3.- bonus track yacimientos_ac.pdf

7/25/2019 3.- BONUS TRACK YACIMIENTOS_AC.pdf

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Especializacin Ingeniera de Yacimientos de Gas. 3/2013Especializacin Ingeniera de Yacimientos de Gas. 3/2013


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Especializacin Ingeniera de Yacimientos de Gas. 3/2013

Yacimientos de HidrocarburosEn general, los hidrocarburos, petrleo crudo y gas natural, se encuentran en el subsuelo en losespacios porosos de capas o estratos de ciertos tipos de rocas, que ocupan la parte superior dela corteza terrestre.

Para que una capa de roca pueda calificar como un yacimiento de buena calidad, debe cumplircon varios criterios.

Los yacimientos de buena calidad tienen buena porosidad y permeabilidad. La porosidad esuna medida de los espacios vacos o porosos en la roca.

Porosidad Permeabilidad


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(Del latn conventionlis).

2. adj. Que resulta o se establece en virtud de precedentes o decostumbre.

3. adj. Dicho de una persona, de una actitud, de una idea, etc.: Pocooriginales y acomodaticias.

4. adj. Dicho de un acto, de una costumbre, de una indumentaria, etc.:

Que se atienen a las normas mayoritariamente observadas.

Fuente: Diccionario de la Lengua Espaola - Vigsima segunda edicin, 2010.

Qu es Convencional?


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Convencional No Convencional

Cualquier lugar en el rticoCualquier lugar en una

cuenca petrolfera conocida

En la Perforacin de un Pozo Petrolero


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Tipos de Yacimientos de Hidrocarburos

Tipos de YacimientosdeHidrocarburos

(Petrleo o Gas)

Yacimientos Convencionales

Yacimientos No Convencionales

Yacimientos Convencionales de Hidrocarburos (Petrleo o Gas)

Son aquellos yacimientos que tienen la capacidad de producir a tasas de flujos rentables y queproducirn volmenes econmicos de petrleo o gas, sin la aplicacin de tcnicas especialesde recuperacin, tratamientos masivos de estimulacin o tecnologas de punta.

Yacimientos No Convencionales de Hidrocarburos (Petrleo o Gas)

Son aquellos yacimientos que no pueden ser producidos a tasas de flujosrentables o que no pueden producir volmenes econmicos de petrleo o gas,sin la aplicacin de estimulaciones masivas, procesos especiales derecuperacin o tecnologas especiales, como la inyeccin de vapor.

Fuente: Stephen A. Holditch, 2.001


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Yacimientos ConvencionalesPequeos volmenes fciles

de desarrollar

Yacimientos No ConvencionalesGrandes volmenes difciles

de desarrollarTecnologa

mejorada

Precios

altos

El Triangulo de Recursos paraYacimientos de Petrleo y Gas

Fuente: Rogner H-H: An Assessment of World Hydrocarbon Resources, IIASA, WP9626, May 1996.


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YacimientosConvencionalesPequeos volmenes

fcilesde desarrollar

Yacimientos NoConvencionales

Grandes volmenes

difcilesde desarrollar

Tecnologamejorada

Preciosaltos

Hacia la base del triangulo

los yacimientos son de bajacalidad, lo cual usualmentesignifica que la permeabilidad delos yacimientos est decreciendo.

Sin embargo estos yacimientos

de baja permeabilidad sonfrecuentemente mucho msgrandes que los yacimientos demejor calidad.

Los yacimientos de gas de baja calidad requieren tecnologa mejorada y un precio adecuado del

gas, antes de que estos yacimientos puedan ser desarrollados y producidos econmicamente.

Sin embargo, el tamao de los yacimientos puede ser muy grande cuando se compara con losyacimientos convencionales o yacimientos de mejor calidad.

Fuente: Rogner H-H: An Assessment of World Hydrocarbon Resources, IIASA, WP9626, May 1996.

El Triangulo de Recursos paraYacimientos de Petrleo y Gas


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Formacin de un Yacimiento Convencional

Es aquel donde los hidrocarburos han migrado desde una roca madre, lutitas, a una roca

yacimiento, principalmente areniscas o calizas.

Ventana de Gas

Ventana dePetrleo

InmadurezTermal

Mene dePetrleo

Roca Sello

Un yacimiento convencional de hidrocarburos es el producto o resultado de un sistemapetrolfero convencional.

Los sistemas petrolferos nicamente existen en cuencas sedimentarias.


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Texto : L. Magoon y L. Dow, AAPG Memoir 60, 1994. Representacin Grafica:R. Lander, Agosto 1998. Modificado R. Lander , 2011.

Es un sistema natural constituido por dos (2) partes interdependientes, una deellas formada por rocas y denominada Elementos Geolgicos Esencialesy la otra,formada por eventos dinmicos y denominada Procesos,las cuales conforman laUnidad Funcional que genera acumulaciones de hidrocarburos en una cuencasedimentaria.

