criado terá cadeias de hidrocarboneto com 3-7carbonos de comprimento ou, como no exemplo adicional, 4 -6 carbonos de comprimento. As cadeias de hidrocarboneto doagente gelificante são desse modo comensuráveis emcomprimento com as cadeias de hidrocarboneto do gás depetróleo líquido utilizado para o fluido de fraturamento.
Esse agente gelificante é mais eficaz na gelificação de umfluido de propano ou butano do que um agente gelificantecom cadeias mais longas de hidrocarboneto. A proporção deagente gelificante no fluido de fraturamento é ajustadapara obter uma viscosidade apropriada no fluido defraturamento gelifiçado.
Para liberação do fluido de fraturamento nas váriaslinhas, uma linha de descarga de fraturamento 34 éfornecida levando até a torre do queimador 38. O fluxo nalinha de descarga de fraturamento 34 é controlado por umaou mais válvulas de descarga VI. O fluxo na linha 12 para opoço 14 é controlado pela válvula de controle de cabeça depoço V8. Nitrogênio será, tipicamente, armazenado comonitrogênio líquido refrigerado e fornecido para as váriaslinhas mostradas nas figuras através de um permutador decalor para fornecer pressão para os tanques de fluido defraturamento 16, e fonte de fornecimento de propante 22. Opermutador de calor deve ser mantido em uma distânciasegura a partir do equipamento de LPG. Fontes defornecimento de propante 22 podem ser sustentadas em pernascom sensores de carga para fornecer uma indicação daquantidade de propante que resta, e desse modo também umaindicação da quantidade de propante fornecida ao poço.
Como mostrado na figura 2, um controlador 32 éconectado para controlar a operação da válvula de controlede fluido de fraturamento VI, válvula de controle depropante V2, válvula de controle de gás inerte V3, e bombade pressão de fraturamento 10, para fornecer um fluxo depropante e fluido de fraturamento ao poço. O controlador 32é também conectado a válvulas V4, V5, V6, V7, V8, V9 eoutras válvulas necessárias para controlar sua operação. Asválvulas V1-V9 podem, desse modo, ser operadas remotamentede modo que possam ser controladas durante emergência semexpor o pessoal a um perigo. 0 controlador 32 é qualquercomputador ou processador apropriado, equipado com displaysconvencionais e console de entrada pelo operador. As linhasque indicam conexão entre o controlador 32 e as partescontroladas representam linhas de controle convencionais. Osistema inteiro é controlado remotamente através docontrolador 32. O controlador 32 realiza algoritmos deprocesso de fraturamento que são convencionais exceto comodescrito nesse documento de patente. 0 controlador 32também é conectado por linhas de controle a bombas (nãomostradas) que, em algumas modalidades, podem serassociadas à fonte de fluido gelificante 30, fonte defornecimento de propante 22 e fonte de gás inerte 28.
Durante operação do aparelho mostrado nas figuras 1 e2, o controlador 32 é utilizado para realizar as seguintesetapas. Propante é adicionado à fonte de fornecimento depropante 22 através, por exemplo, de uma aberturaapropriada, que é então fechada posteriormente. O propantepode ser qualquer propante natural ou artificial. Umatremonha (não mostrada na figura 1, porém vide as figuras 9e 10 para um exemplo), ou outro dispositivo apropriado,pode ser utilizado para adicionar propante à fonte defornecimento de propante 22. O poço 14 é fechado utilizandoa válvula V8. Gás inerte é injetado a partir da fonte degás inerte 2 8 para dentro da fonte de fornecimento depropante 22 para formar uma coberta de gás pela abertura daválvula V3. Gás inerte é também injetado a partir da fontede gás inerte 2 8 para dentro de todos os componentes dosistema que entrará em contato com a mistura de LPG,incluindo linhas 12, 18, 24, 29, 31 e 34, válvulas V1-V8,bomba de pressão de fraturamento 10, e os componentes dosistema, para limpar qualquer ar e teste de pressão emrelação a vazamentos. Vazamentos podem ser detectados pordispositivos de visão, cheiro, som ou eletrônicos comosniffers e dispositivos a laser. Somente quando o sistemafoi testado por pressão pode o fluido de fraturamento serinjetado nos componentes do sistema.
A fonte de fluido de fraturamento 16 é tipicamentepré-pressurizada a 50 psi até 100 psi, porém a fonte defluido de fraturamento 16 pode ser também carregada nolocal a partir de uma fonte separada de propano e/oubutano. Após o sistema ter sido testado por pressão emrelação à segurança, incluindo teste de pressão com misturade LPG, a válvula de controle de cabeça de poço V8 éaberta. O sistema de queimador de gás pode ser testado comuma queima. A válvula de controle de fluido de fraturamentoVl é aberta sob controle do controlador 32 para fornecerfluido de fraturamento à bomba de pressão de fraturamento10, e a bomba de pressão de fraturamento 10 é ligada paraencher o poço com a mistura de LPG. Gelificante éadicionado a partir da fonte de gel 30 através da linha 31ao fluido de fraturamento no conduto 18 por abertura daválvula V6 enquanto o poço está sendo cheio com fluido defraturamento. A pressão no poço 14 é então gradualmenteaumentada utilizando a bomba de pressão de fraturamento 10,e uma taxa de injeção é estabelecida para aumentargradualmente a pressão no fluido de fraturamento no poço14, e continuar a encher o poço com fluido de fraturamento.Um elemento de fluido de fraturamento no estado liquido édesse modo aplicado ao poço 14 para iniciar o fraturamento.Elementos de fraturamento são bem conhecidos na técnica, epodem consumir uma porção variável do fluido defraturamento dependendo do procedimento de fraturamentopara o poço que foi decidido pelo operador. A pressão defraturamento é gradualmente aumentada para quebrar aformação e permitir que as fraturas se propaguem paradentro da formação.
