Estado da arte da operação de fraturamento hidráulico

Abstract

Atualmente, a demanda energética mundial vem apresentando uma taxa de crescimento elevada. O petróleo é a fonte energética mais consumida no mundo, portanto, a cada dia que passa se torna mais clara a necessidade de se ampliar conhecimentos e aperfeiçoar técnicas relacionadas à produção de hidrocarbonetos. No entanto, dos poços de petróleo explorados, apenas um pequeno percentual se mostra economicamente viável, o que mostra a complexidade envolvida no processo de exploração. Existem diversas maneiras de se aumentar a produtividade de um poço de petróleo, podendo ser citados os métodos de recuperação secundária de óleo e a estimulação de poços. Neste trabalho será dada ênfase a um método de estimulação de poços: o fraturamento hidráulico. O procedimento de fraturamento hidráulico tem como objetivo a criação de fraturas, que formam canais com maior permeabilidade que a formação original, possibilitando uma melhor extração do óleo/gás do reservatório. Desta forma, a exploração de campos que a princípio não se mostram promissores (por possuírem uma baixa permeabilidade da formação rochosa) pode ser viabilizada através da estimulação. O processo consiste em injetar um fluido de fraturamento na formação, utilizando uma pressão suficientemente alta para que haja a ruptura da formação, iniciando uma fratura que irá se propagar conforme o bombeio do fluido. A tendência natural a partir do momento em que se alivia a pressão de injeção de fluido, é que a formação retorne a posição inicial, porém para evitar que este fato ocorra e manter a fratura aberta, após a sua abertura é injetado juntamente com o fluido um material de sustentação chamado propante. Este material granular fornece à fratura grande permeabilidade para haja o escoamento do fluido contido no reservatório preferencialmente pelo interior da fratura. Tanto o fluido de fraturamento quanto o propante devem ser analisados e selecionados com atenção. Durante o desenvolvimento do trabalho, a técnica de fraturamento hidráulico será explanada com maiores detalhes, bem como os principais fatores que influenciam a mesma. O principal fator que será analisado é a seleção de propantes, avaliando as propriedades e condições de utilizações ideais dos mesmos, assim como a situação atual do mercado de agentes de sustentação. Adicionalmente, será feita uma simulação computacional para representar o fluxo de fluidos pelo interior de uma fratura, analisando os ganhos que a estimulação pode trazer na exploração de determinado tipo de formação rochosa.