Acumulaciones de Hidrocarburos

ProcesosInterdependencia

Roca MadreRoca Reservorio

Roca Sello

RocaSoterramiento

ElementosEsenciales

n

Formacinde la Trampa

GeneracinMigracin

Unidad Funcional

TrampaEstratigrfica

Trampas EstructuralesSistema Natural

AcumulacinPreservacin

Sistema Natural

Sistema Petrolfero Convencional


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Yacimientos Convencionalesy No Convencionales

La diferencia est determinada por las condiciones geolgicas del yacimiento y por la

tecnologa requerida para extraer el hidrocarburo del yacimiento.En la explotacin de los yacimientos convencionalesse utilizan las tecnologas existentes, encambio los yacimientos no convencionales usualmente requieren nuevas y ms costosastecnologas de recuperacin.

Losyacimientos convencionales de petrleoson aquellos que producen por mtodos primarios

o secundarios de recuperacin.

Durante la fase de recuperacin primaria de un yacimiento convencional de petrleo, el crudoes extrado a la superficie por la presin natural yacimiento.

La fase de recuperacin secundaria tiene por objeto mantener la presin del yacimiento, y porlo tanto la produccin, mediante la inyeccin de agua o gas.

El petrleo que se produce por los mtodos de recuperacin terciaria, llamados mtodos derecuperacin mejorada (Enhanced Oil Recovery Methods), los cuales son mtodos derecuperacin que involucran sustancias no presentes en el yacimiento: CO2, vapor o qumicos,por definicin se denomina petrleo no convencional.


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Ingeniero de Yacimientos

Los yacimientos no convencionales no pueden ser producidosmediante pozos verticales y/o pozossin realizar estimulaciones.

Se requiere de pozos horizontales y/o la realizacin de algn tipo deintervencin para incrementar la movilidad del petrleo.

La movilidad del petrleo depende de la permeabilidad de la roca y dela viscosidad del fluido.

De acuerdo a esto, las lutitas gasiferas y las arenas bituminosas sonyacimientos no convencionales.

Yacimientos No Convencionalessegn la Profesin


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Petrofsico

Por debajo de la permeabilidad critica no es posible medir lapermeabilidad con precisin mediante mtodos convencionales.

El USGS (EE.UU.) denomina a un yacimiento con menos de 0,1 md

de permeabilidad, un yacimiento apretado o de baja permeabilidad.

El micropermeametro (aparato que mide la permeabilidad en ncleos),no tiene resolucin para realizar lecturas por debajo de 0,01 md.

Algunos petrofsicos creen que valores de permeabilidad entre 1 md y0,01 md, representan los limites dentro de los cuales un yacimientoses no convencional.


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GelogoEn un yacimiento no convencional de hidrocarburos, uno o mselementos geolgicos esenciales y/o procesos del modelo clsico deun sistema petrolfero (roca madre, roca yacimiento, trampa, sello,

generacin, migracin) no existe.

Por ejemplo, el gas de lutitas gasiferas es producido de la misma rocamadre, sin necesidad de roca yacimiento, trampa o sello.

El bitumen es slido o semislido, por lo tanto la presencia de unatrampa o un sello en el yacimiento no es necesario (solo fueronnecesarios para permitir que el petrleo se acumulara).



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Tipos de YacimientosNo Convencionales

YacimientosNo Convencionales

(UnConvent ionalReservoirs)

Lutitas Gasferas (Gas Shale)

Arenas Apretadas de Gas (Tigh t Gas Sands)

Gas Metano de Capas de Carbn(Coalbed Methane)

Hidratos de Gas Metano (Gas Hydrates)

Petrleo Extra Pesado (Extra Heavy Oil)

Arenas Petrolferas de Baja Permeabilidad(Low Permeabi l i ty Oi l)

Arenas Bituminosas (Tar Sands)

Yacimientos con Alta Presin y AltaTemperatura

(High Pressu re High TemperatureReservoirs)

Lutitas Petrolferas (Oil Shale)


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Definiciones

ViscosidadEs una medida de la resistencia al flujo de un fluido. La viscosidad es importante para laingeniera de yacimientos, porque la viscosidad del petrleo a la temperatura de yacimientodetermina la facilidad que tiene el petrleo de fluir hacia el pozo para su extraccin. Seexpresa en centipoises (cP).

DensidadEs una medida de la masa por unidad de volumen y es importante para los refinadores porquees un indicador de rendimiento en la destilacin del petrleo. Se expresa en grados degravedad API.

Fuente: U.S. Geological Survey Fact Sheet 70-03, August 2003: Heavy Oil and Natural Bitumen--Strategic PetroleumResources By Richard F. Meyer and Emil D. Attanasi.


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Petrleo Extra - PesadoPetrleo que tiene una gravedad API menor de 10 y una viscosidad no mayor de 10.000centipoises. Cuando no se dispone de mediciones de la viscosidad se considera como limiteinferior 4 API para petrleo extrapesado.

