Dorado, Luis; Grünhut, Vivian; Llamedo Soria, Pablo

Generalidades de la explotación del petróleo

¿Qué es el Petróleo?

Cadenas de hidrógenos y carbonos (hidrocarburos)

Insoluble en agua y mas liviano que ella

Características

Origen orgánico

Gaseoso Gas Natural

Petróleo crudoLíquidos ySólidos

Base asfaltica

Base parafinica

Base mixta

0,9g/mL

0,75 – 0,85 g/mL

Origen del PetróleoOrigen orgánicoRestos de plantas y animales (principalmente plancton)

250-400 Millones de años

Plancton

Material orgánicoY sedimentos

Materia orgánica

100 Millones de años

Petróleo

Actualidad

Alta presión y temperaturaAcción de bacterias

¿Dónde se lo encuentra?

Zonas de menos de 600 Millones de años

Yacimientos de roca sedimentaria

Lugares donde hubo mar

Filtración a través de la roca Llega a la superficie

Queda atrapado por una roca impermeable(trampas)

Yacimiento

Trampas de petróleo (yacimientos)

Debe existir una roca permeable de forma tal que bajo presión el petróleopueda moverse a través de los poros microscópicos de la roca.

La presencia de una roca impermeable, que evite la fuga del aceite y gas hacia la superficie.

El yacimiento debe comportarse como una trampa, ya que las rocas impermeables deben encontrarse dispuestas de tal forma que no existan movimientos laterales de fuga de hidrocarburos.

Debe existir material orgánico suficiente y necesario para convertirse en petróleo por el efecto de la presión y temperatura que predomine en el yacimiento.

Trampas de petróleo (I)

Anticlinales

80% de las reservas mundiales

Producidos por plegamientos

Plegamientos en las dos direcciones

Trampas de petróleo (II)

Fallas o trampas estructurales

Trampas de petróleo (III)

Estratigráficas Cambios de porosidad y permeabilidaden la propia roca

Capa superior de sedimentosimpermeables

Horizontales o inclinados

Trampas de petróleo (IV)

Rocas Salinas impermeables

Menos densa que la roca reservorio

≈1km

Rara vez llegan a la superficie, pero si lo hacen pueden producir anticlinales y fracturas

Características del reservorio (I)

Rocas porosas y permeables donde se acumula el petróleo Roca reservorio

Rocas impermeables Roca sello

Propiedades del reservorio

Porosidad

Permeabilidad

Saturación de hidrocarburos (2 o mas fases en la roca)

Porosidad= (volumen de huecos) x 100volumen total

Características del reservorio (II) - Porosidad

Medida de espacios huecos en una roca

Según la conexión de sus poros

Conectada

Interconectada

Aislada

Porosidad efectiva = Porosidad total – Porosidad aislada

Características del reservorio (III) - Permeabilidad

Unidades [Darcys]Viscosidad 1 centipoiseVelocidad 1cm/segPresión 1atm

Capacidad de que el fluido fluya a través de la roca

Permeabilidades de reservorios De 5 a 5000 mDarcys

<100mDarcys No rentables

>1000mDarcys Excelentes

Exploración del petróleo

Exploración superficial

Relevamientos topográficos en gran escala (satelitales, etc)

Mapas geológicos

Exploración profunda

Métodos geofísicos GravimetríaSísmica (2D 3D y 4D)Magnetotelúrico

Afloramiento rocas sedimentarias

Pozo de exploración

Perfilaje eléctrico

Perfilaje geoquímico

Perfilaje térmico

Cronometraje de perforación

Fotografías de las paredes del pozo

Mapa geológico de la Argentina

Exploración del petróleo – Gravimetría (I)

La gravedad depende de la altitud, latitud, y densidad de la corteza terrestre.

La gravedad puede medirse tanto sobre la corteza, desde un avión o un satélite

Satélite Grace

Domo salino

Trampa estructural

Exploración del petróleo – Gravimetría (II)

Líneas isogravimétricas revelan la posible estructura profunda.

Estructuras a gran profundidad solo se distingen sí tienen una gran extensión

Estructuras superficiales normalmentecausan anomalías locales

Cuencas sedimentarias grandes (superficiales) pueden causar anomalías regionales

Sísmica submarina

Camiones vibradores Línea de

detectores

Sísmica terrestre

Fuente de ondas elásticas:Explosivos, camiones vibradores, etc

Receptores (geófonos) unidos entre si y a una estación receptora

Un programa analiza las señales registradas y computa un modelo del subsuelo.

Exploración del petróleo – Sísmica de reflexión (I)

Exploración del petróleo – Sísmica de reflexión (II)

Resultados obtenidos con sísmica 3D

Exploración del petróleo – Magnetotelúrico (I)

Campo inducido y que contiene información sobre la estructura eléctrica del terreno.

Se utiliza aerotransportado para detectar depósitos sedimentarios y sus espesores.

Tipos de pozos petroleros

Pozos de exploración: experimentales o de cateo, pozos de descubrimiento,pozos de delimitación, pozos secos.

Pozos de desarrollo: producen gas y petróleo.

