Las tecnologías que han permitido la producción comercial del crudo y gas atrapados en lutitas han sido el fracturamiento hidráulico y la perforación horizontal.
El fracturamiento hidráulico consiste en la inyección de fluido bajo presión controlada, para crear pequeñas fracturas en la formación objetivo. Esto permite al crudo o gas natural fluir a la cabeza del pozo. Únicamente la sección del revestimiento dentro de la formación productora de hidrocarburos es perforada.
Cuando se detiene la inyección del fluido la presión se disipa y las fracturas comienzan a cerrarse, aquí es cuando el propante (arena) actúa como cuñas para mantener abiertas estas pequeñas fracturas creando caminos para que el crudo y el gas puedan llegar a la boca del pozo.
La perforación horizontal consiste en perforar pozos lateralmente para seguir el estrato en donde se encuentra la roca productora.
En un proyecto de hidrocarburos no convencionales los pozos se diseñan para la geología y propósito específico del sitio, la tubería de acero va cementada al suelo en varias etapas durante la perforación del pozo y provee la principal capa de protección entre los hidrocarburos que se producen y las formaciones rocosas que son interceptadas por el pozo. Un pozo incluye múltiples capas de revestimiento y cemento, cada una diseñada con un propósito específico.
Revestimiento conductor: Se instala antes de traer el taladro, este revestimiento es usado para estabilizar el suelo cera a la superficie y para proveer un conducto para que los fluidos de perforación circulen de vuelta a los tanques del taladro.
Revestimiento de superficie: Se instala dentro del revestimiento conductor y se cementa en sitio desde la superficie ha profundidades mayores que los niveles de agua fresca, según regulación local y directrices de la compañía operadora. Se usa aire o fluidos base agua para prevenir contaminación cuando se perforan pozos a través de zonas con agua fresca.
Revestimiento intermedio: Se usa para facilitar perforación subsecuente dependiendo de variaciones en la estabilidad, resistencia de la roca o presión de la formación.
Revestimiento de producción: Se instala al final. Su objetivo es proveer un conducto para la producción de fluidos tales como crudo y gas y para servir de barrera adicional entre los fluidos de perforación, completamiento y producción y las zonas de agua fresca.
Los componentes de fluido de fracturamiento hidráulico normalmente se componen de 99.5% de agua y arena y de 0.5% de aditivos. Algunos de los mismos aditivos usados en el fluido de fracturamiento hidráulico son usados en productos de consumo diario.
ENTENDIENDO EL CICLO DEL AGUA DENTRO DEL FRACTURAMIENTO HIDRAULICO
El ciclo del agua dentro del fracturamiento hidráulico tiene cinco etapas; Cada etapa se define por una actividad que involucra el agua que utiliza el fracturamiento hidráulico. Las etapas incluyen:
• Adquisición de agua: la extracción de agua subterránea o superficial para producir fluidos de fracturación hidráulica.
• Mezcla química: Mezcla de un fluido base (típicamente agua), y aditivos para crear fluidos de fracturación hidráulica.
• Inyección de pozo: La inyección y el movimiento de fluidos de fracturación hidráulica a través del pozo de producción en la formación rocosa objetivo.
• Manejo del agua producida: La recolección in situ y el manejo del agua que regresa a la superficie después del fracturamiento hidráulico y el transporte de la misma para su disposición o reutilización.
• Disposición y/o reutilización de aguas residuales: Esta etapa abarca la gestión de las aguas residuales, incluida la eliminación, la reutilización en operaciones de fracturación hidráulica u otros usos. La mayoría de las aguas residuales que se fracturan hidráulicamente se administran mediante inyección en pozos de disposición (reinyeccion). Existen también prácticas de manejo "subterráneas", que incluyen la reutilización en operaciones posteriores de fracturamiento hidráulico; Tratamiento en una instalación centralizada de tratamiento de residuos seguida de reutilización o vertido en aguas superficiales o de obras de tratamiento de propiedad pública; evaporación; irrigación; Y descarga directa (bajo condiciones limitadas). (En Colombia el vertimiento en cuerpos de agua no es permitido para la exploración de YNC)
UN PROYECTO DE HIDROCARBUROS NO CONVENCIONALES DEBE TENER EN CUENTA LOS SIGUIENTES ASPECTOS PARA SUS OBRAS CIVILES:
1. Las vías que usará deben tener especificaciones mas exigentes que en un proyecto de hidrocarburos convencionales, pues el volumen requerido de agua para el fluido de perforación y el volumen del fluido de retorno pueden traducirse en altos niveles de transito durante algunas etapas del proyecto, por lo también es posible que se requieran construir variantes a centros poblados.
2. Es recomendable el uso de tuberías de transporte de agua desde los sitios de captación hasta las locaciones para minimizar el transito de carrotanques.
3. Las locaciones para proyectos de hidrocarburos no convencionales son generalmente mas grandes por la necesidad de espacio para el almacenamiento de agua durante el fracturamiento hidráulico, lo cual se debe tener en cuenta para su diseño hidráulico y movimiento de tierras, buscando minimizar volúmenes mediante el uso de diferentes cotas en las plataformas de la locación.
4. La construcción de piscinas o tanques para el almacenamiento de fluidos debe seguir las regulaciones existentes, según el fluido a ser almacenado, la duración del almacenamiento y las condiciones del suelo.
5. Se debe considerar factores como los siguientes para la ubicación de la locación: normas existentes, impacto visual de la ubicación de equipos, preservación de características ambientales sobresalientes como terrenos naturales, arboles, arboledas, cauces y otros recursos similares.
6. En los sitios que se planeen usar para almacenamiento de químicos o materiales peligrosos se debe realizar una construcción apropiada del sitio haciendo impermeabilización con geomembrana o sistema similar.