El fracking o fractura hidráulica: ¿Como es la técnica No convencional que se utiliza en Vaca Muerta? (Video animación 3D)

La fractura hidráulica, comúnmente conocida como fracking, es un controvertido método de extracción de gas y petróleo que implica la inyección a alta presión de una mezcla de agua, arena y productos químicos en el subsuelo para liberar los recursos energéticos atrapados en formaciones rocosas.

Los geólogos han sabido durante años que hay depósitos sustanciales de petróleo y gas natural atrapados en las formaciones de lutita (o roca de esquisto) profundas. Estos “yacimientos de lutita” se formaron decenas de millones de años atrás.

Conozcamos la Técnica: Video animación 3D

Con las técnicas modernas de perforación horizontal y fracturación hidráulica, es posible hacer producir el petróleo y gas natural atrapados en estos yacimientos recolectarlos y distribuirlos a los usuarios. Examinemos el proceso de perforación y terminación de un típico pozo de petróleo y gas natural. Generalmente, los yacimientos de lutita se encuentran a por lo menos una milla debajo de la superficie, mucho más abajo que cualquier fuente subterránea de agua potable que típicamente no se encuentra a más de 300 a 1.000 pies de la superficie.

Además, las tuberías de acero o tuberías de revestimiento cementadas en posición crean una barrera de capas múltiples para proteger los acuíferos de agua dulce. En los últimos 60 años, la industria del petróleo y gas ha estimulado por fracturación más de un millón de pozos a nivel mundial.

Los pasos iniciales son los mismos que en cualquier pozo convencional. Se perfora un agujero vertical recto utilizando fluidos con base de agua dulce que enfrían la barrena, transportan los recortes de roca de regreso a la superficie y estabilizan la pared del pozo.

Una vez que el agujero llega más abajo que el acuífero de agua dulce más profundo, se retira la tubería de perforación y se reemplaza por una tubería de acero llamada la primera tubería de revestimiento.

Luego se bombea cemento hacia abajo por dicha tubería. Cuando llega al fondo, se bombea hacia abajo y luego empieza a ascender entre la tubería de revestimiento y la pared del pozo, creando una barrera protectora adicional entre el agujero y cualquier fuente de agua dulce.

En ciertos casos, dependiendo de la geología del área y la profundidad del pozo, se pueden introducir secciones de tubería de revestimiento adicionales y cementarse en posición para garantizar que no haya movimiento de fluidos o gas entre aquellas capas y las fuentes de agua freática.

La perforación en busca de hidrocarburos en una formación de roca de esquisto o lutita se distingue por la necesidad de perforar horizontalmente. La perforación vertical continúa hasta una profundidad llamada el punto inicial de la desviación. Aquí es donde el agujero se empieza a curvar hasta llegar a ser horizontal.

Una de las ventajas de la perforación horizontal es que se pueden perforar varios pozos desde una plataforma, reduciendo al mínimo el impacto en la superficie. Cuando se alcanza la distancia prevista, se retira la tubería de perforación y se inserta la tubería de revestimiento de acero adicional a todo lo largo del agujero. Nuevamente, la tubería de revestimiento se cementa en posición.

En algunos desarrollos horizontales, se utiliza nueva tecnología como camisas deslizantes y dispositivos de aislamiento mecánico en vez de cemento para crear secciones aisladas a lo largo del agujero. Una vez finalizada la perforación e instalada la tubería de revestimiento final, se retira el equipo de perforación y se hacen preparativos para los próximos pasos de terminación del pozo. El primer paso en la terminación es crear una conexión entre la tubería de revestimiento final y la roca del yacimiento.

Esto consiste en bajar una herramienta especializada llamada “cañón de punzado”, el cual contiene cargas explosivas huecas, hasta la capa rocosa que contiene petróleo o gas natural. Luego se dispara este cañón de punzado para crear agujeros en la tubería de revestimiento, el cemento y la roca objetivo. Estos agujeros de punzado conectan el yacimiento al agujero del pozo.

Ya que estas perforaciones son solo de unas pocas pulgadas de largo y se realizan a más de una milla de profundidad, el proceso completo es imperceptible en la superficie.

Luego se retira el cañón de punzado en preparación para el próximo paso de fracturación hidráulica. El proceso consiste en bombear una mezcla mayormente de agua y arena, más algunos productos químicos bajo condiciones controladas a las formaciones de yacimientos subterráneos profundos. El objetivo de los productos químicos es lubricar, impedir la formación de bacterias y ayudar a acarrear la arena.

Típicamente, las concentraciones de estos productos varían de 0,1 a 0,5 por ciento y ayudan a mejorar el rendimiento de la estimulación. Este fluido de estimulación se envía a camiones que lo bombean al interior del pozo y hacia afuera por las perforaciones mencionadas anteriormente. Este proceso crea fracturas en la roca del yacimiento de petróleo y gas. La arena en el fluido de fracturación permanece en estas fracturas en la roca y las mantiene abiertas cuando se libera la presión de la bomba.

Esto permite que el petróleo o gas natural atrapado fluya al agujero del pozo con más facilidad. Entonces este segmento de estimulación inicial se aísla con un tapón de diseño especial y se utilizan los cañones de punzado para perforar la próxima etapa. Luego esta etapa se somete a fracturación hidráulica de la misma manera.

Este proceso se repite a lo largo de la sección horizontal completa del pozo que puede extenderse varias millas. Una vez completada la estimulación, los tapones de aislamiento se eliminan perforándolos y comienza la producción. Inicialmente fluye agua, y luego gas natural o petróleo, a la tubería de revestimiento horizontal y sube por el agujero del pozo.

En el transcurso de la producción inicial del pozo, se recupera aproximadamente el 15 al 50 por ciento del fluido de fracturación. Este fluido ya sea se recircula para usarse en otras operaciones de fracturación o se desecha sin riesgos de conformidad con los reglamentos gubernamentales.

Típicamente, el proceso completo de desarrollo de un pozo lleva de 3 a 5 meses: unas pocas semanas para preparar el sitio, cuatro a seis semanas para perforar el pozo y luego, uno a tres meses para las actividades de terminación, lo cual incluye uno a siete días de estimulación. Lo importante es que esta inversión de 3 a 5 meses puede culminar en un pozo que producirá petróleo o gas natural durante 20 a 40 años o más.

Una vez que se haya producido todo el petróleo o gas natural que se pueda recuperar económicamente de un yacimiento, se inicia el trabajo para restaurar el terreno a las mismas condiciones en que estaba antes de haber iniciado las operaciones de perforación.

Se llenarán los pozos con cemento y se cortarán las tuberías 3 a 6 pies por debajo del nivel del suelo. Se retirará todo el equipo en la superficie y se llenarán todas las plataformas con tierra o se replantarán. El propietario del terreno puede utilizar el terreno nuevamente para otras actividades y virtualmente no quedará ninguna señal visual del pozo previo.

Hoy en día, la fractura hidráulica ha pasado a ser una técnica de creciente importancia en la producción de petróleo y gas natural en lugares en que los hidrocarburos eran previamente inaccesibles. Se continuará con el desarrollo de tecnología para mejorar el desarrollo seguro y económico de los recursos de petróleo y gas.

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