Pozos de geopresión y geotérmicos: producen agua a presión y temperaturaextremadamente elevadas que puede contener hidrocarburos.

Pozos mermados o casi agotados: producen < 10 barriles diarios.

Pozos de múltiples zonas: una columna de tubos en un mismo pozo.

Pozos de inyección: bombean aire, agua, gas o productos químicos.

•Pozos de servicio: recuperación de accesorios, colocación de obturadores, •evacuación del agua salada.

Métodos de Perforación

•Perforación por percusión o con cable: Antiguo y en desuso. Se eleva •y deja caer una barrena cincel con vástago sujeta al extremo de un cable.

•Perforación rotativa: torre, tubería, cabestrante, mesa o plataforma,• mezcladora, bomba de lodos, motor.

•Perforación rotopercutante: método combinado.

Turboperforación: Aumento de potencia mediante empleo de turbinas.

Perforación direccional: perforación rotativa siguiendo trayectoria curva

•Otros métodos: perforación abrasiva, con explosivos.

•Abandono: Cuando el yacimiento deja de ser productivo, •se taponan los pozos con cemento y se retira el equipo.

Perforación Rotativa

Técnicas de perforación: Acople de secciones de tubería para aumentar la profundidad. La columna de perforación se suspende de la torre.

Lodo de perforación: Líquido compuesto de agua o petróleo y arcilla. Refrigera y lubrica la tubería y expulsa fragmentos de roca triturados. Chorros de lodo facilitan la perforación.

•Revestimiento y cementación: Tubería de acero •que reviste el pozo. Evita derrumbes y protege •estratos de agua dulce. Árbol de Navidad •(válvulas para controlar la presión).

Perforación Rotativa

Trépanos

AGUA

CONDUCTOR

CASING DE SUPERFICIE

TUBING

CASINGINTERMEDIO

CAÑERIA PERDIDA

CASING DEPRODUCCION

GASPETROLEO

AGUA

Terminación: Proceso de poner un pozo en producción

Se extraen la tubería de perforación y la barrena.

Se cementa el tramo final de revestimiento y se limpia el oleoducto.

Se introduce en el pozo una pistola de perforación (cargas explosivas crean aberturas para que el petróleo y el gas fluyan al pozo).

•El flujo de petróleo se controla mediante •válvulas (árboles de navidad).

•Se eliminan agua y sedimentos del petróleo •crudo obtenido.

Terminación del pozo

Producción y conservación.

Fases de la vida del yacimiento:

1° Fase - Producción emergente: el flujo lo contola la presión natural, debida al gasdisuelto en el petróleo, al gas a presión atrapado encima del petróleo y a la presión hidráulica del agua atrapada debajo. La presión disminuye a medida que se extrae petróleo y gas.

2° Fase - Producción por presión artificial: se inyecta gas a presión cuando se agota la presión natural.

3° Fase - Agotamiento o Producción marginal: los pozos sólo producen intermitentemente. Tasas actuales de recuperación > 60% antes de “secar” el pozo.

Bomba para Extracción de Petróleo

Medidas para conservar los yacimientos petrolíferos

•1° Unificación: explotar un campo como una sola unidad para mantener la presión.• Intervención de compañías diferentes. La producción total se distribuye entre las• compañías.

•2° Espaciado: Delimitación y correcto emplazamiento de los pozos para maximizar• la producción. Evitar exceso de perforaciones.

Producción y conservación

•Acidificación: se bombea ácido para abrir canales de flujo mediante la reacción de los químicos y los minerales. Ácido clorhídrico para disolver formaciones calizas. Ácido fluorhídrico (ácido antilodo) para disolver arenisca. Ácidos fórmico y acético en yacimientos profundos de caliza y dolomita.

•Fracturación: Fuerza la apertura de canales bombeando líquido a alta presión con materiales para producir fracturas (arena, metal, químicos). Se añade nitrógeno para estimular la expansión.

•Mantenimiento de la presión: Inyección de agua o gas (aire, nitrógeno, CO2 y gas natural). Se perforan pozos de inyección auxiliares.

Inyección de fuego: Se inyecta aire u oxígeno para inflamar parte del petróleo crudo. El calor reduce la viscosidad. Los gases calientes elevan la presión.

Inyección de vapor: Se inyecta vapor a muy alta T por 2 semanas. Se cierra el pozo otra semana. Se reabre el pozo y el crudo menos viscoso fluye por el pozo.

Métodos de recuperación

• Los equipos se instalan, manejan y mantienen en una plataforma.

• La torre sirve para suspender y hacer girar el tubo de perforación, en cuyo extremo está el trépano.

Perforación submarina

Producción Mundial 1 barril=158,9873litros

Países del mundo con más petróleo en el subsuelo:

Cuencas petrolíferas ArgentinasReservas y Producción

Actualmente existen cinco cuencas productoras de hidrocarburos:-Cuenca del Golfo San Jorge-Cuenca Neuquina -Cuenca Cuyana -Cuenca del Noroeste -Cuenca Austral

Producción total de las cuencas argentinas al 2006*:

38.268.291m3

Menos del 1% mundial.

*fuente: I.A.P.G.

.