Após o elemento ter sido injetado no poço 14, propanteé adicionado ao fluxo de fluido de fraturamento. Em umamodalidade, a válvula de controle V4 é aberta sob controledo controlador 32 para fornecer fluido de fraturamentoliquido para dentro da fonte de fornecimento de propante22. O fluido de fraturamento liquido mistura com o propantena fonte de fornecimento de propante 22. A válvula decontrole de propante V2 é então aberta para permitir quepropante entre no fluxo de fluido de fraturamento noconduto 18, por força de gravidade ou métodos mecânicoscomo pelo uso de uma verruma. Pressão a partir da fonte degás inerte 28 pode ser necessária para forçar a mistura deLPG e propante para dentro do conduto 18. Uma bomba (nãomostrada) também pode ser necessária na linha 23 paraassegurar fornecimento de fluido de fraturamento paradentro da fonte de fornecimento de propante 22 para se oporà pressão a partir da fonte de gás inerte 28. Em outramodalidade, a válvula de controle V4 não é aberta, porémpropante é fornecido diretamente a partir do recipiente depressão 22 para dentro da linha 18 por gravidade e uso deuma verruma na saída do recipiente de pressão 22. Nessamodalidade, uma compensação de gás inerte a partir da fonte28 pode ser aplicada ao recipiente de pressão 22 paraevitar que fluido de fraturamento flua de volta para dentrodo recipiente de pressão 22. Outros métodos contidos porpressão podem ser utilizados para injetar propante nofraturamento de mistura de LPG; por exemplo, como discutidoabaixo em relação âs figuras 4 e 5. A bomba de pressão defraturamento 10 então bombeia o propante contendo fluxo defluido de fraturamento gelifiçado para dentro do poço 14. Aquantidade de propante a ser adicionada é determinada pelooperador de fraturamento.
Em um ponto apropriado durante o fraturamento, quandoo operador de fraturamento determina que propantesuficiente foi adicionado ao poço, a cabeça do poço éfechada, e gás inerte como nitrogênio é novamente utilizadopara purgar todos os componentes, incluindo todas aslinhas, válvulas, bombas e tanques que entraram em contatocom a mistura de LPG, diferente dos tanques debutano/propano, para remover todo propano e butano a partirdos componentes do sistema.
Após um período de tempo determinado pelo operadorcomo apropriado para fraturamento do poço, a pressão éliberada a partir do poço. 0 gel é cronometrado paraquebrar aproximadamente no mesmo tempo (tipicamente 2-4horas). Fluido de fraturamento líquido no poço vaporizaentão devido ã perda de pressão e absorção de calor apartir do reservatório. 0 propano e/ou butano gasoso nopoço mistura com gás de formação, e é facilmente deslocadopara a superfície pelo calor e pressão da formação,deixando para trás propante em fraturas criadas pelapressão de fraturamento. O gás de propano e/ou butano que éliberado a partir do poço pode ser produzido ou fornecido àlinha de descarga de gás 34 onde pode ser queimado atravésde torre do queimador 38, ou produzido ou fluído paradentro de uma tubulação de gás para venda para outros. Comoconvencional, em qualquer uma das modalidades das figuras1, 3 ou 8 um medidor de densidade pode ser fornecido nalinha 12 para fornecer realimentação para o operador defraturamento na quantidade de propante e fluido defraturamento que entra no poço.
À medida que fluido de fraturamento é extraído apartir da fonte de fluido de fraturamento 16, umaquantidade controlada de gás inerte pode ser adicionada àfonte de fluido de fraturamento 16 para substituir o fluidode fraturamento utilizando válvula V5, manter pressão nafonte de fluido de fraturamento 16 e auxiliar a reduzir orisco de explosão.
O fraturamento de gás pode ser também realizado emveios de xisto ou carvão para aumentar a produção de gás decarvão ou gás de xisto. Em um fraturamento de gás de carvãoou fraturamento de gás de xisto, a altura hidrostática naformação de produção deve ser reduzida a um mínimo.Nitrogênio foi utilizado para essa finalidade, com volumeselevados da ordem de 70.000 m3 por fraturamento, e taxas defluxo correspondentemente elevadas. Na aplicação de umfraturamento de gás a uma formação de carvão ou xisto, amistura de LPG é misturada com nitrogênio.
Como mostrado na figura 3, em uma modalidade de umfraturamento de mistura de LPG aplicada a uma formação dexisto ou carvão, fonte de gás inerte 28 é conectada à linha12 através do conduto 4 2 sob controle de válvula V9 parafornecer nitrogênio ao poço. Os mesmos procedimentos desegurança e equipamento são empregados como foramempregados para o fraturamento utilizando o aparelho dafigura 1, e conforme descrito acima. Também, a introduçãode propante no fluxo de fluido de fraturamento podeutilizar vários dispositivos, como aqueles mostrados nasfiguras 4, 5 e 6. Em geral, o fraturamento é realizadoutilizando procedimentos convencionais para o fraturamentode formações de carvão ou xisto com nitrogênio, com aadição de uso de um fluido de mistura de LPG para carregarpropante para dentro da formação de xisto ou carvão.