Petrleo PesadoPetrleo que tiene una gravedad API entre 10 y 20 inclusive y una densidad mayor de 1.000grs/cm3.

Bitumen Natural

Es un petrleo que tiene una viscosidad mayor de 10.000 centipoises bajo las condiciones deyacimiento y una gravedad API menor de 10 API. El bitumen natural es inmovible en elyacimiento.

Petrleo Extra Pesado, Pesado y Bitumen Natural(World Energy Council 2007)

Fuente: World Energy Council 2007, Natural Bitumen and Extra-Heavy Oil, Survey of Energy Resources 2007


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Fuente: U.S. Geological Survey Fact Sheet 70-03, August 2003: Heavy Oil and Natural Bitumen--Strategic Petroleum Resources by Richard F. Meyer and Emil D. Attanasi.

Petrleo ExtraPesadoEs la porcin de petrleo pesado que tiene una gravedad API menor de 10 y una viscosidadde 100 a 10.000 Centipoises a 60 F (15,6 C). Comnmente requiere la adicin de diluentes(petrleo liviano, lquidos del gas natural, condensado) para ser transportado en oleoductos.Igualmente debe ser mejorado qumicamente para reducir la viscosidad y remover loscontaminantes antes de ser refinado.

Petrleo PesadoSe define como un petrleo asfltico, denso, viscoso, se caracteriza por su contenido deasfltenos, el limite superior de gravedad API es 22 y la viscosidad est entre 100 y 10centipoises (cP) a 60 F.

Bitumen NaturalTambin conocido como arenas bituminosas, comparte los atributos del petrleo pesado,pero es ms denso y viscoso, tiene una viscosidad mayor de 10.000 centipoises (cP) a 60 F.El bitumen natural es inmovible en el yacimiento

Petrleo Extra Pesado, Pesado y Bitumen Natural(U.S. Geological Survey 2003)


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Arenas Bituminosas (Tar Sands)Athabasca, Alberta, Canad

Fuente: Global Forest Watch Canada

La arenas bituminosas (Tar Sands or Oil

Sands), son depsitos de arena y arcillasaturados con bitumen.

Ocupan el segundo lugar entre los depsitosde petrleo ms grande del mundo.

Actualmente producen ms de 1 MM B/D depetrleo sinttico y el principal destino deexportacin es los EE.UU.El bitumen es petrleo en estado slido osemislido, que requiere mtodos derecuperacin no convencionales, comominera a cielo abierto o en el caso de

depsitos ms profundos, la inyeccin devapor para hacer que fluya a la superficie,luego es procesado o mejorado paraconvertirlo en crudo sinttico.

150 3000

rea de explotacin superficial

reas administradas

AthabascaArea

CordLakeArea

PeaceRiverArea


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Las operaciones mineras alcanzan hasta los 100 metros de profundidad desde la superficie.

Fuente:

La produccin de las

arenas bituminosasde Athabasca esconocida como lams costosa delmundo.

El precio mnimo delbarril producido debe estar entre 60 y 90 US$, para que los proyectos sean rentables.



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Especializacin Ingeniera de Yacimientos de Gas. 3/2013Fuente: Jiri Rezac / WWF-UK, Unconventional Oil Scraping the bottom of the barrel.

La extraccin seextiende tan lejoscomo alcanza la

vista en Alberta.



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Faja Petrolfera del Orinoco, Venezuela

Superficie= 55.314 Km2

Arenas Bituminosas, Athabasca, Canad

Petrleo pesado y extra pesado ( < 10,000 cPo)

Superficie= 45.000 Km2

Arenas Bituminosas/Bitumen ( > 10,000 cP)

Diferencias entre la FPO y Athabasca

Temperatura reservorio= 11C > 1,000, 000 cPo, < RGP, < KProduccin termal: Obligatoria

Temperatura reservorio= 53C= 1,500 to 3,000 cP, > RGP, > K

Produccin en fro: Posible

Fuente:

Diferencias decisivas

Gradiente GeotrmicoyRelacin

Gas - Petrleo


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La definicin de arenas petrolferas de baja permeabilidad es difcil, debido a que BajaPermeabilidadtiene diferentes significados para los profesionales y especialistas del medio.

Para los profesionales en los EE.UU. o Canad, baja permeabilidad se refiere a algo comomenos de 0,01 md.

En otras reas del mundo un yacimiento en el rango de 5 a 10 md puede ser considerado de

baja permeabilidad.

De acuerdo a la literatura, la definicin para yacimientos de baja permeabilidad se refiere aaquellos yacimientos cuya permeabilidad es menor de 1 md.

Sin embargo algunos profesionales para definir arena neta petrolfera o arena neta gasifera,usan un valor de corte de 1 md para yacimientos de petrleo y 0,1 md para yacimientos degas, respectivamente (Law et al. 2001).

