MX2008011168A - Sistema de fracturacion de gas licuado del petroleo. - Google Patents

Sistema de fracturacion de gas licuado del petroleo.

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Dwight N Loree
Shaun T Mesher
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Gasfrac Energy Services Inc
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Abstract

Se expone un sistema de fracturación para un pozo, en el cual una corriente de LPG, una mezcla de propano y butano, se inyecta en el pozo a una presión de fracturación. Se suministra un consolidante en la corriente de LPG, es acarreado por la mezcla de LPG en la formación. Se utiliza gas inerte tal como, nitrógeno para purgar los componentes del sistema del LPG, y para ayudar a proteger contra un riesgo de explosión. También se puede agregar nitrógeno a la mezcla de LPG durante una fracturación de formaciones de carbono o pizarra que contienen gas de carbono.

Description

SISTEMA DE FRACTURACIÓN DE GAS LICUADO DEL PETRÓLEO CAMPO INVENCION En la fracturación convencional de pozos, formaciones de producción, nuevos pozos o pozos con baja producción que se han puesto fuera de producción, se puede fracturar una formación para intentar alcanzar mayores velocidades de producción. El fluido de consolidación y fracturación se mezclan en una mezcladora y luego se bombea en un pozo que penetra una formación petrolífera o gaseosa. Al pozo se aplica alta presión, la formación se fractura y la consolidación portada por el fluido de fracturación fluye en las fracturas. La consolidación en las fracturas, mantiene las fracturas abiertas después de que se relaja la presión y se reanuda la presión. Se han expuesto diversos fluidos para usarse como el fluido de fracturación, incluyendo diversas mezclas de hidrocarburos, nitrógeno y dióxido de carbono.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se debe tener cuidado en la elección del fluido de fracturación. El fluido de fracturación debe tener suficiente viscosidad para portar la consolidación en las fracturas, debe reducir al mínimo el daño en la formación y debe ser seguro de utilizarse. Un fluido de fracturación que permanezca en la formación después de la fracturacion no es conveniente debido a que puede bloquear los poros y reducir la producción del pozo. Por esta razón, se ha utilizado dióxido de carbono como un fluido de fracturacion debido a que, cuando se redujo la presión de fracturacion, el dióxido de carbono se gasifica y se elimina fácilmente del pozo. También se han propuesto como fluidos de fracturacion alcanos de orden menor tales como, propano. De esta forma, la patente de los Estados Unidos No. 3,368,627, describe un método de fracturacion que utiliza una combinación de una mezcla de C2-C6 hidrocarburo licuado y dióxido de carbono como el fluido de fracturacion. Al igual que un alcano de orden menor, el propano y butano no dañan inherentemente a la formación. Sin embargo, esta patente no describe la forma de alcanzar una inyección segura de propano y butano o cómo inyectar la consolidación en el fluido de fracturacion con propano o butano. La patente de los Estados Unidos No. 5,899,272, tampoco describe el propano como un fluido de fracturacion, aunque el sistema de inyección descrita en esa patente no se haya comercializado. De esta forma, mientras que el propano y butano son fluidos convenientes para fracturacion debido a su volatilidad, bajo peso y fácil recuperación, estas propiedades tienden a hacer que el propano y butano sean peligrosos .
SUMARIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con una modalidad de un sistema de fracturación de gas licuado del petróleo (LPG, por sus siglas en inglés) , se proporciona un aparato para fracturar una formación penetrada por un pozo. Se conecta a un pozo una bomba de presión de fracturación. Se conecta una fuente de fluido de fracturación para suministrar un fluido de fracturación que comprende propano y/o butano a la bomba de presión de fracturación. En una modalidad, una fuente para suministro de consolidación que contiene consolidante se conecta para suministrar la consolidación en la corriente del fluido del fracturación desde la fuente del fluido de fracturación. En algunas modalidades, la fuente para suministro de consolidación es un recipiente de presión positiva, y en otras modalidades incluye bombas centrifugas. Una fuente de gas inerte se conecta para suministrar gas inerte al recipiente de presión y otros componentes del sistema. Un controlador, controla la operación de los componentes del sistema, tales como la fuente del fluido de fracturación, la fuente para suministro de consolidación, la fuente de gas inerte y bomba de presión de fracturación para suministrar una corriente de fluido de fracturación al pozo. El propano y butano proporcionan las ventajas de gases licuados para fracturaciones , mientras que también proporcionan mayor viscosidad que el dióxido de carbono para portar el consolidante al fondo en la formación. Esta propiedad del propano y butano proporciona una extensión de fracturación efectiva. El propano o butano luego se evaporizan y se mezclan con el gas de formación. El propano o butano entonces se pueden producir con el gas de formación. En el fluido de fracturación también se pueden incluir pentano y cantidades menores de otros hidrocarburos. De acuerdo con una modalidad adicional de una fracturación de la mezcla de LPG, se proporciona un método para fracturar un pozo utilizando una mezcla de LPG como un fluido de fracturación. Se utiliza gas inerte tal como, nitrógeno como una atmósfera gaseosa y fluido para prueba de presión para asegurar la inocuidad de utilizar LPG como el fluido de fracturación. Cuando se agrega nitrógeno al fluido del fracturación, el método tiene particular utilidad por fracturar formaciones de carbono o pizarras. Estos y otros aspectos de una fracturación de la mezcla de LPG se establecen en las reivindicaciones, que se incorporan en la presente como referencia.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las modalidades ahora se describirán haciendo referencia a las figuras en las cuales números de referencia similares denotan elementos similares a manera de ejemplo, y en las cuales: la Figura 1, es un diagrama que ilustra los componentes principales de un sistema de fracturacion de acuerdo con una primera modalidad de una fracturacion de la mezcla de LPG; la Figura 2, es un diagrama que ilustra un controlador para el sistema de fracturacion de la Figura 1; la Figura 3, es un diagrama que ilustra los componentes principales de un sistema de fracturacion de acuerdo con una modalidad de una fracturacion de la mezcla de LPG para fracturar una formación de pizarras o lecho de carbono; la Figura 4, muestra un sistema de bombeo con sello dinámico para bombear un consolidante y la mezcla de LPG en la bomba de alta presión; la Figura 5, muestra otra vista de un sistema de introducción de consolidación con sello dinámico; la Figura 6, muestra una vista en sección de un depósito para mezcla de LPG aislado; la Figura 7, es un diagrama que ilustra los componentes principales del sistema de fracturacion de acuerdo con otra modalidad de una fracturacion de la mezcla de LPG; la Figura 8, muestra el costado de entrada de una estación de consolidación que aloja un sistema para introducción de consolidación para el sistema de fracturación de la Figura 7; la Figura 9, muestra el costado de salida de una estación de consolidación que aloja un sistema para la introducción de consolidación para el sistema de fracturación de la Figura 7; y la Figura 10, muestra una formación terrestre que se ha fracturado.