ARENAS PARA FRACTURACIÓN HIDRÁULICA (Frac Sands)

Arenas para fracturación hidraúlica (Frac Sands)

AMP® suministra equipos y sistemas para la producción de este tipo de arenas, adecuadas para su utilización en el proceso de "fractura hidráulica" (frac sands), que cumplan con la normativa del American Petroleum Institute, la API Americana, recogida en su norma RP 56.

Las elevadas exigencias derivadas del cumplimiento de esta norma, tienen como consecuencia que el número de yacimientos explotables para esta aplicación específica sea escaso, por lo que las reservas disponibles suelen resultar limitadas, incrementándose generalmente el precio de este producto.

De modo prioritario, esta materia prima deben ser arenas silíceas con alto contenido de SiO2, superior al 99%, partiendo básicamente de yacimientos de origen sedimentario, o areniscas cuarcíticas. Típicamente, los yacimientos de arenas silíceas en los que se producen arenas para las industrias de vidrio, fundición y filtros, pueden resultar aptos para la producción de estas arenas aptas para la fracturación hidráulica, aunque no todos tienen por qué ser validos.

Las características primordiales de estas arenas aptas para la fracturación hidráulica, así como su grado de esfericidad, inexistencia de otras impurezas o minerales contaminantes, y una granulometría que permita obtener fracciones gruesas, medias y finas en las proporciones adecuadas, son otras exigencias que limitan la disponibilidad de unas arenas brutas adecuadas para esta aplicación.

Afortunadamente, España es un país en el que este tipo de arenas son abundantes, por lo que es de esperar que no resulte problemático encontrar yacimientos apropiados para ello; si bien la reciente, y problemática aún, implantación de la extracción de gas pizarra por fractura hidráulica, no ha supuesto hasta la fecha una gran movilización en la búsqueda de este mineral y menos grandes inquietudes para su puesta en disponibilidad en el mercado.

Es importante para el éxito del proceso de fractura hidráulica, que la disposición de estas arenas silíceas cumpliendo la normativa esté próxima a la zona de consumo ya que de otro modo, el coste de su transporte podría hacer económicamente inviable la explotación en ciertos casos.

Una de las principales exigencias para las arenas aptas para la fractura hidráulica, es su grado de esfericidad, que deberá ser superior a 0.6 y, por ello, muchos depósitos actualmente en explotación podrían resultar descartados de entrada. Arenas eólicas, tipo Segovia, o aluviales, tipo Cádiz, podrían considerarse como de esfericidad típica a estos efectos.

Los tamaños de grano recomendados por la norma API RP 56, corresponden a las siguientes fracciones:

Tamices ASTM  mm
8/12 2.38-1.68
10/20 2.00-0.84
20/40 0.84-0.42
70/140 0,210-0,105

La fracción 20/40 (0,42-0,84 mm) es la más ampliamente utilizada.

La resistencia a la rotura exigida a estas arenas para fractura hidráulica, deberá tener valores entre 600 y 4000 psi, aplicados de acuerdo a un ensayo determinado, y considerando además que la generación de finos de diferentes tamaños en el ensayo deberá encontrarse dentro de unos límites definidos.

Las arenas aptas para la fractura hidráulica deberán presentar una pérdida de peso por solubilidad en HCl inferior a 2 % ó 3 %, dependiendo de cuál sea la fracción granulométrica ensayada. Este ensayo tiene por objeto determinar la cantidad de mineral “no silíceo” que está presente en la arena.
Y, por último, estas arenas deberán presentar un mínimo contenido de partículas de la fracción arcilla/lodo, para lo que deberán ser tratadas mediante un tratamiento de lavado altamente eficaz, incluyendo un proceso de lavado por alta energía mediante atrición, si ello resultase necesario.