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Preparado por: Ing. Enrique Álvarez
Junio 2007
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A R E Z ContenidoContenido
Introducción Exploración Desarrollo de un campo Perforación
Completación Manejo del petróleo y del gas Métodos de producción Transporte/Almacenamiento Tratamiento Refinación
Re acondicionamientos Recuperación Suplementaria Asociaciones estratégicas Proyectos de gas
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A R E Z
Características de la Industria PetroleraCaracterísticas de la Industria Petrolera
* Compleja
* Alta Tecnología
* Internacionalizada* Intensiva en Inversiones
* Grandes recursos
*Alto riesgo* Alto impacto en la economía nacional
* Rentable
* Compleja
* Alta Tecnología
* Internacionalizada* Intensiva en Inversiones
* Grandes recursos
*
Alto riesgo* Alto impacto en la economía nacional
* Rentable
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A R E Z Compleja con alta tecnologíaCompleja con alta tecnología
Geología de superficie Toma de sísmica Interpretación Perforación
Producción Almacenamiento Refinación Comercialización
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A R E Z InternacionalizaciónInternacionalización
Ruhr Oel 50%(4 Refinerías 445 Mb/d)
Nynas 50%Suecia-Bélgica-GB
(5 Refinerías 73 MB/d)
Uno-ven 50%Lemont 153 M b/d
Savannah28 Mb/d
Citgo 100 %PaulsboroLake Charles
320 M/b
Corpus Christi140 M b/d
Lyondell 10%265 Mb/d
Curazao310 M b/d
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A R E Z Altas InversionesAltas Inversiones
Proyecto Kristin
• Plataforma semi sumergible
• Costo: M $ 3000
• Lugar: Noruega ,Mar del Norte
• Instalará tanque de 140 M B/D y 500 Mpc/d).
• En construcción. Arranca en 2006.
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A R E Z Riesgos de la IPPRiesgos de la IPP
• Accidente: Plataforma Piper Alpha
• Lugar: Mar del Norte
• Año : 1988
• Saldo. 167 muertos de 226 a bordo
• Causas : Al transbordar tanque de N2
(11 tons) el cable del equipo de levantar se
partió 3 cm del suelo. Si se hubiera roto el
tanque el desastre hubiera sido mayorrlequipo no había sido mayor
• Multas a dos compañías: £ 21000
Plataforma Piper Alpha, Escocia
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A R E Z
Impacto económico del petróleoImpacto económico del petróleo
• 80 % de las divisas del País
• 70 % de los ingresos al fisco
• 30 % del PIB
• 80 % de las divisas del País
• 70 % de los ingresos al fisco
• 30 % del PIB
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A R E Z Reservas crudos convencionales (MMbls)Reservas crudos convencionales (MMbls)
69 %
Condensados, Livianos y medianos ( 28.000 )Condensados, Livianos y medianos ( 28.000 )
Pesados y Extra pesados ( 52.000 )Pesados y Extra pesados ( 52.000 )
31%
Total Reservas
Convencionales
80.000
Total Reservas
Convencionales
80.000
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A R E Z Reservas de la FPO ( MMM bls )Reservas de la FPO ( MMM bls )
FPO Machete Zuata Hamaca Cerro Negro Total
POES MMMbls 235 420 365 169 1189
Recuperable 74 95 18 85 272
% (*) 31 % 23 % 5% 50 % 23%
(*) Primarias,secundarias y terciarias
Boyacá Junín Ayacucho Carabobo
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Reservas mundiales de petróleoReservas mundiales de petróleo
No incluye la fajapetrolífera del Orinoco
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ExploraciónExploración• Origen del Petróleo
• Tipos de crudos• Migración• Trampas• Métodos de exploración• Pozos exploratorios
• Origen del Petróleo
• Tipos de crudos• Migración• Trampas• Métodos de exploración• Pozos exploratorios
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Origen el petróleoOrigen el petróleoTeoría orgánica:
• Organismos vivos fluviales y marinos al morir se depositan en el fondo del mar Allí yacen por mucho tiempo cubiertos por estratos Por efecto de
presión, temperatura y bacterias son descompuestos en hidrocarburos
Plantas yanimales
de Ríos
PlanctonMarinos
Plantas yanimalesviven enel mar
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Origen el petróleoOrigen el petróleo
Teoría orgánica
H- C - H
H
H
Metano
H -C - H
H
-C-HH
-C-HH
H
Propano
H -C - H
H
-C-HH
-C-HH
-C-HH
H
Butano
Parafínico
H - C
C
C
H
H
H -
H
H
Ciclo propano
CH2 CH2
CH2
CH2
CH2
Ciclo Pentano
Nafténico
C C
H
H
H
H
CH2 CH2o
Etileno
Olefinas
CC
C
CH
H
H
H
H
H CCAromático
Benceno
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Base de los crudosBase de los crudos
Base Parafínica : Contiene Parafina.Escaso material
asfáltico.Gasolina de Bajo Octanaje.
