En la explotación no convencional de hidrocarburos, las arenas de fractura son uno de los insumos indispensables para la perforación de pozos de petróleo y gas. La producción y el rendimiento de un pozo de petróleo o gas, depende del uso de agentes de sostén o apuntalantes, que permiten mantener las aberturas provocadas por la fracturación hidráulica.

Estos agentes de sostén se producen a partir de yacimientos de arena y sílice de alta calidad y reciben el nombre de arena de fractura. Para poder utilizarse como tal, la arena de fractura debe presentar muchas cualidades naturales, entre las que se incluyen la redondez, la alta resistencia y la pureza. Además, debe procesarse con cuidado, conforme a especificaciones muy exigentes que incluyen tolerancias muy estrechas.

En este marco, Natasha Miranda, Jefa de Calidad Laboratorio, de NRG Argentina, detalló los diferentes procesos a lo que es sometida la arena que se utiliza en las fracturas hidráulicas. En diálogo con Vaca Muerta News, repasó los procesos a los que son sometidos las arenas que llegan de las canteras y se transportan a los yacimientos. “En este espacio hacemos todo tipo de muestras bajo la norma API 19C a nuestros clientes internos. Tenemos un laboratorio desarrollado con ISO 9001, 14001 y 45001. Es un laboratorio certificado, con todo un sistema de gestión integrado y desarrollado, para esos clientes”, precisó.

“Para ello nos basamos en la norma API 19C, que es la norma que nos estandariza y que nos dice qué estándares tiene que tener esa arena, para ser un agente de sostén (que se utiliza en fracturas hidráulicas)”, agregó.

El trabajo cotidiano en laboratorios implica la realización de diversos procesos. “Esto dependerá si la muestra viene cruda de cantera o no. Entonces, se debe recrear lo que sucede en la planta, a nivel micro, en el laboratorio. Es decir que habrá que lavarla, luego se secará y entre medio, se realizan análisis granolométricos, para ver qué distribución tiene cruda después del lavado”.

“Recién ahí, se hace el análisis API 19C, y se determina qué tan bueno es ese agente de sostén o en qué rango está, para saber qué presiones aguanta y demás. ¿Qué es la API 19C?, es una norma que estandariza cómo hacemos el procedimiento, son ensayos se hacen de la misma forma en China o en cualquier lugar del mundo y establecen máximos y mínimos, es decir hasta este valor, es admitible para que, por ejemplo, no produzca una turbidez en un pozo”, explicó Natasha.

Los diversos tipos de análisis demoran más de 24 horas. “Desde que llega la arena, estos análisis nos llevan un día o día y medio de trabajo. Son tiempos inamovibles que no se pueden acortar y todo el proceso de API 19C, nos lleva ese tiempo”.

En referencia a todos los procesos de análisis, de las arenas, Natasha dijo que “llega la muestra y se mide la densidad Bulk. Es un ensayo que hacemos para determinar qué densidad tiene esa arena. El dato es muy valioso para saber qué masa de arena van a tener que inyectar en una fractura de arena. Luego se hace la turbidez, para saber qué tan sucia está esa arena”.

“Luego se hace la solubilidad del ácido, se estimula la arena con un ácido y se observa que la arena, como agente de sostén no ceda y no ceda la fractura. Luego se hace el crash test, con una prensa hidráulica. Se somete a una presión, acorde a un tiempo y luego se fija qué tanto de ese material se rompió, es un dato crítico para saber hasta qué presión aguanta esa arena y luego se empieza a hacer más fina, trayendo un problema al pozo”, explicó Miranda.

En otro de los procesos, se observa la arena con una lupa, se saca una foto y se compara la esfericidad y la redondez. “Se observan esas esferas, para ver si es puntiaguda la arena. Mediante un procedimiento, se empaqueta y se somete a presión esas puntas, para verificar que no se rompan y aguanten la presión. Sucede que una esfera es mucho más difícil de romper que una punta. Por eso chequeamos que la arena no tenga aristas”, agregó la Jefa del Laboratorio de NRG Argentina.

En este sentido, Miranda dijo que la calidad de la arena varía mucho dependiendo de dónde viene. “Las arenas de Entre Ríos, ya tienen un trabajo y son arenas que casi están limpias y son más esféricas. En cambio, las arenas de cercanía, tienen más suciedad, más arcilla. Por lo tanto, hay que agregarle en el lavado un proceso donde los granitos deben ser lavados, para que liberen esa arcilla”.

Los procesos y análisis de la arena se realizan bajo estrictas medidas de seguridad y con diferentes elementos de protección. “Actualmente, en el laboratorio trabajan cinco personas. Tenemos un laboratorio en la planta de Allen, donde se hace un control de la producción, para saber si se produce de la manera correcta y dentro de los parámetros que exige esta norma”.

“Todas las muestras que analizamos, se guardan en custodia tres meses y en caso de que hay diferentes resultados en algunas muestras, se utiliza la muestra que teníamos de testigo y la mandamos a analizar a otro laboratorio. Es una forma de tener en custodia esa arena, hasta que estemos de acuerdo en que nos den los mismos resultados”, dijo Miranda.

Consultada por los diferentes procesos de la arena, desde que se extrae de la cantera, hasta que llega a los yacimientos, Miranda afirmó que “la compañía está desarrollada desde la mina hasta el pozo. Contamos con canteras propias donde fuimos testeando las arenas, a medidas que se iba desarrollando la planta. Así desarrollamos la cantera y vamos tomando muestras, analizándolas y viendo que las características de esas arenas se mantengan, desde el crudo, las arenas lavadas, las que están secas, clasificadas, todo el circuito que termina en los almacenes de Añelo y San Patricio de El Chañar”.

Miranda recordó que NRG Argentina tiene canteras propias al sur de General Roca y en Entre Ríos. “Se trata de arenas distintas y son diferentes los tratamientos a los que se someten, distintos análisis que hacemos, acordes a qué queremos averiguar, hasta lograr una radiografía sobre qué composición minerológica tiene la materia prima. Esos análisis los mandamos a hacer a otro lado y nosotros hacemos otros, los que estamos en condiciones de realizar”.

“Mayoritariamente, utilizamos arenas nuestras. Esta es una industria que varía y siempre tratamos de priorizar nuestras canteras. Nuestra planta está produciendo un gran volumen de arena. Cada uno de nuestros silos almacena 3.000 toneladas y tenemos naves de acopio en Añelo, que van a almacenar otras 4.000 toneladas. A eso, se suma Chañar, que estamos ampliando también”, dijo.

Cabe señalar que cada etapa de fractura utiliza entre 200 y 250 toneladas de arena. “Luego dependerá de cuántas etapas tenga ese pozo y el diseño de esa fractura”, explicó Miranda. Y si se piensa que un pozo puede tener 40 etapas, se trata de volúmenes significativos.

En referencia a los volúmenes de arena transportados, una tolva en un camión transporta unas 30 toneladas. “Es decir que mover esa gran cantidad de arena, demanda una gran cantidad de viajes”, cerró Miranda.