O fluido de fraturamento-à base de água é um fluido de trabalho de fraturamento de campo petrolífero que usa água como principal transportador e é formado pela adição de espessantes e aditivos funcionais. Tem um valor de aplicação significativo no desenvolvimento de recursos não convencionais de petróleo e gás. Existem vários tipos de aditivos para fluidos de fraturamento à base-de água, incluindo principalmente: reticulantes, auxiliares de refluxo, agentes anti{4}}intumescimento, redutores de fricção, biocidas, desemulsificantes, agentes espumantes, redutores de perda de fluido e quebradores de gel. Esses aditivos podem efetivamente melhorar o desempenho dos fluidos de fraturamento e atender aos requisitos sob diferentes condições de trabalho.
1) Agente de reticulação
Os agentes de reticulação constroem uma estrutura de rede tridimensional com espessantes por meio de ligações intermoleculares, otimizando efetivamente as propriedades viscoelásticas dos fluidos e o desempenho de suspensão e transporte dos propantes. Sistemas de reticulação inorgânicos típicos são centrados na interação de coordenação de cátions de metais de transição, como titânio e zircônio, caracterizados por baixo custo e excelente capacidade de transporte de areia-, mas apresentam desvantagens como baixa temperatura e resistência ao cisalhamento, curto tempo de gelificação e alto atrito durante o bombeamento. Ao coordenar íons inorgânicos (titânio, zircônio, boro) com ligantes orgânicos como etilenoglicol e trietanolamina, é criada uma estrutura de rede reticulada organometálica baseada em ligações de coordenação. Esses agentes de reticulação apresentam baixa dosagem, danos mínimos ao reservatório, resistência a altas-temperaturas, resistência ao cisalhamento e reticulação retardada, tornando-os a escolha principal para operações atuais de fraturamento, especialmente adequados para poços profundos-de alta temperatura sob condições complexas.
(2) Agentes de Assistência de Fluxo
O refluxo eficaz dos desemulsificantes depende principalmente de agentes auxiliares de fluxo, que atuam reduzindo a tensão superficial e a tensão interfacial óleo-água. Para atender à demanda por refluxo rápido de desemulsificantes sob condições adversas, diferentes tipos e quantidades de agentes auxiliares de fluxo podem ser otimizados e combinados para melhorar o desempenho geral, fornecendo suporte técnico para o desenvolvimento de reservatórios complexos de petróleo e gás.
(3) Agentes anti-inchaço
O conteúdo de minerais argilosos em reservatórios é irregular, especialmente em reservatórios com alto teor de argila, que são particularmente propensos a inchaço, dispersão e migração por hidratação, levando ao bloqueio das vias dos poros-da garganta. A introdução de agentes anti-inchaço durante o fraturamento ajuda a reduzir a sensibilidade à água. Agentes anti{4}}inchaços comuns incluem: sais inorgânicos como KCl e NH₄Cl, que suprimem o inchaço da argila por meio de troca iônica; surfactantes catiônicos, tais como sais de amônio, sais de amônio quaternário e sais de piridínio, que são adsorvidos na superfície da argila para reduzir a hidratação; e polímeros catiônicos, como sais de amônio poliquaternário, que formam camadas protetoras estáveis por meio de adsorção multi-ponto.
(4) Redutores de arrasto
Compostos de alto polímero capazes de reduzir a resistência ao fluxo de fluidos de fraturamento são chamados de redutores de arrasto. Eles podem efetivamente melhorar a eficiência do transporte de fluidos e obter economias de energia significativas. Os redutores de arrasto baseados em-poliacrilamida podem atingir uma taxa de redução de arrasto de mais de 70%, com desempenho significativamente superior ao dos redutores de arrasto baseados em produtos-naturais, mostrando vantagens notáveis no transporte de tubulações de longa-distância e no fraturamento de poços profundos.
(5) Aditivos para perda de fluidos
Os aditivos para perda de fluido são uma classe de aditivos usados para controlar a perda de fluido de fraturamento no reservatório. Eles atuam formando uma torta de filtro densa ou alterando as propriedades do fluido, reduzindo assim a entrada de fluido de fraturamento na matriz do reservatório, melhorando a eficiência do fraturamento e minimizando os danos à formação. Aditivos-à base de partículas, como carbonato de cálcio e pó de sílica, reduzem a perda de fluidos por meio de bloqueio físico; aditivos à base de-polímeros, como poliacrilamida e carboximetilcelulose, inibem a perda de fluido aumentando a viscosidade do fluido; aditivos à base de surfactantes, como sulfonatos, reduzem a perda de fluido alterando a molhabilidade da rocha.
(6) Quebra-gel
Os quebradores de gel (degradadores de espessante) são usados para transformar fluidos que transportam areia de alta-viscosidade-em líquidos de baixa{2}}viscosidade, facilitando seu retorno e melhorando a condutividade do reservatório. Por exemplo, ácidos orgânicos fracos como formato de metila e acetato de etila reduzem a viscosidade através de hidrólise ácida; e bi-enzimas como a hemicelulase podem quebrar suavemente os géis por meio de degradação específica.