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En las reivindicaciones, la palabra "que comprende", se utiliza en su sentido inclusivo y no excluye otros elementos que estén presentes. El articulo indefinido "uno" antes de una característica de reivindicación no excluye más de una de las características que estén presentes. Cada una de las características individuales descritas en la presente se puede utilizar en una o más modalidades y, en virtud únicamente de lo que se describe aquí, no se interpretará como esencial para todas las modalidades como se define por las reivindicaciones. Haciendo referencia a la Figura 1, se muestra un aparato por fracturar una formación penetrada por un pozo. Una bomba de presión para fracturación 10, que podría ser una o más bombas montadas en uno o más remolques, se conecta vía un conducto 12 a un pozo 14. El conducto 12, similar a otros conductos mostrados en la Figura 1, es una tubería o manguera convencional con un índice de presión y capacidad anti-corrosión adecuadas para las presiones que se aplicarán a la tubería. La presión aplicada por la bomba de presión de fracturacion 10 es una presión adecuada para fracturar la formación. Un ejemplo de bomba de presión de fracturacion es una bomba QuinflexMR diesel con turbinas enfriadas con agua o una bomba con pistón TriplexMR energizada eléctricamente, aunque se puede utilizar cualquier bomba adecuada. Como la bomba 10 se puede utilizar más de un dispositivo de bombeo. Una fuente de fluido de fracturacion 16 se conecta para suministrar una corriente de fluido de fracturacion, que comprende una mezcla de LPG presurizada de propano, butano, o una mezcla de propano y butano a la bomba de presión de fracturacion 10 a través del conducto 18 y una válvula para control de propano VI en el conducto 18. Para efectividad de costo, es probable que el fluido de fracturacion en la práctica será una mezcla predominantemente de propano y butano ya que es costoso separar propano y butano. La mezcla de LPG, también puede contener cantidades menores de pentano e hidrocarburos mayores. La válvula de control VI, controla el flujo de fluido de fracturación proveniente de la fuente del fluido de fracturación 16. La válvula VI, también es una válvula convencional para el control del flujo del fluido de fracturación. La fuente de fracturación 16 es uno o más depósitos de propano, butano, o propano y butano a una presión adecuada para suministrar propano y/o butano a la bomba de presión de fracturación 10, asi como también portar el consolidante en la corriente en el conducto 18. En una modalidad, la fuente de fracturación 16 se mantiene a una presión de aproximadamente 3.51 kg/cm2 hasta 7.03 kg/cm2 (50 psi hasta 100 psi) , y puede ir tan alto como 17.57 kg/cm2 (250 psi). A media que el fluido de fracturación proveniente de la fuente de fracturación 16 se consume durante una fracturación, este se puede calentar para mantener la presión de vapor o se puede presurizar con un gas inerte tal como, nitrógeno con el fin de mantener una presión suficiente en la fuente de fracturación 16 que sea capaz de suministrar una corriente del fluido de fracturación que porta el consolidante a la bomba de presión de fracturación 10. El propano y/o butano juntos pueden comprender 50%, 80%, 90%, 95% y hasta 100% en volumen del fluido de fracturación de la mezcla de LPG. Una fuente para suministro de consolidación 22 que contiene el consolidante se conecta para suministrar el consolidante a través del conducto 24 en la corriente del fluido de fracturación en el conducto 18. En una modalidad, la fuente para suministro de consolidación 22 es un recipiente de presión positiva, que debe ser capaz de soportar las presiones de operación, las cuales, por ejemplo, una presión suficiente puede ser superior a 14.06 kg/cm2 (200 psi) para una operación segura. El término presión positivos significa que el recipiente de presión tiene una presión de operación superior a la presión atmosférica. El flujo consolidante proveniente de la fuente para suministro de consolidación 22 se controla mediante una válvula para control de consolidación V2. La fuente de fluido para fracturación 16 de preferencia también se conecta vía el conducto 23 y la válvula V4 para suministrar el fluido de fracturación a la fuente para suministro de consolidación 22. En una modalidad, un recipiente de presión utilizado como la fuente para suministro de consolidación 22 se puede orientar para suministrar el consolidante mediante gravedad a través de la válvula de control V2, o vía una o más barrenas que están situadas dentro y a lo largo del fondo de la fuente para suministro de consolidación 22 o situadas fuera de la fuente para suministro de consolidación 22. Se pueden utilizar otros sistemas de medición para el suministro de consolidación proveniente de la fuente para suministro de consolidación en la corriente de fluido para fracturación tales como, diversos tipos de bombas. La fuente para suministro de consolidación 22 se puede dividir en compartimientos para proporcionar diferentes tamices de arena u otro consolidante, como se indica en el programa de fracturación más adelante. Alternativamente se puede proporcionar más de una fuente para suministro de consolidación 22 para proporcionar más consolidación para fracturaciones más grandes o para diferentes tamaños de consolidación. La fuente para suministro de consolidación 22 también puede ser un sistema de bomba de presión contenida tal como se describe en relación a las Figuras 4 y 5 respectivamente. Se conecta una fuente de gas inerte 28 para suministrar el gas inerte a la fuente para suministro de consolidación 22. El suministro de gas inerte se controla mediante una válvula para control de gas inerte V3. Un gas inerte preferido es nitrógeno. El gas inerte debe estar a una presión suficiente para mantener el fluido de fracturación de la mezcla de LPG como un liquido, para evitar el retro-flujo para fluido de fracturación de la mezcla LPG en la fuente para suministro de consolidación 22 y ayudar a impulsar el fluido de fracturación hacia las bombas de alta presión 10. La fuente de gas inerte 28 también se puede conectar para suministrar una cantidad controlada de gas inerte vía la canalización 29 y la válvula V5 hacia la fuente de fluido para fracturación 16. El fluido de gelificación para el fluido para fracturación se puede suministrar desde la fuente de fluido para gelificación 30 a través de la canalización 31 con la válvula V6 hacia la canalización de fluido para fracturación 18. El fluido para gelificación se suministra al fluido para fracturación antes que a la bomba de presión para fracturación 10 y se puede suministrar antes o después de la fuente de consolidación 22. El fluido para gelificación, incluyendo el activador y el disyuntor, puede ser cualquier fluido para gelificación adecuado para gelificar propano o butano. El agente gelificante en el fluido gelificador puede ser cualquier agente gelificante adecuado para gelificar propano, butano, pentano o mezclas de propano, butano y pentano, y se puede adecuar para ajusfar la composición actual del fluido de fracturación. Un ejemplo de un agente gelificante adecuado se crea al hacer reaccionar primero pentóxido de fosforoso con fosfato de trietilo y un alcohol que tenga cadenas de hidrocarburo de 3-7 átomos de carbono de largo, o en por ejemplo en alcoholes adicionales que tengan cadenas de hidrocarburo de 4-6 átomos de carbono de largo. El éster del ortofosfato ácido formado luego se hace reaccionar con sulfato de aluminio para crear al agente gelificante deseado. El agente gelificante creado tendrá cadenas de hidrocarburo de 3-7 átomos de carbono de largo o, como en el ejemplo adicional, 4-6 átomos de carbono de largo. Las cadenas de hidrocarburo del agente gelificante de esta forma se igualan en longitud con las cadenas de hidrocarburos del gas de petróleo liquido utilizado para el fluido de fracturacion. Este agente de gelificación es más efectivo en la gelificación de un fluido de propano o butano que un agente de gelificación con cadenas de hidrocarburo más largas. La proporción del agente gelificante en el fluido de fracturacion se ajusta para obtener una viscosidad adecuada en el fluido de fracturacion gelificado. Para la liberación del fluido de fracturacion en las diversas tuberías, se proporciona una línea de descarga de fracturacion 34 que conduce a la chimenea para combustión de gases sobrantes (antorcha) 38. El flujo en la