Desarrollo de agentes de sostén cerámicos de baja densidad y comparación con los disponibles en el mercado

Abstract

Los agentes de sostén son materiales que se utilizan cuando se extrae petróleo y/o gas con la técnica de fractura hidráulica. La función del agente de sostén es garantizar que la fisura hecha en la roca por la presión del agua que se inyecta quede abierta; es por eso que el agente ingresa en la fisura y la apuntala generando una intrincada red porosa por la cual pueden fluir los hidrocarburos hacia el pozo para permitir su extracción. La tecnología de perforación utiliza distintos tipos de agentes de sostén, dependiendo de las características del pozo. Los agentes de sostén de baja densidad son de gran interés debido a que pueden ser arrastrados más eficientemente por el líquido de la fractura hidráulica y de esta manera distribuirse en mayor proporción en las cavidades generadas por la fractura. Se consideran agentes de sostén cerámicos de baja densidad aquéllos con valores de densidad aparente similares al de arena (2.60-2.65 g /cm³). La mullita (3Al₂O₃.2SiO₂) es uno de los principales componentes de los agentes de sostén cerámicos disponibles en el mercado, debido a sus propiedades, tales como alta resistencia mecánica, bajo coeficiente de dilatación térmica y alta resistencia a la corrosión ácida. Estas propiedades convierten a la mullita en un material adecuado para el desarrollo de los agentes de sostén debido a la presión y las condiciones corrosivas a las que están sometidos en la fractura hidráulica. En este trabajo, los agentes de sostén se desarrollaron a partir de una arcilla caolinítica, bauxita y fosfato de monoaluminio, como precursor de liga fosfórica. Se esferizaron con un mezclador de alta energía y se calcinaron 1 hora a 1450°C en horno eléctrico, con una velocidad de calentamiento de 5°C/min.