Em algumas modalidades de um fraturamento de misturade LPG de uma formação de carvão ou xisto, quando aformação foi pressurizada por um fluxo elevado denitrogênio em pressão elevada, (utilizando nitrogênio apartir d fonte 28 fornecida para dentro do poço 14 paracriar fraturas na formação) a válvula Vl é aberta e a bomba10 ativada para bombear fluido de fraturamento de LP paradentro do fluxo de nitrogênio entrando no poço 14. Amistura de LPG no conduto 18 é gelificada com gelificante apartir da fonte gelificante 30. Quando uma quantidadedesejada de fluido de fraturamento de LPG gelifiçado foibombeada para dentro do poço 14, a válvula V4 é aberta, emuma modalidade, para permitir que fluido de fraturamentoflua para dentro da fonte de fornecimento de propante 22.Em uma modalidade, gás inerte também é fornecido a partirda fonte de gás inerte 28 para dentro da fonte defornecimento de propante 22. Após abrir a válvula V2,propante flui para dentro do conduto 18 e mistura com ofluido de fraturamento. Uma bomba (não mostrada) pode sernecessária na linha 23 para assegurar um fornecimento defluido de fraturamento para dentro da fonte de fornecimentode propante 22, por opor-se à pressão a partir da fonte degás inerte 28. A bomba 10 bombeia então o fluido defraturamento de LPG gelificado contendo propante paradentro do fluxo de nitrogênio que entra no poço 14. Amistura de LPG-nitrogênio gelificada, resultante, podecarregar propante a partir da fonte de propante 22 paradentro do poço e para dentro do reservatório. Após propantesuficiente ter sido fornecido ao poço 14, a adição depropante termina. O fluido de fraturamento de LPG podecontinuar a ser adicionado após término do fluxo depropante. A razão de nitrogênio para fluido de fraturamentoa partir da fonte de fluido de fraturamento 16 é controladade acordo com a quantidade desejada de propante que sedeseja ser colocada na formação. Em um tempo controlado,aproximadamente quando o gel se rompe, a pressão fornecidapela bomba 10 e fonte de gás inerte 28 é reduzida parapermitir fluxo de volta. A mistura de LPG no poço 14 quecarregou propante para dentro das fraturas geradas pelofluido de fraturamento e nitrogênio então gaseifica, e podeser produzida a partir do poço 14 juntamente com onitrogênio e gás de formação. Propante que permanece atrásna formação aumenta a permeabilidade da formação de carvãoou xisto, porém o uso de LPG e de nitrogênio provê baixapressão de gás hidrostática que permite que a formaçãocontinue a produzir gás.
Um exemplo é dado agora de um tratamento de fratura detubagem abaixo de propano-butano de propante de 30toneladas de um poço com perfurações em 2500 m deprofundidade, tendo 129,7 mm 23,06 kg/m de revestimento,88,9 mm, 12,84 kg/m de tubagem e BHT de 89 °C. O objetivodo tratamento é estimular a formação de gás no nível dasperfurações por executar um Tratamento de Propano Butanogelifiçado de 31 toneladas. Os critérios do projeto para ofraturamento especificam:
Arpão de ácido: 1 m3 15% HCl arpão de ácido
Propante: 1 tonelada 50/140 areia
Propante: 30 toneladas 30/50 EconoProp
Fluido base necessário: 117,0 m3 propano/butano
Taxa máxima de fluido: 4,0 m3/min
Pressão de bombeamento est.: 37,9 MPa
Energia máxima de fluido exigida: 2525 kW
Procedimentos normais de pré-tratamento, segurança eoperacional são realizados, incluindo realizar uma reuniãode pré-tratamento, segurança e operacional como todopessoal no local, detalhando: procedimentos de tratamento,responsabilidades de pessoal, áreas seguras designadas,limitações de pressão, precauções de segurança, posição deequipamento de segurança, plano de segurança e evacuação eidentificação de perigos.
A preparação no local adicional inclui montagem noequipamento de fraturamento para bombear tubagem abaixo,montagem para dentro do bombeador anelar para mantercontrapressão para o tratamento, ajustar a válvula dedescarga de pressão anular, e teste de pressão nas linhassuperficiais no limite de pressão definido pelo operador dopoço.
O fraturamento de gás é executado de acordo com oPrograma de fluido de Propante abaixo, incluindo arpão deácido. Se uma filtração ocorrer, o bombeamento não deve serreiniciado. 0 poço deve ser lavado com o volume de fluidoespecificado como calculado com uma sub-lavagem de 0,5 m3.Ao término da lavagem, todas as bombas devem ser fechadas,o ISIP registrado, e o equipamento de fraturamento de gásmontado. Os procedimentos pós-tratamento incluem: o fluxodo poço de volta em taxas controladas assim que forpossível de modo seguro. Assegurar que o poço seja refluídoseguindo diretrizes reguladoras. Continuar a fluir até queo poço esteja limpo. Colocar o poço em produção e avaliarresultados.