Los yacimientos petrolferos de baja permeabilidad, solo pueden producir comercialmentecuando son estimulados mediante fracturas hidrulicas.

Arenas Petrolferas de Baja Permeabilidad(Low Permeability Oil)

Fuente: Schlumberger Oilfield Glossary


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La baja permeabilidad es causada por minerales de arcillaen los poros o espacios intertisciales entre los granos dearena.

Fuente: Low-permeability Reservoirs, Offshore Southeast Korea, by Byeong-Kook Son, Korea Institute of Geoscienceand Mineral Resources (KIGAM).

Arenas Petrolferas de Baja Permeabilidad(Low Permeability Oil)


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Son rocas sedimentarias de grano fino que contienen cantidades significativas de kergeno,

que mediante la aplicacin de tecnologas se extrae hidrocarburos lquidos o gas de lutitaspetrolferas.Los depsitos de lutitas petrolferas constituyen uno de los mayores depsitos dehidrocarburos no convencionales en el mundo.El kergeno de una lutita petrolfera puede ser convertido en petrleo a travs de los procesosqumicos de pirolisis, hidrogenacin o disolucin trmica.

Se ha producido petrleo de lutitas petrolferas desde hace ms de 60 aos, aplicando unavariedad de tecnologas las cuales son demasiado costosas y con un significativo impacto en elmedioambiente. Estas tecnologas incluyen la explotacin a cielo abierto, subterrnea y lastecnologas in-situ.Los mtodos superficiales convencionales trasportan la lutita para un proceso de destilacin

por calentamiento, se recupera y se enfra el petrleo, y se desecha la lutita procesada. La fasede calentamiento es muy corta y el petrleo resultante es de una calidad que requiere unprocesamiento significativo.El proceso de descomposicin del kergeno y su transformacin, ocurre entre 300 a 480 C.

Lutitas Petrolferas(Oil Shale)

Fuente: Shell Frontier Oil & Gas Inc. Oil Shale Research and Development Project, Feb 2006.


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Oil Shale Research

and Development

Project, Feb 2006.

Lutitas Petrolferas(Oil Shale)


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Se refiere a aquellos yacimientos o pozos que son ms calientes o de mayor presin que lamayora.

En el Reino Unido, se define como yacimientos de alta temperatura y alta presin, a aquelloque tienen una temperatura de fondo permanente mayor a 300F (149C) y una presin de

poros no menor de 0,8 psi/ft (+ o15,3 Lb/gal) o requieren un BOP mayor de 10.000 psi.

Aunque el termino a sido utilizado recientemente, muchos pozos que cumplen con ladefinicin han sido perforados y completados alrededor del mundo por dcadas.

Yacimientos con Alta Presiny Alta Temperatura

(High Pressure High Temperature Reservoirs)

Fuente: Shell Frontier Oil & Gas Inc. Oil Shale Research and Development Project, Feb 2006.


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Yacimientos No Convencionales de Gas

Yacimientos NoConvencionales de Gas

Lutitas Gasiferas(Shale Gas)

Arenas Apretadas de Gas(Tigh t Gas Sands)

Gas Metano de Capas de Carbn(Coalbed Methane)

Hidratos de Gas Metano(Gas Hydrates)

El gas natural que puede ser producido a travs de la presin del yacimiento que lo contiene,

sin necesidad de realizar ningn trabajo de estimulacin, se considera como gas convencional.


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Yacimientos Convencionales yNo Convencionales de Gas

Esquema Geolgico


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Caractersticas de los YacimientosNo Convencionales de Gas

Solo Gas Libre

Arenas Apretadas de Gas

Gas Libre y Absorbido Solo Gas Absorbido

Lutitas Gasiferas Metano de Carbn% COT% COT % COT1 40

La caracterstica comn es la baja permeabilidad

Desarrollo Histrico de la Industria


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1821: Se perfora el primer pozo comercial productor de gas naturalde lutitas gasiferas en Fredonia, New York. El pozo fuecompletado en la lutita Dunkirk, rica en materia orgnica.

1859: Edwin Drake perfor el primer pozo productor comercial depetrleo, dando inicio a la industria petrolera en los EE.UU.

18601920: El consumo de gas natural, incluyendo el producido delutitas fracturadas someras y de baja presin de lascuencas Appalachian e Illinois, est limitado aciudades cercanas a los campos productores.

1930-1940: Se desarrolla la tecnologa para la construccin degasoductos de gran dimetro, lo cual hace posible latransmisin de grandes volmenes de gas de loscampos ubicados en el centro y sureste de los EE.UU.a las ciudades del noreste. Ocurre un crecimientoexponencial de la industria del gas natural.

1945-1950: Se utiliza por primera ves el fracturamiento hidrulicopara estimular pozos de petrleo y gas. En 1947se realiza el primer fracturamiento hidrulico en unpozo de gas, operado por Pan American PetroleumCorporation en Grant County, Kansas.