canalización para descarga de fracturacion 34 se controla mediante una o más válvulas de descarga V7. El flujo en la canalización 12 hacia el pozo 14 se controla mediante una válvula de control en el cabezal del pozo V8. El nitrógeno típicamente se almacenará como nitrógeno líquido refrigerado y se suministrará a las diversas canalizaciones mostradas en las Figuras a través de un intercambiador térmico para proporcionar presión a los depósitos del fluido de fracturacion 16, y la fuente para suministro de consolidación 22. El intercambiador térmico se debe mantener a una distancia segura del equipo de LPG. Las fuentes para suministro de consolidación 22 se pueden soportar sobre patas con detectores de carga para proporcionar una indicación de la cantidad del consolidante restante, y de esta forma también una indicación de la cantidad del consolidante suministrado al pozo. Como se muestra en la Figura 2, se conecta un controlador 32 para controlar la operación de la válvula para control de fluido de fracturacion VI, la válvula para control de consolidación V2 , la válvula para control de gas inerte V3, y la bomba de presión de fracturacion 10 con el fin de suministrar una corriente del consolidante y fluido de fracturacion al pozo. El controlador 32, también se conecta a las válvulas V4, V5, V6, V7 , V8, V9 y otras válvulas requeridas para controlar su operación. Las válvulas V1-V9 de esta forma se pueden operar remotamente de tal forma que se puedan controlar durante una emergencia sin exponer al personal a un peligro. El controlador 32, es cualquier computadora o procesador adecuados, equipados con pantallas convencionales y una consola de entrada del operador. Las lineas que indican la conexión entre el controlador 32 y las porciones controladas representan lineas de control convencional. El sistema total se controla remotamente - vía el controlador 32. El controlador 32 lleva a cabo algoritmos para proceso de fracturacion que son convencionales excepto como se describe en este documento de patentes. El controlador 32, también se conecta mediante canalizaciones de control a bombas (no mostradas) que pueden, en algunas modalidades, estar asociadas con la fuente del fluido gelificado 30, la fuente para suministro de consolidación 22 y la fuente de gas inerte 28. Durante la operación del aparato mostrado en las Figuras 1 y 2, el controlador 32 se utiliza para llevar a cabo los siguientes pasos. Se agrega consolidante a la fuente para suministro de consolidación 22 a través de, por ejemplo, una compuerta adecuada, que luego se cierra después de esto. El consolidante puede ser cualquier consolidante natural o artificial. Se puede utilizar una tolva (no mostrada en la Figura 1, aunque se observa en las Figuras 9 y 10 como un ejemplo) u otro dispositivo adecuado para agregar el consolidante a la fuente para suministro de consolidación 22. El pozo 14 se cierra utilizando la válvula V8. Se inyecta gas inerte desde la fuente de gas inerte 28 en la fuente para suministro de consolidación 22 para formar una atmósfera gaseosa al abrir la válvula V3. El gas inerte también se inyecta desde la fuente de gas inerte 28 en todos los componentes del sistema que entrarán en contacto con la mezcla de LPG, incluyendo las canalizaciones 12, 18, 24, 29, 31 y 34, las válvulas V1-V8, los bomba de presión de fracturación 10, y los componentes del sistema, para limpiar cualquier prueba para fugas de aire y presión. Las fugas se pueden detectar por visión, olor, sonido o dispositivos electrónicos tales como, dispositivos olfateadores y láser. Únicamente cuando se haya probado la presión del sistema se puede inyectar el fluido de fracturación en los componentes del sistema. La fuente de fluido de fracturación 16, típicamente se pre-presuriza a 3.51 kg/cm2 hasta 7.03 kg/cm2 (50 psi hasta 100 psi), aunque la fuente de fluido de fracturación 16 también se puede cargar en el sitio desde una fuente de propano y/o butano por separado. Una vez que se haya probado la presión del sistema por seguridad, incluyendo la prueba de presión con la mezcla de LPG, se abre la válvula de control del cabezal del pozo V8. El sistema de antorcha se puede probar con un encendido. La válvula para control del fluido de fracturación VI se abre bajo el control del controlador 32 para suministrar el fluido del fracturación a la bomba de presión de fracturación 10, y la bomba de presión de fracturación 10 se enciende para llenar al pozo con la mezcla de LPG. Se agrega gelificante desde la fuente de gel 30 a través de la canalización 31 al fluido de fracturación en el conducto 18 al abrir la válvula V6 mientras que el pozo se está llenando con el fluido de fracturación. La presión en el pozo 14 luego se aumenta gradualmente utilizando la bomba de presión de fracturacion 10, y se establece una velocidad de inyección para aumentar gradualmente la presión en el fluido de fracturacion en el pozo 14, y continuar llenando el pozo con el fluido de fracturacion. De esta forma se aplica al pozo 14 un relleno del fluido de fracturacion en estado liquido para iniciar la fracturacion. Los rellenos de fracturacion son bien conocidos en la técnica, y pueden consumir una porción variable del fluido de fracturacion dependiendo del procedimiento de fracturacion para el pozo que se haya decidido por el operador. La presión de fracturacion se aumenta gradualmente para romper la formación y permitir que se propaguen fracturas en la formación . Después de que el relleno se haya inyectado en el pozo 14, se agrega consolidante a la corriente del fluido de fracturacion. En una modalidad, la válvula control V4 se abre bajo el control del controlador 32 para suministrar el fluido de fracturacion liquido en la fuente para suministro de consolidación 22. El fluido de fracturacion liquido se mezcla con el consolidante en la fuente para suministro de consolidación 22. La válvula de control de consolidación V2 luego se abre para permitir que el consolidante entre a la corriente del fluido de fracturacion en el conducto 18, mediante la fuerza de gravedad o métodos mecánicos tales como, al utilizar una barrena. Se puede requerir presión proveniente de la fuente de gas inerte 28 para forzar la mezcla de LPG y el consolidante en el la conducto 18. También se puede requerir una bomba (no mostrada) en la canalización 23 para asegurar el suministro del fluido del fracturacion en la fuente para suministro de consolidación 22 para oponerse a la presión de la fuente de gas inerte 28. En otra modalidad, no se abre la válvula de control V4, aunque se suministra el consolidante directamente desde el recipiente de presión 22 en la canalización 18 mediante gravedad y el uso de una barrena en la salida del recipiente de presión 22. En esta modalidad, se puede aplicar un excedente de gas inerte proveniente de la fuente 28 al recipiente de presión 22 para evitar que el fluido de fracturacion fluya de regreso en el recipiente de presión 22. Se pueden utilizar otros métodos de presión contenida para inyectar el consolidante en la fracturacion con la mezcla de LPG; por ejemplo, como se analizará más adelante con respecto a las Figuras 4 y 5. La bomba de presión de fracturacion 10 luego bombea el consolidante que contiene la corriente de fluido de fracturacion gelificado en el pozo 14. La cantidad del consolidante que se agregará se determina por el operador de la fracturacion. En un punto adecuado durante la fracturacion, cuando el operador de fracturación determina que se ha agregado al pozo bastante consolidante, el cabezal del pozo se cierra, y se utiliza nuevamente gas inerte tal como nitrógeno para purgar todos los componentes, incluyendo todas las canalizaciones, válvulas, bombas y depósitos que hayan entrado en contacto con la mezcla de LPG, distintos de los depósitos de propano/butano, para eliminar todo el propano y butano proveniente de los componentes del sistema . Después de una cantidad de tiempo determinada por el operador según sea adecuado para el pozo que será fracturado, la presión se libera del pozo. El tiempo para que el gel se