<table>table see original document page 19</column></row><table><table>table see original document page 20</column></row><table><table>table see original document page 21</column></row><table><table>table see original document page 22</column></row><table>Cálculos
Profundidade até perfuração superior 2554,0 mGradiente de frac. 18,0 kPa/mGradiente de fricção 4,6 kPa/mGravidade específica de fluido de fraturamento. 0,508Taxa de misturador 4,00 m3/minPressão de fratura de furo inferior:
= gradiente de fraturamento χ profundidade (BHFP) =18,0 kPa/m χ 2554 m = 45.970 kPa
Pressão de fricção de bombeamento:
= gradiente de fricção χ profundidade (FP) = 4.6 kPa/mχ 2554 m = 11.748 kPa
Altura hidrostática:
= gravidade específica χ 9,81 kPa/m χ profundidade(HH) = 0,508 χ 9,81 kPa/m χ 2554 m = 12.728 kPa
Pressão de bombeamento superficial:
BHFP + FP-HH (SPP) = 45.970 kPa + 11.748 kPa -12.728 kPa = 44.990 kPa
Energia exigida de bomba: = (SPP χ taxa) / 60 =<table>table see original document page 23</column></row><table>
A figura 4 mostra um sistema de bombeamento depropante que pode ser utilizado em uma modalidade de umfraturamento de mistura de LPG para uso como uma fonte defornecimento de propante 22. A bomba centrífuga 44 éconectada via a linha 46 ao fornecimento de mistura de LPG16. A saída a partir da bomba centrífuga 44 é fornecidaatravés da linha 48 à bomba centrífuga 50. A bombacentrífuga 40 é conectada via linha 52 à bomba de pressãoelevada 10. A operação da bomba 44 provê sucção em seuorifício de entrada 45, que aspira a mistura de LPG paradentro da bomba 44. A bomba 50 opera em RPM mais elevado doque a bomba 44, e bombeia mistura de LPG na linha 48 paradentro da linha 52. A linha 52 se comunica com um conduto,como o conduto 18 na figura 1 levando à bomba de pressãoelevada 10. A bomba 50 também estabelece sucção em seuorifício de entrada central 51, que aspira propante apartir do sistema de introdução de propante mostrado nafigura 5. A bomba centrífuga 50 funciona como um recipientede pressão no qual a pressão baixa gerada pela bomba noorifício de entrada 51 veda dinamicamente a bomba 50 deliberar mistura de LPG de volta para fora do orifício deentrada da bomba 50. Para purgação do sistema debombeamento de propante mostrado na figura 4, uma linha 47pode ser conectada à fonte de gás inerte 28. Uma válvula nalinha 52, equivalente à válvula V2 na figura 1, controla ofluxo de mistura de LPG.
É detalhado na figura 5 um sistema de fornecimento depropante para a bomba 50 da figura 4, que desse modo podefuncionar como uma fonte de fornecimento de propante 22.Propante é canalizado para dentro da tremonha cônica 72utilizando a verruma 58. Gás nitrogênio ou C02 pode serfornecido ao sistema através de um bocal 80, para manter apressão de operação ou uma atmosfera inerte. A tremonhacônica 72 fornece propante para a entrada 82, onde passapor uma válvula de controle 84 e uma válvula de retenção86. Pentano pode ser fornecido pelo bocal 87 uma vez que aeficiência de introdução de propante melhora se a linhaestiver úmida. Nessa modalidade, propante entra na bomba 50por deslocar através da entrada 51. A bomba 50 opera comomostrado na figura 4, aspirando fluido de fraturamento paradentro da bomba 50 a partir da linha 58 por forçacentrífuga, onde mistura com propante. A bomba 50 éacionada pelo motor 533, que gira o impulsor 55. Na figura5, o fluido de fraturamento é fornecido para dentro dabomba 50 pela linha 48, que vem do fornecimento de misturade LPG 16, como descrito em relação à figura 4. Comomostrado na figura 4, a mistura de propante e fluido defraturamento é então enviada para fora da bomba 50 paradentro da linha 52. O anel externo da bomba centrífuga 50 éconhecido como um espiral. O impulsor que gira 55 cria umaforça centrífuga que gera uma vedação dinâmica em torno dacircunferência do impulsor 55. Isso mantém a pressão noespiral da bomba 50. A velocidade do impulsor 55, e apressão de fluxo de entrada, devem ser controladas em umequilíbrio para evitar refluxo através do impulsor 55.
