Fraturamento hidráulico: análise completa do processo, do preparo à conclusão
O fraturamento hidráulico é a técnica de criar fraturas na formação por ação da energia hidráulica. O processo consiste em injetar na formação um fluido viscoso sob alta pressão e grande vazão por meio de unidades de bombeamento, gerando inúmeras fraturas. Em seguida, adiciona-se propante, como areia de quartzo, para preencher essas fraturas, aumentando a permeabilidade da formação e a eficiência de injeção e produção.
Os fluidos de fraturamento mais usados dividem-se em cinco tipos principais: à base de água, à base de óleo, emulsionados, espumados e à base de ácido. A operação em campo abrange o preparo prévio, as operações preliminares, o fraturamento propriamente dito e as operações posteriores.
Na etapa de preparo é preciso garantir que todos os equipamentos de fraturamento estejam em bom estado e atendam ao projeto, dispor de instrumentação de medição completa e verificar a conformidade do manifold de alta pressão e do cabeçote do poço. Além disso, é necessário preparar materiais suficientes — fluido de fraturamento, propante — e montar a coluna conforme o projeto.
Seguem-se as operações preliminares: retirada da coluna original, verificação do nível de areia e lavagem, controle do poço com substituição do fluido e pré-tratamento do intervalo a fraturar. Essas etapas são decisivas para a segurança e o sucesso da operação.
Concluído o preparo, inicia-se o fraturamento: injeta-se na formação um fluido viscoso sob alta pressão e grande vazão, criando inúmeras fraturas. Em seguida, as fraturas são preenchidas com propante, o que aumenta ainda mais a permeabilidade da formação e a eficiência de injeção e produção.
Conforme o projeto de fraturamento, prepare antecipadamente o fluido de pré-tratamento necessário. Caso haja descarte de fluido, disponha de equipamentos de coleta para garantir a destinação adequada e evitar a poluição ambiental.
A etapa seguinte é o descimento da coluna de fraturamento. A coluna específica deve ser descida no poço e sua capacidade de suportar pressão deve atender ao projeto.
Concluído o preparo, inicia-se a etapa de fraturamento. Ela envolve diversas operações: circulação, teste de pressão, bombeamento de teste, fraturamento, adição de propante, deslocamento, fechamento do poço para difusão de pressão e movimentação da coluna.
Na circulação, as unidades de bombeamento são acionadas uma a uma, usando água limpa como fluido de circulação, para lavar as linhas de superfície. Antes de circular, feche as válvulas do cabeçote do poço para impedir que impurezas das linhas de superfície entrem na coluna, contaminem o reservatório ou causem acidentes.
O teste de pressão verifica a resistência dos equipamentos acima das válvulas do cabeçote e das linhas de superfície. Aciona-se suavemente a bomba de alta pressão e submete-se o conjunto a uma pressão igual a cinco vezes a pressão prevista; após 5 minutos de estabilização, se não houver vazamentos nem queda de pressão, o resultado é considerado aprovado.
O bombeamento de teste verifica as condições da coluna e das ferramentas de fundo e avalia a capacidade de absorção do intervalo. Após o teste normal, as unidades são acionadas uma a uma para injetar o fluido de pré-flush sob alta pressão e grande vazão, iniciando a formação e a propagação da fratura, cujo desenvolvimento é avaliado pela curva de fraturamento.
Quando a fratura está formada e a pressão de bombeio e a vazão se estabilizam, inicia-se a adição de propante. A concentração deve ser controlada por etapas conforme o projeto, mantendo a continuidade e a uniformidade da adição e o bom funcionamento dos equipamentos.
Concluída a adição de propante, realiza-se o deslocamento: abre-se a linha de derivação do misturador de areia, injeta-se o fluido de deslocamento e empurra-se o fluido com propante para dentro da fratura.
A etapa final é o fechamento do poço para difusão da pressão. Ao término da operação, fecham-se todas as válvulas de entrada e saída do cabeçote e aguarda-se a degradação do fluido, a filtragem e o fechamento da fratura. Deve-se evitar o retorno de propante com o fluido de alta viscosidade, preservando a concentração de areia na boca da fratura. Com fluidos de degradação rápida, pode-se abrir o poço por um bico pequeno após a degradação.
Movimentação da coluna.
Durante a movimentação da coluna, a carga não deve exceder o peso suspenso da coluna no poço em mais de 250 kN, a velocidade de tração deve ficar abaixo de 5 m/min e o curso deve ser de pelo menos 5 m, até que o indicador de tração mostre o retorno do peso suspenso ao normal.