descomponga es aproximadamente el mismo tiempo (típicamente 2-4 horas) . El fluido de fracturación líquido en el pozo luego se evaporiza debido a la pérdida de presión y la absorción de calor desde el recipiente. El propano y/o butano gaseoso en el pozo se mezcla con gas en formación, y se desplaza fácilmente hacia la superficie mediante el calor y presión de la formación, dejando tras de si el consolidante en las fracturas creadas por la presión de fracturación. El gas propano y/o butano que se liberó del pozo se puede producir o suministrar a la canalización para descarga de gases 34 donde se pueden quemar a través de la antorcha 38, o se empobrecen o fluyen en una tubería para gases para venta a otros. Como es convencional, en cualquiera de las modalidades de las Figuras 1, 3 ú 8 se puede proporcionar un densímetro en la canalización 12 para proporcionar retro-alimentación al operador de fracturacion sobre la cantidad de consolidantes y fluido de fracturacion que entra en el pozo. A medida que el fluido de fracturacion se extrae desde la fuente de fluidos de fracturacion 16, se puede agregar una cantidad controlada de gas inerte a la fuente de fluidos para fracturacion 16 para reemplazar el fluido para fracturacion utilizando la válvula V5, para mantener la presión en la fuente para fluido de fracturacion 16, y ayudar a reducir el riesgo de explosión. La fracturacion con gas, también se puede llevar a cabo sobre grietas de carbón o pizarras para mejorar la producción de óxido de carbono o gas de pizarra. En una fracturacion con óxido de carbono o una fracturacion con gas de pizarra, el cabeza hidrostática en la formación producción se debe reducir a un mínimo. El nitrógeno se ha utilizado para este fin, con altos volúmenes en el orden de 70,000 m3 por fracturacion, y correspondientemente altas magnitudes de flujo. En la aplicación de una fracturacion con gas para una formación de carbono o pizarra, la mezcla de LPG se combina con nitrógeno. Como se muestra en la Figura 3, en una modalidad de una fracturacion de la mezcla de LPG aplicada a una formación de carbono o pizarra, la fuente de gas inerte 28 se conecta a la canalización 12 a través del conducto 42 bajo el control de la válvula V9 para suministrar nitrógeno al pozo. Se emplean los mismos procedimientos de seguridad y equipo como se emplean para la fracturacion utilizando el aparto de la Figura 1, y como se describió anteriormente. Asimismo, la introducción de consolidante en la corriente del fluido de fracturacion puede utilizar diversos dispositivos, tales como aquellos mostrados en las Figuras 4, 5 y 6. En general, la fracturacion se lleva a cabo utilizando procedimientos convencionales para la fracturacion de formaciones de carbono o pizarra con nitrógeno, con la adición de utilizar un fluido de la mezcla de LPG para portar el consolidante en la formación de carbono o pizarra. En algunas modalidades de una fracturacion con la mezcla de LPG de una formación de carbono o pizarra, cuando la formación se ha presurizado mediante un alto flujo de nitrógeno a alta presión, (utilizando nitrógeno proveniente de la fuente 28 suministrado en el pozo 14 con el fin de crear fracturacion en la formación) la válvula VI se abre y la bomba 10 se activa para bombear el fluido de fracturacion de LPG en la corriente de nitrógeno que entra al pozo 14. La mezcla de LPG en conducto 18 se gelifica con un gelificante proveniente de la fuente de gelificante . Cuando una cantidad deseada del fluido para fracturación de LPG gelificado se haya bombeado en el pozo 14, se abre la válvula V4, en una modalidad, para permitir que el fluido de fracturación fluya en la fuente para suministro de consolidantes 22. En una modalidad, también se suministra gas inerte proveniente de la fuente de gas inerte 28 en la fuente para suministro de consolidante 22. Con la abertura de la válvula V2, el consolidante fluye en el conducto 18 y se mezcla con el fluido de fracturación. Se puede requerir una bomba (no mostrada) en la canalización 23 para asegurar un suministro de fluido de fracturación en la fuente para suministro de consolidación 22, al oponer la presión proveniente de la fuente de gas inerte 28. La bomba 10 entonces bombea el fluido para fracturación de LPG gelificado que contiene el consolidante en la corriente de nitrógeno que entra al pozo 14. La mezcla de nitrógeno-LPG gelificado resultante puede portar el consolidante desde la fuente del consolidante 22 en el pozo y en el yacimiento. Una vez que se haya suministrado suficiente consolidante al pozo 14, se termina la adición del consolidante. El fluido para fracturación LPG puede continuar para ser agregado después del término del flujo del consolidante. La proporción de nitrógeno al fluido de fracturación proveniente de la fuente del fluido de fracturación 16 se controla de acuerdo con la cantidad deseada de consolidante que será colocado en la formación. A un tiempo controlado, aproximadamente cuando el gel se descompone, la presión proporcionada por la bomba 10 y la fuente de gas inerte 28 se reduce para permitir un retro-flujo. La mezcla de LPG en el pozo 14 que ha portado el consolidante en las fracturas generadas por el fluido de fracturación y el nitrógeno entonces se gasifica, y se puede empobrecer desde el pozo 14 junto con el nitrógeno y el gas de formación. El consolidante que queda en la formación permite la permeabilidad de la formación de carbono o pizarra, aunque el uso de LPG y nitrógeno proporciona baja presión de gas hidrostático que permite la formación para seguir produciendo gas. Ahora se proporciona un ejemplo de un tratamiento de fracturas con tubería descendente de propano-butano con consolidante 30 tonelada de un pozo con perforaciones a 2500 m de profundidad, que tiene 129.7 mm, 23.06 kg/m de tuberías de revestimiento, 88.9 mm, 12.84kg/m de tubería y BHT de 89°C. El objetivo del tratamiento es estimular la formación de gases al nivel de las perforaciones al realizar un tratamiento de propano butano gelificado de 31 toneladas. Los criterios de diseño para la fracturación especifican : Fuerza de ataque con ácido: 1 m3 fuerza de ataque con ácido y HC1 al 15% Consolidante : 1 50/140 toneladas de arena: Consolidante : 30 30/50 toneladas de EconoProp Fluido base requerido: 117.0 m3 de propano/butano Magnitud máxima de fluidos: 4.0 m3/min Presión de bombeo Est.: 37.9 MPa Máxima potencia de fluido r aquerida: 2525 kW Se llevan a cabo procedimientos de pre-tratamiento, seguridad y operacionales normales, incluyendo conducir una seguridad de pre-tratamiento y operacional que cumpla con todo el personal en la ubicación, en detalle: procedimientos de tratamiento, responsabilidades del personal, áreas seguras designadas, limitaciones de presión, precauciones de seguridad, posición y equipo de seguridad, plan de seguridad y evacuación, y una identificación de peligros. La preparación en el sitio adicional incluye el montaje en el equipo de fracturacion para tubería de bombeo descendente, aparejo en el bombeo de la corona circular para mantener la presión de regreso para el tratamiento, ajustar la válvula para alivio de presión de la corona circular, y probar la presión de las canalizaciones superficiales para ajustar el límite de presión por el operador del pozo. La fracturación por gas se realiza de acuerdo con el programa de fluidos consolidantes posterior, incluyendo la fuerza de ataque con ácido. Si se presenta una falta de selección, el bombeo no se debe volver a iniciar. El pozo se debe inundar con el volumen de fluido especificado según se calcula con una sub-inundación de 0.5 m3. Al final de la inundación, todas las bombas se deben apagar, el ISIP se registra, y se apareja el equipo para fracturación con gas. Los procedimientos después del tratamiento incluyen: retro-flujo en el pozo a velocidades controladas tan pronto como sea posible con seguridad. Asegurarse que el pozo tiene retro-flujo siguiendo los lineamientos reglamentarios. Continuar el flujo hasta que el pozo se haya limpiado. Situar el pozo en producción y evaluar los resultados.