Com referência à figura 5, sob as pressõesoperacionais normais do sistema, a válvula de retenção 86permanece aberta e permite um fluxo constante de propantepara dentro da bomba 50. No evento da bomba 50 falhar ouser paralisada, o aumento imediato em pressão dentro doorifício de entrada 51 fará com que a válvula de retenção86 e a válvula de controle 84 fechem. Um aumento em pressãofaria com que a mistura de LPG quebrasse a vedação dinâmicae causasse refluxo através da entrada de propante, formandouma mistura gasosa inflamável que pode criar uma situaçãoperigosa. Pela inserção das válvulas 84 e 86, essa situaçãoperigosa pode ser evitada. A válvula de controle 84 éoperada hidraulicamente por remoto através do controlador32. Um sensor de gás 88 pode ser instalado acima da válvulade controle 84 que informaria ao controlador 32 para fechara válvula de controle 84 no evento de um gás pulsar devolta através do sistema. A válvula de retenção 8 6 e aválvula de controle 84 podem operar automaticamente emresposta a alterações de pressão, ou podem estar sobcontrole do computador pelo controlador 32. A válvula decontrole 84 funciona como uma válvula de apoio para aválvula de retenção 86. Qualquer outra combinação ou uso deválvulas pode ser incorporado para obter a função daválvula de retenção 86 e válvula de controle 84. Antes eapós um fraturamento, o sistema de introdução de propantedas figuras, 4 e 5, pode ser purgado por introdução denitrogênio através das linhas 47 e 80. O aparelho da figura5 também pode ser utilizado para fornecer fluidos defraturamento como hidrocarbonetos de pressão de vapor maiselevada, como hidrocarbonetos C5, C6 e Cl, C02 líquido eálcoois para uma bomba de fraturamento de pressão elevada.O fornecimento de tais fluidos a partir da fonte de fluidode fraturamento para a bomba centrífuga 50 pode ser feitoutilizando gás inerte como um fluido de acionamento ouutilizando uma bomba apropriada. Esses outros fluidostambém podem ser misturados com fluido de fraturamento demistura de LPG e armazenados na fonte de fluido defraturamento 16, ou no caso de dióxido de carbono, emtanques separados de dióxido de carbono.
Em outra modalidade, a mistura de LPG é resfriadaantes da introdução no poço para diminuir sua pressão devapor. Para manter uma mistura de LPG pressurizado depropano, butano ou uma mistura de propano e butano em umestado líquido, pressões da ordem de aproximadamente 50 psia 250 psi são exigidas. Isso é porque tanto propano comobutano são gases em temperatura ambiente e pressãoatmosférica. Por resfriar a mistura de LPG antes daintrodução do mesmo no sistema de fraturamento, sãonecessárias pressões reduzidas, o que diminui o potencialde explosões ou dano ao sistema de fraturamento que poderiaser causado por pressões elevadas. O resfriamento podeevitar bolsa de vapor de bombas de pistão. Para manterfacilmente a mistura de LPG em um estado resfriado, amistura de LPG pode ser armazenada em um tanque isolado 88,como detalhado na figura 6. O tanque isolado 88 tem uminvólucro de metal 90, que é circundado por uma camadaisolante 92. Uma camada secundária 94 pode circundar acamada isolante 92, e pode ser formada de metal, plásticoou qualquer outro material apropriado. O tanque isoladopode ser montado na parte traseira de um trailer para umtruque ou como parte de um trailer. Alternativamente, otanque isolado 88 pode ser um tanque removível. Todos oscomponentes que compõem o fluido de fraturamento, incluindofonte de gelificante 30, podem ser armazenados em tanquesisolados similares ao tanque isolado 88. A camadasecundária 94 pode ser um invólucro flexível colocado emtorno do tanque 88, e a camada isolante 92 pode serpulverizada com espuma isolante que é injetada no invólucroflexível 94. O tanque isolado 88 tem várias vantagens. LPGfornecido ao tanque 88 estará tipicamente em umatemperatura fria de aproximadamente 10-20 graus C, epermanece frio uma vez que os tanques isolados 88 manterãoo LPG quase na mesma temperatura durante todo o processo defraturamento. Desse modo, mesmo em um dia quente, osproblemas de aquecimento de LPG e ocasionar bolsas de vapornas bombas de pistão podem ser evitados. No inverno, osproblemas com pressão baixa devido ao esfriamento do LPG,como a necessidade de aquecimento, também são evitados.
A figura 7 mostra outra modalidade de um sistema defraturamento de mistura de LPG, onde cada componente doprocesso de fraturamento é montado em uma série de truquesque transportam a fonte de gás inerte 28, fonte de fluidode fraturamento 16, fontes de propante 22, unidade química30 e bombas 10 e 110. Alternativamente, cada componentepode ser armazenado como qualquer outro tipo de unidadeportátil ou permanente. Uma linha 96 conecta a fonte de gásinerte 28 à estação de propante 98, e uma ramificação 111da linha 96 conecta a fonte de gás inerte 28 à linha defornecimento de fluido de fraturamento 108. A estação depropante 98 inclui fontes de fornecimento de propante 22, elinha 96, juntamente com a ramificação 104 da linha 96,pode ser utilizada para fornecer gás inerte a fontes defornecimento de propante 22. As saídas de gás inerte 102 e106 a partir das fontes de propante 22 conectam-se à linha101 que leva para fora para a torre do queimador 38. 0 gásinerte pode ser fornecido às bombas 10 e 110 através daslinhas 96, 111, 108, 133, 128, 131 e 112, e retornado àtorre do queimador 38 através das linhas 100 e 101.
A fonte de mistura de LPG 16 pode fornecer fluido demistura de LPG para a estação de propante 98 através daslinhas 108, orifícios de entrada 134, linha 133 e linhacentral 128, formando um fluxo de fluido de fraturamento. Alinha 108 pode ser formada como um grupo de três linhasconectadas a três orifícios de entrada 134, como mostrado,desse modo fornecendo taxas de fluxo diferentes de fluidode fraturamento. O fluido de mistura de LPG consiste em umamistura de LPG como descrito para as modalidades acima. Gásinerte pode ser fornecido à fonte de mistura de LPG 16através da linha 109. Gás inerte pode ser fornecido aofluxo de fluido de fraturamento na linha 108 através dalinha 111. Após fornecer fluido de mistura de LPG para aestação de propante 98, propante a partir da fonte defornecimento de propante 22 pode entrar no fluxo de fluidode fraturamento e misturar com mistura de LPG.