Desarrollo Histrico de la Industriadel Gas de Lutitas en los EE.UU

Desarrollo Histrico de la Industria


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Especializacin Ingeniera de Yacimientos de Gas. 3/2013Fuente: DOE websiteUS Department of Energy, March 2011.

1970-1975: Se desarrolla la tecnologa de perforacin con motores de fondo, uncomponente clave en la tecnologa de perforacin direccional. Las

capacidades de perforacin direccional continan su avance en lasprximas tres dcadas.1975-1985: El temor de que las reservas de gas natural estaban disminuyendo,

induce a investigadores financiados por el gobierno a desarrollarmtodos, para estimar los volmenes de gas en yacimientos noconvencionales de lutitas, arenas apretadas y capas de carbn y amejorar los mtodos de extraccin del gas de estos yacimientos.Lutitas profundas, como Barnett en Texas y Marcellus enPennsylvania, son conocidas, pero se cree que tienen ceropermeabilidad y por lo tanto se consideran no econmicas.

1985-1990: La compaa Mitchell Energy realiza estudios tcnicos quecombinan diseos largos de fracturamiento, rigurosascaracterizaciones de yacimientos y perforacin horizontal, para

lograr produccin econmica de la lutita Barnett.2003-2004: La produccin de gas de la lutita Barnett sobrepasa la produccinde playshistricos como la lutita Appalachian-Ohio y los playslutticos de Antrim de la Cuenca Michigan.

2005-2010: La produccin de gas de la lutita Barnett alcanza los 5.000 MM PCD.Se desarrollan otros playsimportantes en cuencas mayores.



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Fuente: Curtis, J.B., 2002, Fractured shale-gas systems: AAPG Bulletin, v. 86, p. 1921-1938.

La primera produccin de gas de la lutita Barnett en la cuenca Fort Worth fue en 1981, por laCorporacin de Energa y Desarrollo Mitchell.

Hasta el xito de la lutita Barnett, se pensaba que las fracturas naturales eran necesarias en laslutitas gasiferas.

Los plays de lutitas gasiferas son vistos actualmente como plays tecnolgicos donde los

avances en la perforacin horizontal, las estimulaciones por fracturamiento y elfracturamiento en mltiples etapas, el cartografiado ssmico de micro fracturas y la aplicacinde ssmica 3D, han contribuido al xito de la produccin de los pozos en lutitas gasiferas.


Sh l G T f l


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Shale GasTransforma laMatriz Energtica de Norteamrica

29 agosto 2011


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Experiencia Internacional enLutitas Gasiferas Julio 2010Agosto 2011

Estados Unidos: encabeza la produccin comercial de Shale Gasa Nivel Mundial.

Canad: inici su produccin en el 2005

China: comenz las actividades de perforacin el ao 2010.

Argentina: YPF realiza el primer pozo de Shale Gasen la Cuenca de Neuqun, con una inversincercana a los 10 millones de dlares.

Mxico: Pemex perfor el primer pozo cerca de Ciudad Acua, en el norte de Coahuila en febrerode este ao (2011). Pemex planea una inversin de 20 Millones US$ para estudios de ubicacin yvaluacin del potencial del gas shale y la perforacin de un segundo pozo este ao y dosadicionales durante el 2012.

La comunidad de pases de Europa, India, Australia y otros comenzaron a visualizar recientementelas lutitas gasiferas como fuente de gas.

Austria: la compaa OMV ha iniciados estudios de exploracin cerca de Viena.

Bulgaria: la exploracin est en progreso, Chevron firm un contrato de 30 MM US$ para laexploracin de un deposito de gas en Novu Pazar. Cinco lugares adicionales sern estudiados en elfuturo cercano.

stema etro ero o onvenc ona :


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Es un sistema natural constituido por un solo Elemento Esencial, el cual funcionacomo roca fuente, roca almacn y roca sello, y donde ocurren, al menos, cuatroeventos dinmicos o Procesos:la generacin, expulsin, retencin y craqueo. Este

elemento esencial y sus procesos conforman la Unidad Funcional nica, quetambin genera y produce gas en una cuenca sedimentaria.

Representacin Grafica: R. Lander, Agosto 2011.

Procesos

Lutitas Roca ReservorioRoca Sello

ElementoEsencial

Generacin, ExpulsinRetencin, CraqueoRoca Madre

Unidad Funcional nica

Sistema Natural

Gas libreen:

a)b)

Nanoporos

Kergeno(Alto COT)

Gasadsorbido

en:

stema etro ero o onvenc ona :Lutitas Gasiferas

Procesos Fisicoqumicos que Ocurren


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Procesos Fisicoqumicos que Ocurrenen la Roca Madre

Fuente: Unconventional shale-gas systems: The Mississippian Barnett Shale of north-central Texas as one model forthermogenic shale-gas assessment. Daniel M. Jarvie, Ronald J. Hill, Tim E. Ruble, and Richard M. Pollastro.