Programa para fluido de consolidación Etapa Suspensión Fluido Consolidante Velocidad Velocidad Fluido Fluido Cond. de Etapa del Consolidante de la del acumulado parcial la consolidante acumulado mezcladora fluido (m3) (m3) mezcladora (kg) (kg) (m3/min) (m3/min) (kg/m3) Fuerza de ataque con ácido 1. 0 1.0 y HC1 al 15% Relleno (gel de P/B) 4. 00 4 00 18. 0 18.0 Inicio 50/140 de arena 4. 00 3 85 28. 0 10.0 100 1,000 1, 000 Relleno (gel de P/B) 4. 00 4 00 36. 0 8.0 Inicio 30/50 de EconoProp 4. 00 3 85 45. 0 9.0 100 900 900 Aumento 30/50 de EconoProp 4. 00 3 72 54. 0 9.0 200 1,800 2, 700 Aumento 30/50 de EconoProp 4. 00 3 48 63. 0 9.0 400 3, 600 6, 300 Aumento 30/50 de EconoProp 4. 00 3 26 72. 5 9.5 600 5, 700 12, 000 Aumento 30/50 de EconoProp 4. 00 3 07 82. 5 10.0 800 8, 000 20, 000 Aumento 30/50 de EconoProp 4. 00 2 90 92. 5 10.0 1,000 10,000 30,000 Inundación (gel de P/B) 4.00 4 00 103 .6 11.1 Requerí m entos del fluido para tratamiento Pre- Tratamxento para fracturacion Abertura Relleno Consolidante Inundación Bttms Total relleno (m3) Propano/butano 36.0 56.5 11.1 13.4 117.0 m3 Programa de aditivos químicos sin parar la máquina Tratamiento para Concentración Concentración Concentración Concentración Concentración Químicos fracturación en la de pre- de relleno de de inundación totales abertura relleno consolidante Agregar a propano/butano 5 Gelificante (gel 6.0 6.0 4.0 599.4 L de P/B) 1/m3 Activador 1/m3 3.5 3.5 2.0 346.0 L Disyuntor de 3.0 3.0 5.0 333.0 L líquidos 1/m3 Programa del consolidante en rampa Cálculos Perforación del fondo a la superficie 2554.0 m Gradiente de fracturación 18.0 kPa/m Gradiente de fricción 4.6 kPa/m Gravedad especifica del fluido de fracturación 0.508 Velocidad de la mezcladora 4.00 m3/min Presión de la fractura en el fondo de la perforación: = Gradiente de fracturación X Profundidad (BHFP) = 18.0kPa/m X 2554 m = 45, 970 kPa Presión de la fricción de bombeo : = Gradiente de fricción X Profundidad (FP) = 4.6 kPa/m X 2554 m = 11,748 kPa Cabezal hidrostático: = Gravedad especifica X 9.81 kPa/m X Profundidad (HH) = 0.508 X 9.81 kPa/m X 2554 m = 12,728 kPa Presión de bombeo superficial : = BHFP + FP - HH (SPP) = 45,970 kPa + 11,748 kPa - 12,728 kPa = 44,990 kPa Potencia de bombeo requerida: = (SPP X tipo) /60 = (44, 990 kPa X 4.00 mVmin) /60 = 2999 Volumen para la perforación superior Longitud del intervalo (m) Factor de volumen (m3/m) Volumen (m3) Tubería = 2554 0.00454 11.5 Revestimiento = 10 0.012417 CKJL Total (m3) 11.6 Sub-inundación (m3) 0.5 no sobre-inundación volumen de inundación (m3) 11.1 Figura 4, muestra un sistema para bombeo consolidación que se puede utilizar en una modalidad de una fracturación con mezcla de LPG para utilizarse como una fuente para suministro de consolidación 22. La bomba centrifuga 44 se conecta vía la canalización 46 al suministro de la mezcla de LPG 16. Se proporciona una salida desde la bomba centrifuga 44 a través de la canalización 48 hacia la bomba centrifuga 50. La bomba centrifuga 50 se conecta via la canalización 52 a la bomba de alta presión 10. La operación de la bomba 44 proporciona succión en su puerto de entrada 45 que extrae la mezcla de LPG en la bomba 44. La bomba 50, opera a una rpm superior a la bomba 44, y bombea la mezcla de LPG en la canalización 48 en la canalización 52. La canalización 52 se comunica con un conducto, tal como un conducto 18 en la Figura, 1 que conduce a la bomba de alta presión 10. La bomba 50, también establece la succión en su puerto de entrada central 51, que extrae el consolidante desde el sistema para introducción de consolidante en la Figura 5. La bomba centrifuga 50, funciona como un recipiente de presión en el cual la baja presión generada por la bomba en el puerto de entrada 51, sella dinámicamente la bomba 50 de la liberación de la mezcla de LPG de regreso del puerto de entrada de la bomba 50. Para la purga del sistema de bombeo de consolidación mostrado en la Figura 4, se puede conectar una canalización 47 a la fuente de gas inerte 28.
