Swellable Packers for Well Fracturing and Stimulation

Abstract

fax 01-972-952-9435. AbstractReactive element packers (REPs), sometimes referred to as swelling packers or self-energizing packers, offer a simple solution for multiple-zone open-hole completions. These packers are run into the well and begin to swell when they come into contact with various wellbore fluids, with the typical fluids of choice being water-or oil-based fluids. As the packers swell, they seal off the annulus between the liner/casing and the open-hole wellbore to provide isolation between zones with different pressures, or to simply shut off flow in the annulus and prevent migration of fines along the wellbore.As REP technology makes its mark in zonal isolation, application of the technology for fracturing and well stimulation is beginning to be explored. REPs used for frac'ing and stimulation offer a simplified method of breaking the desired zone into smaller sections without adding the cost and complexity that may result from using the traditional cement and perforating methods. This paper will discuss this new application for REPs. Functionality will be discussed, as will possible advantages and disadvantages of using the REP for well stimulation and fracturing. Key packer parameters will be reviewed to help demystify a seemingly infinite number of sizing possibilities. Then, initial testing to verify and validate the packer for this application will be discussed. Finally, this extensive test data will then be shown to validate a complex mathematical prediction model used to determine the REP's capabilities.

Uso de swellable packers en fracturamientos y estimulaciones

“…Como fue mencionado anteriormente, dos grandes grupos de packers existen hoy en día en el mercado: packers de absorción de aceite y packers de absorción de agua (excluyendo la tercera opción de packers híbridos los cuales son menos usados por la complejidad de su uso) (Yakeley et al, 2007). En términos de rapidez de absorción, varias pruebas específicas deben realizarse en las cuales se 3 "Outside diameter", por sus siglas en ingles.…”

“…Por otro lado, en los packers que absorben fluidos con base de aceite, la mayor rapidez de absorción está en los aceites más livianos en comparación con los aceites más pesados (Yakeley et al, 2007).…”

“…Por ejemplo, si un packer es usado en un pozo donde el fluido tiene un bajo potencial de absorción, es posible que el packer no absorba suficiente fluido para ejecutar un buen sello en el hueco (Yakeley et al, 2007 Luego de que fueron realizadas varias pruebas y luego de usar tanto la ecuación 1 como la 2, los resultados del procentaje absorbido fue de 102% para la prueba 1 y de 103% para la prueba 2 (Yakeley et al, 2007). Ambas pruebas fueron simulados en el escenario del peor caso usando una situación adversa en la cual un wash-out 5 significante fue replicado.…”

“…Estas pruebas muestran que, en casos ideales, incluso cuando los packers fueron absorbido a procentajes mayores, los packers aún respondieron y fueron capaces de ejecutar su trabajo (Yakeley et al (2007).…”

Extrusion, slide, and rupture of an elastomeric seal

“…The packers achieve sealing either by mechanical mechanisms (mechanical packers) (Coronado et al, 2002), or by imbibing fluids (swellable packers) (Cai et al, 2010;Druecke et al, 2015;Lou and Chester, 2014). Seals are essential to the two great technological advances in oilfields: horizontal drilling and hydraulic fracturing (Davis and McCrady, 2008;Gavioli and Vicario, 2012;Miller et al, 2015;Yakeley et al, 2007).…”