O propante é fornecido ao longo de condutos 127 e 129,que contém verrumas que recebem propante a partir dasrespectivas extremidades inferiores cônicas das fontes defornecimento de propante 22. As verrumas nas linhas 127 e129 transportam o propante para a linha de fluido defraturamento central 128. Gelificante pode ser fornecido apartir de trailer de produtos químicos 30 ao longo da linha114 para uma ou mais das linhas 108 ou para a linha 128antes ou após os condutos 127 e 129. O fluxo de fluido defraturamento pode então fluir para qualquer uma ou ambas abomba de pressão elevada 10 e bomba de pressão elevada 110através da linha 128, linha 131, orifícios de saída 130 elinha 112. Alternativamente, somente a mistura de LPG podeser enviada para as bombas 10 ou 110 através das mesmaslinhas e orifícios, sem adição de propante ou gelificante.Propante é fornecido quando necessário para a fonte defornecimento de propante 22 a partir de um truque defornecimento de propante 116 através da linha 118.Tipicamente, isso será realizado cedo no processo defraturamento e então o truque 116 pode se afastar.
Nessa modalidade, fluido de fraturamento pode serfornecido a bombas 10 e 110, como descrito em modalidadesanteriores. Gás inerte pode ser também fornecido a qualquercomponente individual do sistema, bem como utilizado parapurgar o sistema inteiro como um todo antes e após iniciarum fraturamento. Gás inerte pode ser fornecido a qualqueruma ou ambas as bombas 10 e 110 através da linha 112.Bombas 10 e 110 são conectadas em paralelo ao fluxo defluido de fraturamento através da linha 112. Bombas 10 e110 podem enviar fluido de fraturamento para um poço 14através da linha 12. O fluxo em linha 12 para o poço 14 écontrolado pela válvula de controle de cabeça de poço V8.Alternativamente, as bombas 10 e 110 podem enviar fluido defraturamento para uma torre do queimador 38 através dalinha 34. A linha 34 também é conectada à linha 101, demodo que o sistema inteiro possa ser facilmentedesobstruído de fluido de fraturamento através da torre doqueimador 38 após fraturamento. A linha 34 também seconecta a um tanque de limpeza de areia 37 antes de atingira torre do queimador 38. O tanque de limpeza de areia 37evita que propante seja enviado para a torre do queimador38, e armazena o mesmo em sua capacidade. Produtos químicosde gelificação também podem ser recuperados no tanque delimpeza 37. Um calço pode ser fornecido na linha 34 paramanter pressão na sustentação de fraturas e manter o mesmolíquido durante refluxo. O fluxo na linha 34 é controladopor uma ou mais válvulas de descarga V7. Muitas outrascombinações de linhas de fornecimento e conexões podem serutilizadas para realizar o método e aparelho descrito parafornecer um fraturamento de mistura de LPG para um poço 14,compreendido no escopo dos métodos e aparelho reivindicadosaqui. Os mesmos procedimentos de segurança e equipamentosão empregados como são empregados para fraturamentoutilizando o aparelho das modalidades descritas acima.
Também, a introdução de propante no fluxo de fluido defraturamento pode utilizar vários dispositivos, comoaqueles mostrados nas figuras 1, 4 e 5. O sistema defraturamento, como descrito acima, é controlado remotamentepelo controlador 32. 0 controlador 32 pode consistir em umaestação de controle de computador situada em um trailer. Emgeral, o fraturamento é realizado utilizando procedimentosconvencionais para o fraturamento de qualquer formação,modificado de acordo com as técnicas descritas aqui.
As figuras, 8 e 9, mostram uma vista mais detalhada dolado de entrada e lado de saída, respectivamente, daestação de propante 98. Nessas vistas, a estação depropante 98 é fornecida como um trailer de leito plano 120para um truque semitrailer, embora outros veículos oudispositivos pudesse ser utilizados para realizar a mesmafinalidade. Nessa modalidade, o trailer 120 contém duasfontes de fornecimento de propante 22, que têm pelo menosuma das conexões de gás 122 conectadas à fonte de gásinerte 28. Por exemplo, as conexões de gás superiores 122de um fornecimento de propante 2 2 podem funcionar como umaentrada para gás inerte, conectando ao fornecimento de gásinerte 28, enquanto a conexão de gás inferior 122 podefuncionar como uma saída para gás inerte, enviando gásinerte para a linha 101 através da linha 102 ou 106. Cadafonte de fornecimento de propante 22 é um recipiente depressão positiva, utilizado para armazenagem de propante.Manholecoversl24 e conexões 126 são posicionadas em cadafornecimento de propante 22, com as conexões 126 utilizadaspara reabastecer o fornecimento de propante 22.
