Fraturamento Hidráulico - Faruk Bakri

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
CENTRO DE ENGENHARIAS - CENG
CURSO DE ENGENHARIA DE PETRÓLEO
Fraturamento Hidráulico em Formações de Xisto
Pelotas, Agosto de 2020
Faruk Sami Bakri
Introdução
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• É uma técnica de produção de gás e óleo que consiste em injetar um fluido
pressurizado na formação em volta do poço a fim de criar fraturas para o
hidrocarboneto fluir para dentro do poço;
• A alta pressão na rocha reservatório muda o estado de esforços, até sua ruptura
ou a expansão de rupturas já existentes;
• Esse processo é usado em campos novos ou em campos que já atingiram seu
pico de produção ou possuem baixa permeabilidade, apresentando um baixo
fator de recuperação.
Curiosidades
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• O fraturamento hidráulico é uma tecnologia desenvolvida nos anos de 1940; 
• Atualmente é uma das técnicas mais utilizadas na produção de gás nos EUA e no 
Canadá, apesar das controvérsias ambientais; 
• Em 2010, o gás de xisto representou mais de 20% da produção de gás nos EUA.
• Segundo a IEA, com o fraturamento hidráulico o Brasil pode chegar à 10ª 
posição no ranking de maiores reservas mundiais de gás de xisto 
Estudo
• O estudo trata-se da construção de um modelo em um programa de elementos finitos, sendo considerada
uma formação de baixíssima permeabilidade, e depois é realizada uma análise de sensibilidade com a
permeabilidade para que se possa considerar a influência desta na geometria da fratura e nos outros
parâmetros fundamentais ao sucesso da operação de fraturamento hidráulico como método de
recuperação de hidrocarbonetos.
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Metodologia
• O programa Abaqus utilizado nesse estudo dispõe destas soluções para a modelagem numérica
de fraturas via XFEM (Dassault Systèmes, 2013), entre elas: a lei de Potência, a lei BK e a Lei
de Reeder;
• A lei de potência é dada por uma equação na qual uma vez que é determinada a tenacidade à
fratura do material (𝐺𝑐), e utilizando os conceitos da Mecânica da Fratura, estabelece-se um
critério de início e propagação das trincas mediante a comparação de 𝐺𝐶 com a taxa de liberação
de energia (𝐺). O início da fratura é dado quando 𝐺>𝐺𝑐.
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Discussões
• Abertura e Comprimento da Fratura:
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Discussões
• Influência da Permeabilidade na Geometria da Fratura:
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Discussões
• Influência da Permeabilidade na Taxa de Leak:
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Discussões
• Influência da Permeabilidade na Pressão Líquida:
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Conclusões
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• Conseguiu-se concluir a partir deste estudo que, quanto menor a permeabilidade da formação,
maior será a abertura da fratura, visto que as formações de xisto em muitos lugares ao redor do
mundo são laminações de baixa espessura.
• É importante salientar que, muitas vezes o objetivo da operação é criar fraturas de grande
extensão para interconectar a rede de fraturas pré-existente na formação. Sendo assim, torna se
fundamental o aumento da permeabilidade da formação, que pode ser feito com injeção de
fluidos previamente aquecidos.
• Este estudo manteve o foco apenas na permeabilidade da formação, porém muitas são as
incógnitas que influenciam na operação de fraturamento hidráulico. As limitações do
conhecimento dos mecanismos que influenciam a fratura hidráulica, em formações não
convencionais, vêm restringindo o uso de técnicas inovadoras de estimulação de poços, sendo
assim, todo esforço para desvendar tais mecanismos e para confirmar o que já vem sendo
exposto na literatura é de grande importância ao desenvolvimento sustentável dos campos de
gás em folhelho.
Bibliografia
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OLIVEIRA, D.A ; FONTOURA, S.A. Simulação da Operação de Fraturamento Hidráulico 
em Formações de Xisto. Revista de Geociências da Pontifícia Universidade Católica do Rio de 
Janeiro. RJ, 2019.
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Perguntas?