Procesos que ocurren en el kerogno que conducen a la formacin depetrleo, gas y pirobitumen (residuo rico en carbono).

Los sistemas lutticos de alta madurez generan altos contenidos degas del kergeno, bitumen y por craqueo del petrleo.

Fuentes de GasCraqueo del KerogenoCraqueo del Bitumen

Craqueo del PetrleoBiodegradacin


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Las lutitas gasiferas son una fuente de gas, actan como rocageneradora del gas que contienen y como roca yacimiento y roca sello

del gas que pueden producir.

Una lutita gasifera puede ser parte de un sistema petrolfero con

ambos tipos de acumulaciones: convencionales y no convencionales

El gas natural es almacenado en las lutitas en tres formas: gas libreen los poros de la roca, gas libre en las fracturas naturales y como gasadsorbido en la materia orgnica (kergeno) y en las superficies

minerales.

Estos tres diferentes mecanismos afectan la velocidad y eficienciade la produccin de gas del yacimiento.

Lutitas Gasiferas (Shale Gas)

i d l i


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Durante la fase bioqumica de generacindel gas, el gas natural o gas de craqueodel petrleo, inicialmente es adsorbido

en la materia orgnica, o en la superficiede los granos o acumulado dentro de los

espacios porosos de la materia orgnicay permanece all hasta su saturacin.

Luego el gas sobre saturado experimentauna migracin primaria en una fase libre oen fase disuelta hacia los espacios

porosos de la lutita inorgnicasuprayacente.

Parte de este gas ser almacenado en fase libre dentro de los espacios porosos ntergranulares e

intragranulares o fracturas.Despus de la resaturacin, parte del gas natural podra migrar a un yacimiento convencional medianteuna migracin secundaria y formar un yacimiento convencional de gas.

Fuente: Geological characteristics and resource potential of shale gas in China, Zou Caineng 1,2,*,Dong Dazhong 1,2, Wang Shejiao 1,2, Li Jianzhong 1,2, Li Xinjing 1,2, Wang Yuman 1,2, Li Denghua1,2, Cheng Keming 1,2. 1. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development,Beijing, China; 2. State Key Laboratory of EOR, Beijing, China.

Formacin del Gas en Lutitas

Almacenamiento del Gas en


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Almacenamiento del Gas enLutitas Gasferas

El Gas es almacenado en las lutitas gasferas:

2) Como

gas adsorbidoen:b)

a)

1) Comogas libre

en:

a)

b)

Espacios vacosmedidos por la

porosidad

Masa adsorbidamedida porexperimentos de

adsorcin

+ = Gas total

1) El gas en fracturas y en la porosidad matricial es producido inmediatamente.2) El gas adsorbido es liberado debido a declinacin en la presin del yacimiento.


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Estn conformadas por rocas de grano muy fino y muy ricas en materia orgnica, capacesde producir importantes cantidades comerciales de gas bajo un fracturamiento masivo y

extenso.

Las lutitas tienen muy baja permeabilidad matricial, medida en nano-darcies, que sinembargo en la industria petrolera se refiere como sin permeabilidad.

Otro aspecto altamente complicado en las lutitas es la naturaleza de las fracturas,orientacin y la direccin de las fracturas, frecuencia y manera en la cual estas estn abiertaso no.

Las formaciones lutticas tienen la tendencia a ser no homogneas desde una escala macro amicro.

Son altamente estratificadas, por lo que tienden a comportarse como no homogneas en ladireccin vertical, as como son anisotropicas en la direccin horizontal, lo cual significa quelas propiedades varan en el plano horizontal.



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Fuente: World Shale Gas Resources: An Initial Assessment of 14 Regions Outside the United States, April 2011.Energy Information Administration (EIA) U.S. Department of Energy

Microfotografa del Kergeno presente en unNcleo de Lutita (Con Microscopio Electrnico de Barrido)


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Comparacin del Tamao de PorosArenisca Fina Vs Materia Orgnica

(Microscopio Electrnico de Barrido de Doble Emisin Inica Focalizada)

Fuente: From Oil-Prone Source Rock to Gas-Producing Shale Reservoir Geologic and Petrophysical Characterization of Shale-Gas Reservoirs, Q. R. Passey, K. M.Bohacs, W. L. Esch, R. Klimentidis, and S. Sinha, ExxonMobil Upstream Research Co. OGS New Perspectives on ShalesJuly 28, 2010

ndice de Fragilidad (Brittleness)


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ndice de Fragilidad (Brittleness)

Fuente: Wang and Gale, 2009.

Composicin Mineralgica Proporcin Relativa de Minerales de Arcilla

DRX

IF (BI)= (Q + Dol) / (Q + Dol + Lm + Cl + TOC)

Donde: IF (BI) = ndice de FragilidadQ = cuarzo

Cl = arcilla

Dol = dolomita

Lm = calcita

TOC = Carbono Orgnico Total


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Como la permeabilidad matricial es baja , la produccin comercialde gas requiere de fracturas para proveer la permeabilidad necesaria.