Una válvula en la canalización 52, equivalente a la válvula V2 de la Figura 1, controla el flujo de la mezcla de LPG. En la Figura 5 se detalla un sistema para suministro de consolidación para la bomba 50 de la Figura 4, que de esta forma puede funcionar como una fuente para suministro de consolidación 22. El consolidante se canaliza en la tolva cónico 72 utilizando una barrena 58. El gas de nitrógeno o C02 se pueden suministrar al sistema a través de una boquilla 80 con el fin de mantener la presión de operación o una atmósfera inerte. La tolva cónica 72 suministra el consolidante a la entrada 82, donde pasa a una válvula de control 84 y a una válvula de frenado 86. El pentano se puede suministrar mediante la boquilla 87 ya que la eficiencia de introducción del consolidante mejora si la canalización está húmeda. En esta modalidad, el consolidante entra a la bomba 50 al viajar a través de la entrada 51. La bomba 50 opera como se muestra en la Figura 4, extrayendo el fluido de fracturacion en la bomba 50 desde la canalización 48 mediante fuerza centrifuga donde se mezcla con el consolidante. La bomba 50 se energiza por el motor 53, que hace girar al propulsor 55. En la Figura 5, el fluido para fracturacion se suministra en la bomba 50 mediante la canalización 48 que viene del suministro de la mezcla de LPG 16 como se describe con relación a la Figura 4. Como se muestra en la Figura 4, la mezcla del consolidante y el fluido para fracturación luego se envían fuera de la bomba 50 en la canalización 52. El anillo externo de la bomba centrifuga 50 se conoce como voluta. El propulsor giratorio 55 crea una fuerza centrífuga que genera un sello dinámico alrededor de la circunferencia del propulsor 55. Este mantiene la presión en la voluta de la bomba 50. La velocidad del propulsor 55 y la presión de flujo de entrada se deben controlar a un equilibrio para evitar el retroflujo a través del propulsor 55. Haciendo referencia a la Figura 5, bajo las presiones normales de operación del sistema, la válvula de frenado 86 permanece abierta y permite un flujo estable del consolidante en la bomba 50. En caso de que la bomba 50 falle o se apague, el aumento inmediato de presión dentro del puerto de entrada 51 provocará que la válvula de frenado 86 y la válvula de control 84 se cierren. Un aumento en la presión podría provocar que la mezcla de LPG rompa el sello dinámico y provoque un retro-flujo a través de la entrada del consolidante, formando una mezcla gaseosa inflamable que puede crear una situación peligrosa. Al insertar las válvulas 84 y 86, esta situación peligrosa se puede prevenir. La válvula de control 84 se opera hidráulicamente mediante un controlador remoto 32. Se puede instalar un detector de gases 88 por encima de la válvula de control 84 que podría informar al controlador 32 cerrar la válvula de control 84 en caso de una afluencia de gases de regreso a través del sistema. La válvula de frenado 86 y la válvula de control 84, pueden operar automáticamente en respuesta a los cambios de presión, o pueden estar bajo el control de una computadora mediante el controlador 32. La válvula de control 84 funciona como una válvula de respaldo para la válvula de frenado 86. Cualquier otra combinación o uso de válvulas se puede incorporar para alcanzar la función de la válvula de frenado 86 y válvula de control 84. Antes y después de una fracturación, el sistema para introducción de consolidación de las Figuras 4 y 5 se puede purgar mediante la introducción de nitrógeno a través de las canalizaciones 47 y 80. El aparato de la Figura 5, también puede utilizar para suministrar fluidos de fracturación tales como, hidrocarburos a presión de vapor superior, tales como, los hidrocarburos C5, C6 C7, C02 líquido y alcoholes a una bomba de fracturación de alta presión. El suministro de estos fluidos provenientes de la fuente del fluido para fracturación a la bomba centrífuga 50 se puede suministrar al utilizar gas inerte como un fluido de impulsión o al utilizar una bomba adecuada. Estos otros fluidos también se pueden mezclar con el fluido para fracturación con la mezcla de LPG y almacenar en la fuente de fluidos para fracturación 16, o en el caso de dióxido de carbono, en depósitos de dióxido de carbono por separado. En otra modalidad, la mezcla de LPG se enfria antes de la introducción en el pozo para disminuir su presión de vapor. Con el fin de mantener una mezcla de LPG presurizada de propano., butano o una mezcla de propano y butano en un estado liquido, se requieren presiones en el orden de aproximadamente 3.51 kg/cm2 hasta 17.57 kg/cm2 (50 psi hasta 250 psi) . Esto es debido a que tanto el propano como el butano son gases a temperatura ambiente y presión atmosférica. Al enfriar la mezcla de LPG antes de la introducción en el sistema de fracturación, se requieren presiones reducidas, lo cual disminuye el potencial de explosiones o daño al sistema de fracturación que se podrían provocar por altas presiones. El enfriamiento puede evitar el tapón de vapor de las bombas del pistón. Para mantener fácilmente la mezcla de LPG en un estado enfriado, la mezcla de LPG se puede almacenar en un depósito aislado 88, como se detalla en la Figura 6. El depósito aislado 88, tiene un forro metálico 90 que está circundado por una capa aislante 92. Una capa secundaria 94 puede rodear la capa aislante 92, y se puede formar de metal, plástico, o cualquier otro material adecuado. El depósito aislado se puede montar en la parte posterior de un remolque para un camión, o como parte de un remolque.
Alternativamente, el depósito aislado 88 puede ser un depósito removible. Todos los componentes que constituyen el fluido para fracturacion, incluyendo la fuente de gelificante 30, se pueden almacenar en depósitos aislados similares al depósito aislado 88. La capa secundaria 94, puede ser un forro flexible colocado alrededor del depósito 88, y la capa aislante 92 se puede rociar con espuma aislante que se inyecta en el forro flexible 94. El depósito aislado 88 tiene varias ventajas. El LPG suministrado al depósito 88 típicamente será a una temperatura de enfriamiento de aproximadamente 10-20°C, y permanece frío debido a que los depósitos aislados 88 mantendrán el LPG a una temperatura casi igual a través del proceso de fracturacion. De esta forma, incluso en un día soleado, se pueden evitar los problemas de calentamiento del LPG y que provocan tapones de vapor en las bombas de pistón. En el invierno, también se evitan los problemas con baja presión debido al enfriamiento del LPG, tal como la necesidad de calentamiento. La Figura 7, muestran otra modalidad de un sistema para fracturacion con mezcla de LPG, donde cada componente del proceso para fracturacion se monta sobre una serie de remolques que portan la fuente de gas inerte 28, la fuente del fluido para fracturacion 16, la fuente de consolidación 22, la unidad química 30 y las bombas 10 y 110. Alternativamente, cada componente se puede almacenar como cualquier otro tipo de unidad portátil o permanente. Una canalización 96 conecta la fuente de gas inerte 28 al la estación de consolidación 98, y una bifurcación 111 de la canalización 96 conecta la fuente de gas inerte 28 a la canalización para suministro de fluidos para* fracturación 108. La estación de consolidación 98 incluye fuentes para suministro de consolidación 22, y la canalización 96, junto con la bifurcación 104 de la canalización 96, se pueden utilizar para suministrar gas inerte a las fuentes para suministro de consolidación 22. Las salidas de gas inertes 102 y 106 provenientes de las fuentes de consolidación 22 se conectan a la canalización 101 que conduce a la antorcha 38. El gas inerte se puede suministrar a las bombas 10 y 110 a través de las canalizaciones 96, 111, 108, 133, 128, 131 y 112, y regresar a la antorcha 38 a través de las canalizaciones 100 y 101. La fuente de la mezcla de LPG 16 puede suministrar fluido de la mezcla LPG a la estación de consolidación 98 a través de las canalizaciones 108, los puertos de entrada 134, la canalización 133 y la canalización central 128, formando una corriente de fluido para fracturación. La canalización 108 se puede formar como un grupo de tres canalizaciones conectadas a los tres puertos de entrada 134 como se muestra, proporcionando asi diferentes magnitudes de flujo del fluido para fracturación . El fluido de la mezcla de LPG consiste de una mezcla de LPG como se describe para alguien como se describió para las modalidades anteriores. El gas inerte se puede suministrar a la fuente de mezcla de LPG 16 a través de la canalización 109. El gas inerte se puede suministrar a la corriente de fluido para fracturación en la canalización 108 a través de la canalización 111. Con el suministro del fluido de la mezcla de LPG a la estación de consolidación 98, el consolidante proveniente de la fuente para suministro de consolidación 22 puede entrar a la corriente del fluido para fracturación y mezclarse con la mezcla de LPG. El consolidante se suministra a lo largo de los conductos 127 y 129, que contiene barrenas que reciben el consolidante desde los extremos inferiores cónicos respectivos de las fuentes para suministro de consolidación 22. Las barrenas en las canalizaciones 127 y 129 transportan el consolidante hacia la canalización de fluido para fracturación central 128. El gelificante se puede suministrar desde el remolque para químicos 30 a lo largo de la canalización 114 hacia una o más de las canalizaciones 108 o hacia la canalización 128 antes o después de los