Arenas de Extracción: Revelando el Poder de la Arena Frac

La arena de fractura deriva su nombre de su aplicación en la fracturación hidráulica, comúnmente conocida como "fracking". Este método lo emplean las empresas de petróleo y gas natural para extraer recursos como gas natural, líquidos de gas natural y petróleo de yacimientos no convencionales de baja permeabilidad, como el esquisto. Las cuencas notables con una demanda sustancial de arena de fractura incluyen Permian Basin, Eagle Ford Shale, Mid-Continent, Bakken Shale, Marcellus Shale, Utica Shale y Haynesville Shale.

Profundicemos en una breve descripción general de la arena de fractura y su importancia dentro de la industria del petróleo y el gas.

Composición de la arena Frac

La arena de fractura es una arena natural compuesta de sílice cristalina (cuarzo), que se procesa a partir de arenisca de alta pureza. En términos de composición, la arena de fractura sólo difiere ligeramente de otros tipos de arena, ya que los granos de sílice de cuarzo son un elemento predominante en la mayoría de las arenas intercosteras. La diferencia radica en que otros tipos de arena se componen de diversos minerales y tipos de rocas, que son menos robustas que el cuarzo.

Los granos de arena fracturada exhiben una resistencia excepcional al aplastamiento, junto con una forma distintiva de gránulo redondo. Estas propiedades los hacen muy adecuados para su uso en el proceso de fracking.

Entendiendo el fracking

La fracturación hidráulica, de una forma u otra, se practica desde 1949. La técnica moderna ganó un importante impulso en la década de 1990, gracias a los avances en la tecnología de perforación horizontal que desbloquearon vastas reservas de esquisto ubicadas a miles de pies debajo de la superficie de la Tierra.

El esquisto, una roca sedimentaria compuesta principalmente de lodo presurizado con numerosos poros minúsculos, contiene reservas atrapadas de petróleo, gas natural y líquidos de gas natural. El fracking ha surgido como una solución eficaz para acceder a estos hidrocarburos desde su utilización inicial en Barnett Shale del norte de Texas junto con la perforación horizontal.

El proceso de perforación y terminación implica los siguientes pasos:

1. Una plataforma de perforación excava verticalmente varios miles de pies antes de realizar un giro de 90 grados para perforar horizontalmente a través de una capa de esquisto, creando un pozo.

2. Se crean pequeñas perforaciones a lo largo de la sección horizontal del pozo, lo que permite que los hidrocarburos ingresen al pozo.

3. Se inyecta en el pozo una mezcla presurizada de agua, arena de fractura y productos químicos, lo que fractura la capa de esquisto y libera líquidos de petróleo. Estos líquidos luego ascienden a través del pozo para su recolección.

El papel de la arena Frac

La arena de fractura asume un papel crucial en el proceso de fracturación al mantener abiertas las fracturas de esquisto, lo que permite la liberación de gas natural, petróleo y líquidos de gas natural de los poros de la roca. Cuando las corrientes de agua a alta presión amplían las pequeñas perforaciones hasta convertirlas en fracturas, la arena de fractura ayuda a mantener la apertura de las fracturas, facilitando el flujo continuo de combustibles fósiles. Cualquier sustancia, ya sea natural o sintética, utilizada para mantener abiertas estas fracturas se denomina "apuntalante".

Es imperativo que el apuntalante posea una durabilidad y resistencia al aplastamiento excepcionales. Cuanto más tiempo resista el apuntalante la inmensa presión ejercida por las fracturas, mayor será la extracción de petróleo, optimizando la eficiencia del pozo.

La creciente demanda de arena fracturada

El aumento de los precios del petróleo ha provocado un aumento de la actividad en las cuencas de esquisto en todo Estados Unidos. En consecuencia, se espera que la demanda de arena de fractura aumente y se prevé que alcance los 115 millones de toneladas en 2019, frente a los 82 millones de toneladas de 2017.

La demanda de arena de fracturación de origen local también ha experimentado un crecimiento sustancial. Cuando los precios del petróleo se desplomaron a mediados de 2014, las empresas productoras en Estados Unidos buscaron activamente métodos de extracción de petróleo nuevos y rentables. Esta búsqueda de innovación dio como resultado la adopción de arena de la propia cuenca, lo que reduce significativamente los gastos de transporte. Los gastos de transporte pueden representar hasta el 65 % del costo de la arena de fracturación. El uso de arena de la propia cuenca se ha consolidado como una medida de ahorro, impulsando la búsqueda de nuevas fuentes de arena más cercanas a las cuencas de esquisto. Se estima que el uso de arena de la propia cuenca puede reducir los costos totales de perforación y terminación entre un 5 % y un 10 %.

A la cabeza de la demanda por la arena de la cuenca están los productores de la Cuenca Pérmica, motivados por las ventajas económicas y la logística simplificada que ofrece. Los posibles ahorros de costos sólo para los productores del Pérmico se estiman en 500,000 dólares por pozo, lo que representa la asombrosa cifra de 3.5 millones de dólares en ahorros anuales en toda la cuenca.

En 2017, se utilizaron aproximadamente 50 mil millones de libras de arena de fractura en la Cuenca Pérmica, el doble de la cantidad utilizada en 2016 y cuatro veces la cantidad utilizada en 2014. Se espera que la demanda siga aumentando, con un uso estimado de 119 mil millones de libras para 2022. Para entonces, se prevé que la Cuenca Pérmica por sí sola represente el 40 por ciento del consumo total de arena en todos los yacimientos de esquisto de los Estados Unidos.

Datos clave: ventajas de la arena de fracturación hidráulica.

• Durabilidad: La arena fracturada es muy duradera, resiste el aplastamiento y mantiene la productividad del pozo durante períodos prolongados.
• Apuntalante efectivo: Su forma de gránulo redondo y su alta resistencia al aplastamiento hacen de la arena de fractura un apuntalante eficiente, que mantiene las fracturas abiertas y garantiza un flujo óptimo de hidrocarburos.
• Eficiencia de costos: la utilización de arena de fractura de origen local reduce los costos de transporte, lo que genera ahorros significativos en las operaciones de perforación y terminación, lo que mejora la eficiencia general.