Por muchos aos se produjo gas de lutitas gasiferas con fracturasnaturales, pero el gran auge en los aos recientes se debe a las

tecnologas modernas en fracturamiento hidrulico, a los fines de crearextensas fracturas artificiales alrededor del dimetro del pozo.

Igualmente la perforacin horizontal se utiliza con frecuencia enpozos para la explotacin de lutitas gasiferas, la cual puede alcanzar

ms de 10.000 pies (+ 3.000 metros) dentro de la lutita, cuyo objetivoes crear la mxima rea de contacto del pozo con la lutita.


Pozo Vertical vs Pozo Horizontal


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Pozo Vertical vs Pozo Horizontal

PozoHorizontal

PozoVertical

Etapas de Fracturamiento

1Hasta12


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Los pozos horizontales estn expuestos a una mayor zona gasifera, por lo queproducen ms gas que los pozos verticales.

Fuente: Oil and Gas Investors, January 2006. The Booming Barnett Shale, By Gary Clouser, Contributing Editor.

Pozos Horizontales en Lutitas Gasiferas(Shale Gas)


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Fuente: Shale Gas: Applying Technology to Solve AmericasEnergy Challenges, The National Energy TechnologyLaboratory, U.S. Department of Energy, March 2011.

Fracturamiento Hidrulico

+ 10.000 (+3.000 m)

Etapas defracturamiento


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Fuente: Shale Gas: Applying Technology to Solve AmericasEnergy Challenges, The National Energy TechnologyLaboratory, U.S. Department of Energy, March 2011.

Desde el inicio de la seccin horizontal del pozo, se aslan secciones del mismo, se perforael revestidor y se bombea agua bajo alta presin (miles de psi), lo cual va resquebrajando lalutita y creando fracturas que se extienden o propagan por cientos de pies hasta que el bombeocesa.

Junto con el agua se bombea arena, la cual abre las fracturas despus que cesa el bombeo ydisminuye la presin. Las fracturas creadas son de solo una fraccin de pulgada de ancho.

El fracturamiento se realiza por etapas y en cada una se puede utilizar hasta 10.000 barrilesde agua (1.590.000 litros), con una libra de arena por galon de agua (3,785 litros).

Un pozo puede tener hasta 25 etapas de fracturamiento, lo que significa que ms de 10millones de galones de agua son bombeados dentro del pozo durante el proceso decompletacin.

Una parte de esta agua es bombeada fuera del pozo cuando termina el proceso y otro tantoes expulsada cuando el pozo entra en produccin.

Fracturamiento Hidrulico


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Produccin Diaria de Gas de las


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Principales Lutitas de EE.UU

TasaProduccin

Diaria(MMPCD

)

Aos

HaynesvilleBarnett

Fayetteville

Marcellus

Cuencas de los EE.UU.


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Fuente: DOE websiteUS Department of Energy, March 2011.

Cue cas de os UUcon Lutitas Gasiferas Ao 2011

Recursos Recuperables= 862 Tcf

Produccin Diaria de Gas de Lutitas Gasiferas


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Produccin Diaria de Gas de Lutitas GasiferasEE.UU. y Canad / Junio 2009 - MMPCD

Fuente: Geological Characterization of Unconventional Gas Shales Geo. Roger Slatt, Ph.D, 2010.

2009= 8.650 MM PCD2005= 2.110 MM PCD2000= 958 MM PCD

Miles

Km

0 500

8050

2009= 400 MM PCD

Produccin de Gas Natural en EE.UU


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por Fuentes (TCF/Ao)

Much of the technically recoverable natural gas in North America is present in unconventional reservoirs such as tightsands, shale, and coal beds. Over the last decade, production from unconventional sources has increased almost 65

percent, from 5.4 Tcf/year in 1998 to 8.9 Tcf/year in 2007.

Forecast

Flowback y Contaminacin Subterrnea


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El procedimiento de fractura se realiza secuencialmente, oscilandoentre ocho y trece etapas para un pozo promedio de 1,2 km horizontal.

En cada una de las mismas se utilizan entre 1.100 y 2.200 m3de agua,por lo que en una fractura de mltiples etapas (para un nico pozo) seutilizan entre 9.000 y 29.000 m3 de agua, y entre 180 y 580 m3 deaditivos qumicos.

Para todas las operaciones de fractura realizadas en una plataforma deseis pozos, se utilizan entre 54.000 y 174.000 m3de agua, y entre 1.000y 3.500 m3de qumicos.

Semejantes cantidades de agua deben obtenerse en el lugar donde serealiza la explotacin, o en su defecto, transportarse desde otraslocaciones.

Flowbacky Contaminacin Subterrnea

Fl b k C t i i S bt


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Una vez culminado el procedimiento de fractura, el fluido utilizadoregresa a la superficie (fenmeno que en ingls se conoce como

flowback), en proporciones que varan, de acuerdo al pozo, entre un 9%y un 35%.