conductos 127 y 129. La corriente de fluido para fracturación entonces se puede hacer fluir hacia cualquiera o tanto a la bomba de alta presión 10 como a la bomba de alta presión 110 a través de la canalización 128, la canalización 131, los puertos de salida 130 y la canalización 112. Alternativamente, sólo la mezcla de LPG se puede enviar a las bombas 10 ó 110 a través de las mismas canalizaciones y puertos, sin consolidante o gelificante agregado. El consolidante se suministra cuando se necesita para la fuente de suministro de consolidación 22 desde un remolque para suministro de consolidación 116 a través de la canalización 118. Típicamente, esto se llevará a cabo casi en el proceso de fracturación y luego se puede separar el remolque 116. En esta modalidad, el fluido para fracturación se puede suministrar a las bombas 10 y 110, como se describió en las modalidades anteriores. El gas inerte también se puede suministrar a cualquier componente individual del sistema, así como también se puede utilizar para purgar el sistema total como un todo antes y después de iniciar una fracturación. El gas inerte se puede suministrar a cualquiera o ambas de las bombas 10 y 110 a través de la canalización 112. Las bombas 10 y 110 se conectan en paralelo a la corriente de fluido para fracturación a través de la canalización 112. Las bombas 10 y 110 pueden enviar fluido para fracturación a un pozo 14 a través de la canalización 12. El flujo en la canalización 12 al pozo 14 se controla mediante una válvula de control en el cabezal del pozo V8. Alternativamente, las bombas 10 y 110 pueden enviar el fluido de fracturación a una antorcha 38 a través de la canalización 34. La canalización 34 también se conecta a la canalización 101, de tal forma que el sistema total se pueda aclarar fácilmente del fluido para fracturación a través de la antorcha 38 después de una fracturación. La canalización 34 también se conecta a un depósito de limpieza con arena 37 antes de que alcance la antorcha 38. El depósito para limpieza con arena 37 evita que el consolidante se envíe a la antorcha 38, y se almacene dentro de su capacidad. Los químicos de gelificación también se pueden recuperar en el depósito de limpieza 37. Se puede proporcionar un difusor en la canalización 34 para mantener la presión sobre el consolidante y mantenerlo líquido durante el retro-flujo. El flujo en la canalización 34 se controla mediante una o más válvulas de descarga V7. Se pueden utilizar muchas otras combinaciones de canalizaciones y conexiones de suministro para llevar a cabo el método y aparato descritos para suministrar una fracturación con mezcla de LPG a un pozo 14, dentro del alcance de los métodos y aparatos reivindicados en la presente. Los mismos procedimientos y equipos de seguridad se emplean al igual que se emplean para la fracturación utilizando el aparto de las modalidades descritas anteriormente. También, la introducción de consolidante en la corriente de fluido para fracturacion puede utilizar diversos dispositivos, tales como aquellos mostrados en las Figuras 1, 4 y 5. El sistema para fracturacion como se describió anteriormente se controla remotamente mediante el controlador 32. El controlador 32 puede consistir de una estación de control por computadora situada en un remolque. En general, la fracturacion se lleva a cabo utilizando procedimientos convencionales para la fracturacion de cualquier formación, modificado de acuerdo con las técnicas descritas en la presente . Las Figuras 8 y 9, muestra una vista más detallada del costado de entrada y el costado de salida, respectivamente, de la estación de consolidación 98. En estas vistas, la estación de consolidación 98 se proporciona como un remolque de cama plana 120 para un camión de semi-remolque, aunque se podrían utilizar otros vehículos o dispositivos para llevar a cabo el mismo fin. En esta modalidad, el remolque 120 contiene dos fuentes para suministro de consolidación 22, que tienen al menos una de las conexiones para gas 122 conectadas a la fuente de gas inerte 28. Por ejemplo, las conexiones de gas superior 122 de un suministro de consolidación 22 pueden funcionar como una entrada para el gas inerte, conectándose al suministro para gas inerte 28, mientras la conexión de gas inferior 122 puede funcionar como una salida para el gas inerte, enviando el gas inerte a la canalización 101 a través de cualquier canalización 102 ó 106. Cada fuente para suministro de consolidación 22, es un recipiente de presión positiva, utilizada para almacenar consolidantes. Las tapaderas 124 y conexiones 126 de pozos de registro se colocan en cada suministro de consolidación 22, con las conexiones 126 utilizadas para rellenar el suministro de consolidación 22. Haciendo referencia a la Figura 9, el fluido para fracturación se suministra a los puertos de entrada 134 y luego a través de la canalización 133 hacia la canalización de fluidos para fracturación central 128. En el otro costado de la estación de consolidación 98, la canalización de fluidos para fracturación 128 se conecta a través de la canalización 131 a los puertos de salida 130. El gelificante se puede suministrar a las canalizaciones del fluido para fracturación en cualquier punto adecuado desde la canalización 114. Las canalizaciones predichas 127 y 129 transportan el consolidante desde la base de las tolvas cónicas 22 en la canalización de fluidos para fracturación central 128. Tanto en la Figura 9 como en la 10, se colocan manómetros 136 en las canalizaciones 131 y 133 respectivas para supervisar la presión del sistema de fracturación antes y después de las canalizaciones para suministro de consolidación 127 y 129. El mezclado del gelificante con el fluido para fracturación se puede presentar en o antes de la estación de consolidación 98 o en otra parte entre la estación de consolidación 98 y las bombas 10 y 110. El sistema de las Figuras 7-9, se puede utilizar como se describió en relación a las Figuras 1-3. La fuente de consolidación 22 se carga con consolidante, por ejemplo, arena. El gas inerte se suministra desde la fuente de gas inerte 28 a través de todas las canalizaciones funcionales para purgar el sistema de componentes volátiles y para prueba de presión. En una modalidad, el gas inerte se suministra a recipientes de cono 22 de tal forma que la presión en los recipientes de cono 22 sea mayor que la presión en los depósitos de LPG 16. El gas inerte luego se corre a través de las bombas 10 y 110. Después, el fluido para fracturación se suministra a través de las canalizaciones 108, 133, 128, 131 y 112 según se requiera por el programa de fracturación, iniciando con una prueba de presión para fluido de fracturación. El gelificante se suministra según se requiera a través de la canalización 114 y el consolidante se suministra mediante las canalizaciones barrenadas 127 y 129 cuando se requiera por el programa de fracturación. La mezcla de LPG que regresa del pozo se puede enviar a la antorcha 14. Al término de la introducción del fluido para fracturación en el pozo, cuando se haya introducido suficiente consolidante a la formación, se suministra nuevamente gas inerte a todas las canalizaciones funcionales y hacia fuera a través de la canalización 34 hacia la antorcha 38 para purgar el gas de petróleo licuado de los componentes del sistema. El gas inerte se extrae de los componentes del sistema. El pozo luego se hace fluir de regreso para permitir que el LPG gaseoso se empobrezca o encienda. Cuando exista una linea de ventas, la mezcla de LPG en lugar de encenderse se puede suministrar a la linea de ventas. Se puede colocar una válvula de disparo en la canalización 112 para evitar el exceso de presión en la canalización 112 que dañe los recipientes de presión 22. Haciendo referencia a la Figura 10, el método de fracturación expuesto genera características artificiales 138 que se irradia desde el sondeo 146 penetrando una formación terrestre 140 delimitada por las canalizaciones 142 por debajo de una superficie terrestre 147. Las fracturas 138 hacen la formación 140 porosa y permeable. Las fracturas se extienden a través de la formación terrestre fuera de la tubería 144 a través de la cual se introduce el fluido para fracturación. Menos del 10%, o incluso menos del 5% o 1% en peso de residuos de la cantidad del fluido de hidrocarburos para fracturación que se aplica al pozo y la formación permanece en la formación terrestre. En otras palabras, casi todo el fluido para fracturación se puede recuperar. El LPG tiene aproximadamente la mitad de la carga hidrostática de agua, de esta forma la presión de formación excederá considerablemente de manera probable la carga del fluido para fracturación de LPG, y de esta forma ayudará en el retro-flujo. El LPG también crea una fase individual en el retro-flujo mediante mezclado con el gas del yacimiento. Este proceso por lo tanto puede eliminar el C02 como gas para ayudar en el retro-flujo. Debido a que el LPG vaporizado esencialmente no tiene viscosidad, el hidrocarburo gelificado no permanece en el pozo. En caso de una extracción de arena del pozo, el pozo 14 se cierra, la antorcha se abre, y todos los componentes extraídos con arena se soplan con nitrógeno. El aparto de las Figuras 1, 3 ó 8 se puede abrir sin consolidante adicional, o sin gelificante adicional, aunque al costo de una eficacia reducida en el tratamiento de fracturación. Se pueden realizar modificaciones no importantes a las modalidades descritas en la presente sin apartarse de lo que se reivindica.

