Qué mide el crush test
Dentro de la fractura, la arena queda sometida a la tensión de cierre de la formación. Si los granos se rompen, los fragmentos ocupan los poros del empaque y reducen la capacidad de flujo. El ensayo de resistencia a la compresión, o crush test, cuantifica ese fenómeno: mide qué porcentaje de finos se genera cuando un empaque de arena se carga a una tensión determinada.
No se ensaya un grano individual. Se ensaya un conjunto de granos en contacto, que es como trabaja el material en el pozo.
Cómo se realiza
1. Preparación. La muestra se tamiza para quedarse solo con la fracción designada (por ejemplo, entre malla 40 y malla 70). Los granos fuera de rango se descartan.
2. Cálculo de la masa. La cantidad de arena que se coloca en la celda se calcula a partir de la densidad bulk, de modo que la carga por unidad de superficie sea siempre la misma. Por eso la densidad se determina antes.
3. Carga de la celda. La arena se vierte en una celda cilíndrica de acero y se nivela con cuidado. Un llenado desparejo altera el resultado.
4. Aplicación de la tensión. Una prensa hidráulica aplica la carga a velocidad controlada hasta alcanzar la tensión objetivo, que se mantiene durante dos minutos.
5. Tamizado posterior. El material se retira y se tamiza nuevamente. Todo lo que ahora pasa por el tamiz inferior de la fracción se considera fino generado.
6. Cálculo. Los finos se expresan como porcentaje de la masa ensayada.
Qué significa "soporta 6.000 psi"
El resultado se expresa habitualmente como clasificación K: la mayor tensión, en miles de psi, a la que el material genera hasta 10 % de finos. Una arena 6K es la que, ensayada a 6.000 psi, no supera ese 10 %.
Para encontrar ese valor se ensaya a tensiones crecientes. Si a 5.000 psi se obtiene 6 % de finos, a 6.000 psi 9 % y a 7.000 psi 13 %, la clasificación es 6K.
Por qué es el ensayo decisivo
La granulometría se corrige con clasificación y la turbidez con lavado. La resistencia, en cambio, depende de la naturaleza del grano: mineralogía, forma, fisuras internas y carácter mono o policristalino. Ningún proceso de planta transforma una arena débil en una resistente.
Fuentes habituales de error
- Muestra mal cuarteada, con segregación por tamaño.
- Densidad bulk mal determinada, que altera la masa cargada.
- Superficie del empaque sin nivelar.
- Velocidad de carga o tiempo de mantenimiento distintos a los normalizados.
- Tamizado posterior insuficiente.
Por estas razones, los resultados de crush solo son comparables cuando se obtienen con el mismo procedimiento.
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El laboratorio de GEXPLO realiza ensayos de caracterización de arenas bajo API 19C como unidad técnica independiente. Consultas: info@gexplo.com