Por lo tanto, en cada proceso de fractura se producen desechos lquidosque van de los 1.300 a los 23.000 m3, que contienen agua, los qumicosutilizados, componentes orgnicos txicos, metales pesados, y materianatural con residuos radioactivos (denominados NORMs en ingls:

Naturally Ocurring Radioactive Materials).

Por lo tanto, la toxicidad del fluido que regresa a la superficie puedellegar a ser mayor que la del utilizado para la fractura hidrulica,circunstancia que obliga a extremar los cuidados en trminos dealmacenaje y tratamiento de aguas residuales.

Flowbacky Contaminacin Subterrnea

Composicin Volumtrica de un Fluido de


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Fractura para Lutitas GasferasLa perforacin y el fracturamiento hidrulico deun pozo horizontal para gas de lutitas tpico, seestima que requiere entre 3.000.000 y 4.000.000

galones de agua (11,3 a 15,1 MM Lts).

Durante el fracturamiento, un nmero de productos qumicos se aade a la mezcla agua-arena.Cada compuesto qumico tiene un propsito especfico, de acuerdo al diseo delfracturamiento, como la reduccin de viscosidad o el crecimiento bacterial.

Vista Area de un Sitio de


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Perforacin para Lutitas Gasferas


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Aspectos Ambientales en la Perforacin y

Produccin de Gasde Lutitas en EE.UU

Un conjunto de leyes federales regulan la mayora de los aspectos ambientales en el desarrollo del gas delutitas:

La Ley de Agua Limpia (Clean Water Act) regula las descargas de agua superficiales asociadas con laperforacin y produccin de gas de lutitas, as como el escurrimiento de aguas pluviales de los sitios deproduccin.

La Ley de Agua Potable Segura (Safe Drinking Water Act) regula la inyeccin subterrnea de fluidos de las

actividades de gas de lutitas.La Ley de Aire Limpio (Clean Air Act) limita las emisiones de aire procedentes de los motores, equipos deprocesamiento de gas y otras fuentes relacionadas con la perforacin y produccin.

La Ley de Poltica Ambiental Nacional (National Environmental Policy Act), indica que la exploracin yproduccin en tierras federales, debe ser analizada profundamente por los impactos ambientales causados.

La regulacin estatal de las prcticas ambientales relacionadas con el desarrollo del gas de lutitas, esrevisada peridicamente y comparada con un conjunto de directrices, elaboradas por un organismoindependiente del cuerpo del estado, la industria y el medio ambiente, conocido como STRONGER(StateReview of Oil and Natural Gas Environmental Regulation).


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Fuente: US Department of Energy, Shale Gas: Applying Technology to Solve Americas Energy Chanlenges, March 2011.

Pozo de Gas de Lutitas en un Centro Poblado


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Pozo de Gas de Lutitas en una Hacienda


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Pozo de Gas de Lutitas en una Hacienda


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Yacimientos No Convencionales de Gas

Yacimientos NoConvencionales de Gas

Lutitas Gasiferas(Shale Gas)

Arenas Apretadas de Gas(Tigh t Gas Sands)

Gas Metano de Capas de Carbn

(Coalbed Methane)

Hidratos de Gas Metano(Gas Hydrates)

El gas natural que puede ser producido a travs de la presin del yacimiento que lo contiene,

sin necesidad de realizar ningn trabajo de estimulacin, se considera como gas convencional.

Cuencas de los EE UU con


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Cuencas de los EE.UU. conArenas Apretadas de Gas

Recursos Recuperables= 349 BPc

C d l EE UU G M t


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Cuencas de los EE.UU con Gas Metanode Capas de Carbny sus Recursos

Recursos Recuperables= 727 Tcf

Comparacin de YacimientosNo Convencionales y Convencionales de Gas


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No Convencionales y Convencionales de GasEE.UU - 2009

FuenteEstimacinGas En Sitio

BPC (Tcf)

TcnicamenteRecuperable

BPC (Tcf)

ProduccinMM PCD

PozosProductores

LutitasGasiferas 3.284 862 8.650 (15%) 29.000

Metano deCarbn 3264 727 4.380 (8%) 10.000

ArenasApretadas de

Gas

5.000 349 15.068 (25%) 85.000

Total Gas NoConvencional 11.548 1.938 28.098 (48%) 124.000

FuenteEstimacin

Gas En SitioBPC (Tcf)

TcnicamenteRecuperable

BPC (Tcf)

ProduccinMM PCD

GasConvencional 1.090 273 31.002 (52%)

Gas NoConvencional

10,5 veces +que el Gas

Convencional

7 veces + queel Gas

Convencional

48% de laProduccinTotal de Gas

Produccin Total

Gas Natural

MM PCD

59.100


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3.- bonus track yacimientos_ac.pdf

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