Claims (29)

  1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES : 1. Un aparato para fracturar una formación penetrada por un pozo, el aparato caracterizado porque comprende : una bomba de presión para fracturación conectada a un pozo; una fuente de fluidos para fracturación conectada para suministrar una corriente de fluido para fracturación que comprende predominantemente propano, butano o una mezcla de propano y butano hacia la bomba de presión para fracturación; una fuente de gas inerte conectada para suministrar gas inerte a la fuente de fluidos para fracturación y la bomba de presión para fracturación; y un controlador conectado para controlar la operación de la fuente de fluidos para fracturación, la bomba de presión para fracturación y la fuente de gas inerte .
  2. 2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende: una fuente para suministro de consolidación conectada para suministrar consolidante en la corriente del fluido para fracturación desde la fuente del fluido para fracturación, la fuente para suministro de consolidación se controla mediante el controlador.
  3. 3. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque comprende una fuente para suministro de gelificante conectada para suministro de gelificante en la corriente del fluido para fracturación desde la fuente de fluido para fracturación, la fuente para suministro de gelificante se controla mediante el controlador.
  4. 4. El aparato de conformidad con la reivindicación 2 ó 3, en el cual la fuente para suministro de consolidación comprende un recipiente de presión positiva.
  5. 5. El aparato de conformidad con la reivindicación 2 ó 3 en el cual la fuente para suministro de consolidación comprende una bomba centrifuga.
  6. 6. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2-5, en el cual la fuente de gas inerte se conecta para suministrar gas inerte a la fuente para suministro de consolidación.
  7. 7. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2-6, en el cual el consolidante se dosifica en la corriente de fluido para fracturación mediante una barrena.
  8. 8. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el cual la fuente de fluido para fracturacion comprende un depósito aislado.
  9. 9. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la fuente para suministro de consolidación comprende: una bomba centrifuga conectada para bombear la corriente del fluido para fracturacion desde la fuente del fluido para fracturacion hacia la bomba de alta presión, la bomba centrifuga tiene un puerto de entrada conectado a un suministro dosificado de consolidante.
  10. 10. El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la bomba centrifuga incorpora una o más válvulas de control que se ubican para controlar el flujo del material a través del puerto de entrada en la bomba centrifuga desde el suministro dosificado de consolidante.
  11. 11. Un método para fracturar una formación penetrada por un pozo, el método, caracterizado porque comprende los pasos de: antes de iniciar la fracturacion, purgar los componentes del sistema con un gas inerte y probar la presión de todos los componentes del sistema que se suministrarán con el fluido para fracturacion; suministrar una corriente del fluido para fracturación, que comprende predominantemente propano, butano o una mezcla de propano y butano desde una fuente para fluido de fracturación en un pozo; presurizar el fluido de fracturación en el pozo para crear fracturas en la formación; purgar los componentes del sistema con gas inerte; y liberar la presión del pozo para permitir que el fluido para fracturación se evapore y regrese a la superficie .
  12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado por los componentes del sistema que comprenden una fuente para suministro de consolidación, el método, caracterizado además porque comprende : suministrar un consolidante desde la fuente para suministro de consolidación en la corriente del fluido para fracturación desde la fuente del fluido para fracturación; agregar gelificante a la corriente del fluido para fracturación, y bombear el consolidante que contiene la corriente del fluido para fracturación en el pozo con la bomba de presión para fracturación.
  13. 13. El método de conformidad con la reivindicación 11 ó 12, caracterizado además porque comprenden suministrar una cantidad controlada de gas inerte a la fuente de fluido para fracturacion.
  14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la fuente para suministro de consolidación comprende un recipiente de presión .
  15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el consolidante se mide en la corriente de fluido para fracturacion proveniente de la fuente de fluido para fracturacion mediante una barrena en cooperación con una válvula.
  16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 12, 14 ó 15, caracterizado porque la fuente para suministro de consolidación comprende una bomba centrifuga .
  17. 17. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11-16, caracterizado porque la fuente de fluido para fracturacion comprende un depósito aislado.
  18. 18. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11-16, caracterizado porque el fluido de fracturacion comprende nitrógeno.
  19. 19. El método de conformidad con la reivindicación 18, aplicado para fracturar una formación de carbono que contiene gas.
  20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 18, aplicado para fracturar una formación de pizarra que contiene gas.
  21. 21. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11-17, aplicado para fracturar una formación de carbón que contiene gas.
  22. 22. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11-17, aplicado para fracturar una formación de pizarra que contiene gas.
  23. 23. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11-22, caracterizado porque el fluido para fracturacion comprende propano, butano o una mezcla de propano y butano en una cantidad de al menos el 80% en volumen del fluido para fracturacion.
  24. 24. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11-22, caracterizado porque el fluido para fracturacion comprende propano, butano o una mezcla de propano y butano en una cantidad de al menos el 90% en volumen del fluido para fracturacion.
  25. 25. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11-22, caracterizado porque el fluido para fracturacion comprende propano, butano o una mezcla de propano y butano en una cantidad de al menos el 95% en volumen del fluido para fracturacion.
  26. 26. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11-26, caracterizado porque el gelificante tiene cadenas de hidrocarburo adecuadas en longitud con cadenas de hidrocarburo del fluido para fracturación .
  27. 27. Un yacimiento de hidrocarburos subterráneo de producción por debajo de una superficie terrestre, caracterizado porque comprende: una formación terrestre que es porosa y permeable; tuberías que se extiende desde la superficie terrestre hacia la formación terrestre; fracturas que se extienden a través de la formación terrestre fuera de la tubería, las fracturas son fracturas artificiales generadas a partir de la presión aplicada desde la superficie a una cantidad del fluido de hidrocarburos para fracturación suministrada desde la superficie hacia la tubería y hacia la formación terrestre; y menos del 10% de la cantidad del fluido de hidrocarburos para fracturación que permanece en la formación terrestre.
  28. 28. El yacimiento de hidrocarburos subterráneo de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque menos del 5% de la cantidad de fluido de hidrocarburos para fracturación que permanece en la formación terrestre.
  29. 29. El depósito del hidrocarburo subterráneo de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque menos del 1% de la cantidad del fluido de hidrocarburos para fracturación permanece en la formación terrestre.
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