Com referência à figura 9, o fluido de fraturamento éfornecido a orifícios de entrada 134 e então através dalinha 133 à linha de fluido de fraturamento central 128. Nooutro lado da estação de propante 98, a linha de fluido defraturamento 128 conecta-se através da linha 131 aosorifícios de saída 130. Gelificante pode ser fornecido àslinhas de fluido de fraturamento em qualquer pontoapropriado a partir da linha 114. Linhas com verruma 127 e129 transportam o propante a partir da base das tremonhascônicas 22 para dentro da linha de fluido de fraturamentocentral 128. Tanto na figura 9 como na figura 10, medidoresde pressão 136 são posicionados em linhas respectivas 131 e133 para monitorar a pressão do sistema de fraturamentoantes e após as linhas de fornecimento de propante 127 e129. A mistura do gelificante com o fluido de fraturamentopode ocorrer na estação de propante 98, antes dela, ou emalgum lugar entre a estação de propante 98 e as bombas 10 e 110.
O sistema das figuras 7-9 pode ser utilizado comodescrito em relação às figuras 1-3. A fonte de propante 22é carregada com propante, por exemplo, areia. Gás inerte éfornecido a partir da fonte de gás inerte 28 através detodas as linhas operacionais para purgar o sistema decomponentes voláteis e para teste de pressão. Em umamodalidade, gás inerte é fornecido aos recipientes de cone22 de modo que a pressão nos recipientes de cone 22 é maiordo que a pressão nos tanques de LPG 16. Gás inerte é entãopassado através dos bombeadores 10 e 110. A seguir, fluidode fraturamento é fornecido através das linhas 108, 133,128, 131 e 112, como exigido pelo programa de fraturamento,iniciando com um teste de pressão de fluido defraturamento. Gelificante é fornecido como exigido atravésda linha 114 e propante é fornecido pelas linhas comverruma 12 7 e 12 9 quando exigido pelo programa defraturamento. A mistura de LPG retornada a partir do poço14 pode ser queimada. Na conclusão da introdução de fluidode fraturamento no poço, quando propante suficiente foiintroduzido na formação, gás inerte é novamente fornecido atodas as linhas operacionais e para fora através da linha34 para a torre do queimador 38 para purgar gás de petróleoliqüefeito a partir dos componentes do sistema. Gás inerteé sangrado a partir dos componentes do sistema. 0 poço éentão refluído para permitir que LPG gasoso seja produzidoou queimado. Onde existe uma linha de venda, a mistura deLPG pode em vez da queima, ser fornecida à linha de vendas.Uma válvula de mola pode ser colocada na linha 112 paraevitar que pressão em excesso na linha 112 danifique osrecipientes de pressão 22.
Com referência à figura 10, o método de fraturamentorevelado gera fraturas artificiais 13 8 as quais se irradiampara fora a partir de um furo de poço 14 6 penetrando em umaformação de terra 14 0 delimitada por linhas 142 abaixo deuma superfície de terra 147. As fraturas 138 tornam aformação 140 porosa e permeável. As fraturas estendem-seatravés da formação de terra para longe da tubagem 144através da qual o fluido de fraturamento é introduzido. Umaquantidade menor do que 10%, ou mesmo menor do que 5% ou 1%de resíduo em peso da quantidade de fluido de fraturamentode hidrocarboneto que é aplicado ao poço e formaçãopermanece na formação de terra. Em outras palavras, quasetodo fluido de fraturamento pode ser recuperado. 0 LPG temaproximadamente metade da altura hidrostática de água,desse modo a pressão de formação provavelmente excederáconsideravelmente a altura de fluido de fraturamento deLPG, e desse modo auxiliará em refluxo. 0 LPG também criauma fase única em refluxo por mistura com o gás dereservatório. Esse processo pode eliminar, portanto, C02como gás de auxílio em refluxo. Como o LPG vaporizado nãotem essencialmente viscosidade, o hidrocarboneto gelifiçadonão permanece no poço.
No caso de uma areação do poço, o poço 14 é fechado, atorre do queimador é aberta, e todos os componentes areadossão fundidos com nitrogênio.
O aparelho das figuras 1, 3 ou 8 pode ser operado semadição de propante ou sem adição de gelificante, porém como custo de eficácia reduzida no tratamento de fraturamento.
Modificações não importantes podem ser feitas nasmodalidades descritas aqui sem se afastar do que éreivindicado.
Claims (29)
1. Aparelho para fraturar uma formação penetradapor um poço, o aparelho caracterizado por compreender:uma bomba de pressão de fraturamento conectada aum poço;uma fonte de fluido de fraturamento conectadapara fornecer um fluxo de fluido de fraturamentocompreendendo predominantemente de propano, butano ou umamistura de propano e butano à bomba de pressão defraturamento;uma fonte de gás inerte conectada para fornecergás inerte à fonte de fluido de fraturamento e à bomba depressão de fraturamento; eum controlador conectado para controlar aoperação da fonte de fluido de fraturamento, bomba depressão de fraturamento e fonte de gás inerte.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por compreender ainda:uma fonte de fornecimento de propante conectadapara fornecer propante ao fluxo de fluido de fraturamento apartir da fonte de fluido de fraturamento, a fonte defornecimento de propante sendo controlada pelo controlador.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado por compreender ainda uma fonte defornecimento de gelificante conectada para fornecergelificante ao fluxo de fluido de fraturamento a partir dafonte de fluido de fraturamento, a fonte de fornecimento degelificante sendo controlada pelo controlador.
4. Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que afonte de fornecimento de propante compreende um recipientede pressão positiva.
5. Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que afonte de fornecimento de propante compreende uma bombacentrifuga.
6. Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de quea fonte de gás inerte é conectada para fornecer gás inerteà fonte de fornecimento de propante.
7. Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato deque o propante é dosado para dentro do fluxo de fluido defraturamento por uma verruma.
8. Aparelho, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizado pelofato de que a fonte de fluido de fraturamento compreende umtanque isolado.
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que a fonte de fornecimento depropante compreende:uma bomba centrífuga conectada para bombear ofluxo de fluido de fraturamento a partir da fonte de fluidode fraturamento para a bomba de pressão elevada, a bombacentrífuga tendo um orifício de entrada conectado a umfornecimento dosado de propante.
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que a bomba centrífuga incorporauma ou mais válvulas de controle que são localizadas paracontrolar fluxo de material através do orifício de entradapara dentro da bomba centrífuga a partir do fornecimentodosado de propante.
11. Método de fraturar uma formação penetrada porum poço, o método caracterizado por compreender as etapasde:antes de iniciar o de fraturamento, purgarcomponentes do sistema com um gás inerte e testar a pressãode todos os componentes do sistema que devem serabastecidos com fluido de fraturamento;fornecer um fluxo de fluido de fraturamentocompreendendo predominantemente propano, butano ou umamistura de propano e butano a partir de uma fonte de fluidode fraturamento para dentro de um poço;pressurizar fluido de fraturamento no poço paracriar fraturas na formação;purgar os componentes do sistema com gás inerte;eliberar pressão a partir do poço para permitirque fluido de fraturamento vaporize e retorne à superfície.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, emque os componentes do sistema compreendem uma fonte defornecimento de propante, o método caracterizado porcompreender adicionalmente:fornecer propante a partir da fonte defornecimento de propante ao fluxo de fluido de fraturamentoa partir da fonte de fluido de fraturamento;adicionar gelificante ao fluxo de fluido defraturamento, ebombear o propante contendo fluxo de fluido defraturamento para dentro da cavidade com a bomba de pressãode fraturamento.
13. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11 ou 12, caracterizado por compreenderainda fornecer uma quantidade controlada de gás inerte àfonte de fluido de fraturamento.
14. Método, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de que a fonte de fornecimentopropante compreende um recipiente de pressão.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de que o propante é dosado paradentro do fluxo de fluido de fraturamento a partir da fontede fluido de fraturamento por uma verruma em cooperação comuma válvula.
16. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 12, 14 ou 15, caracterizado pelo fato de quea fonte de fornecimento de propante compreende uma bombacentrífuga.
17. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11, 12, 13, 14, 15 ou 16, caracterizado pelofato de que a fonte de fluido de fraturamento compreende umtanque isolado.
18. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11, 12, 13, 14, 15 ou 16, caracterizado pelofato de que o fluido de fraturamento compreende nitrogênio.
19. Método, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado por ser aplicado para fraturar uma formaçãode carvão que contém gás.
20. Método, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado por ser aplicado para fraturar uma formaçãode xisto que contém gás.
21. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11, 12, 13, 14, 15, 16 ou 17, caracterizadopor ser aplicado para fraturar uma formação de carvão quecontém gás.
22. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11, 12, 13, 14, 15, 16 ou 17, caracterizadopor ser aplicado para fraturar uma formação de xisto quecontém gás.
23. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21ou 22, caracterizado pelo fato de que o fluido defraturamento compreende propano, butano ou uma mistura depropano e butano em uma quantidade de pelo menos 8 0% emvolume do fluido de fraturamento.
24. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21ou 22, caracterizado pelo fato de que o fluido defraturamento compreende propano, butano ou uma mistura depropano e butano em uma quantidade de pelo menos 90% emvolume do fluido de fraturamento.
25. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21ou 22, caracterizado pelo fato de que o fluido defraturamento compreende propano, butano ou uma mistura depropano e butano em uma quantidade de pelo menos 95% emvolume do fluido de fraturamento.
26. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21,- 22, 23, 24, 25 ou 26, caracterizado pelo fato de que ogelificante tem cadeias de hidrocarboneto comensuráveis emcomprimento às cadeias de hidrocarboneto do fluido defraturamento.
27. Reservatório de hidrocarboneto subterrâneo deprodução abaixo de uma superfície da terra, caracterizadopor compreender:uma formação de terra que é porosa e permeável;tubagem que se estende a partir da superfície daterra até a formação de terra;fraturas se estendendo através da formação daterra no sentido oposto à tubagem, as fraturas sendofraturas artificiais geradas da pressão aplicada a partirda superfície a uma quantidade de fluido de fraturamento dehidrocarboneto fornecido da superfície para a tubagem epara a formação de terra; emenos de 10% da quantidade de fluido defraturamento de hidrocarboneto que permanece na formação deterra.
28. Reservatório de hidrocarboneto subterrâneo,de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fatode que menos de 5% da quantidade de fluido de fraturamentode hidrocarboneto permanece na formação de terra.
29. Reservatório de hidrocarboneto subterrâneo,de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fatode que menos de 1% da quantidade de fluido de fraturamentode hidrocarboneto permanece na formação de terra.
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