Metodología para obtener la conductividad de una muestra de una formación shale fracturada

Abstract

En este proyecto integrador profesional se desarrolla una metodología detallada para determinar la conductividad en muestras de formaciones shales fracturadas. El proceso experimental comenzó con el lavado y secado de las muestras, con lo cual se eliminaron impurezas y humedad que pudieran afectar los resultados. Posteriormente, se midieron y pesaron las mismas. Estos datos son esenciales para calcular la porosidad y conductividad de las mismas. Se procedió a medir la porosidad de las muestras utilizando el método de Boyle, lo cual es fundamental para comprender la capacidad de almacenamiento de fluidos en la formación de shale. Luego, se preparó y aplicó una salmuera a las muestras, simulando las condiciones del subsuelo y facilitando la posterior fracturación. Las muestras fueron congeladas con nitrógeno líquido para disminuir tensiones internas y permitir una fractura controlada. La fracturación de las muestras se realizó mediante técnicas mecánicas, creando las condiciones necesarias para medir la conductividad. Luego, se ensambló un equipo que contaba con una celda de confinamiento triaxial para contener las muestras fracturadas y realizar las mediciones de conductividad bajo condiciones controladas. Se midió el volumen y tiempo en el cual el flujo tardó en atravesar las zonas fracturadas para obtener los caudales a diversas presiones y con eso obtener un valor de permeabilidad, evaluando cómo la fractura afecta la capacidad de la roca shale para permitir el paso del fluido y obtener datos específicos de la conductividad a través de las fracturas. Se calibraron y ajustaron los sensores de presión del equipo para asegurar la precisión en las mediciones de conductividad bajo diversas condiciones de presión. Además, se introdujo arena como agente de sostén en las fracturas y se efectuaron nuevas mediciones de conductividad para observar el impacto de este agente en la permeabilidad de la fractura. Las conclusiones del estudio destacaron la efectividad de la metodología propuesta y su aplicabilidad en la evaluación de la conductividad en formaciones shale fracturadas. Los resultados proporcionan una base sólida para futuros estudios y posibles aplicaciones en la industria de los hidrocarburos, contribuyendo al conocimiento y desarrollo de técnicas en la caracterización de estos reservorios no convencionales.

In this Project, a detailed methodology is developed to determine the conductivity in samples of fractured shale formations. The experimental process began with washing and drying samples, which allows to remove impurities and moisture that could affect the results. Subsequently, the samples were measured and weighed to obtain precise data on their dimensions and mass, essential for calculating their porosity. The porosity of the samples was measured using Boyle's Law technique, which is fundamental to understanding the fluid storage capacity in the shale formation. Then, a brine solution was prepared and applied to the samples, simulating subsurface conditions and facilitating subsequent fracturing. The samples were frozen with liquid nitrogen to decrease internal stresses and allow controlled fracturing. The fracturing of the samples was carried out using mechanical techniques, creating the necessary conditions to measure conductivity. Laboratory equipment with a triaxial cell was then assembled to contain the fractured samples and perform conductivity measurements under controlled conditions. The volume and time the fluid passed through the fractured zones were measured to obtain flow rates at various pressures, thereby obtaining a permeability value, evaluating how the fracture affects the shale formation's ability to allow fluid passage and obtaining specific conductivity data through the fractures. Pressure sensors were calibrated and adjusted to ensure accuracy in conductivity measurements under various pressure conditions. Additionally, sand was introduced as a proppant in the fractures, and new conductivity measurements were performed to observe the impact of this agent on fracture permeability. The study's conclusions highlighted the effectiveness of the proposed methodology and its applicability in evaluating conductivity in fractured shale formations. The results provide a solid foundation for future studies and potential applications in the hydrocarbon industry, contributing to the knowledge and development of techniques in characterizing these unconventional reservoirs.