Ceras Parafínicas y Lubricante de alta Calidad
Base Nafténica/Asfáltica: Material Asfáltico en alta
proporción.Escasa Parafina.Aceite Lubricante
Base Mixta : Proporciones variables de los anteriores
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Tipos de crudos según la gravedad específicaTipos de crudos según la gravedad específica
• Liviano: 30- 40 Grados API
• Mediano : 22 - 29.9 " • Pesados : 10 - 21.9 "
• Extra pesado : 0 - 9.9 "
GE = 141.5 / (131.5 + API) Agua = 1
API = (141.5 / GE ) - 131.5 Agua = 10
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Tipos de acumulacionesTipos de acumulaciones
Composición Negro Volátil Condensado Gas seco Gas
C1 49 64 87 96 87
C2 3 8 4 3 8
C3 2 5 2 0.3 3C4 1 4 2 0.5 2
C5 1 3 1 0.08 1
C6 2 2 0.5 0.12 -
C7+ 42 14 3.5 0.42 -
RGP 625 2000 18000 105000 InfinitoAPI 34 50 60 55
Negro Naranja Paja Agua
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A R E Z MigraciónMigración
Cuando las rocas donde se origina el petróleo (Roca
Madre) son presionadas por las capas supra adyacentes el petróleo sale y migra a otros estratos o a la superficie. Para
que se acumule en el subsuelo es necesario que consiga en
su camino una estructura capaz de almacenarlo (Trampa)
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A R E Z Opciones en la migraciónOpciones en la migración
Roca Madre
5000’
10000’
GasPetróleo
AguaImpermeables
Migración
Barrera
Impermeables
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A R E Z Mene en Cerro la estrellaMene en Cerro la estrella
Migración
Mene Grande TrinidadGuanoco (Sucre)
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Trampas petrolíferasTrampas petrolíferas
• Estructurales:
Roca receptora limitada por falla o pliegues
Anticlinal
Falla• Estratigráficas
Roca limitada por barreras de permeabilidad. Cambios litológicos/espesores
Domo de sal
DiscordanciaLentes tipo barra
Fracturas
Migración
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Trampas petrolíferasTrampas petrolíferas
Petróleo
Agua SaladaCapas
Impermeables
Anticlinal
Superficie
Gas
Migración
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A R E Z Trampas petrolíferasTrampas petrolíferas
Anticlinales (Francia)
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Trampas petrolíferasTrampas petrolíferas
Falla normal
Gas
Plano de Falla
Agua
Petróleo
Barrera
Gas
Pozo
Espejo de falla
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Trampas petrolíferasTrampas petrolíferas
Falla inversa
Petróleo
Gas
Plano de FallaAgua
Pozo
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A R E Z Trampas petrolíferasTrampas petrolíferas
A
A
B
B
Plano de Falla
Falla Inversa Túnez
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Trampas petrolíferasTrampas petrolíferas
Domo de Sal
Agua Salada
Petróleo
Impermeable
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A R E Z Trampas petrolíferasTrampas petrolíferas
Inconformidad
Petróleo
Impermeable
Agua Salada
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Trampas petrolíferasTrampas petrolíferas
Inconformidad España
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A R E Z Trampas petrolíferasTrampas petrolíferas
Lentes tipo barras
Ar cil
la
Petróleo
AguaSalada
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A R E Z Trampas petrolíferasTrampas petrolíferas
Fracturas
Fracturas y poros de calizas
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A R E Z Trampas combinadasTrampas combinadas
Tía Juana. Lago de Maracaibo
B-5
B-6
B-7
TJ-384 TJ-262 TJ-193 TJ-239 TJ-236
Eocenoerosionado
B-5
B-6
B-7
B-8
B-9
B-5
B-6
B-7B-8
B-9
Fallas + discordancia
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Matriz de las acumulacionesMatriz de las acumulaciones
Rocas donde están almacenadas las
acumulaciones de hidrocarburos
• Arenas consolidadas
•Arenas no consolidadas
• Fracturas en calizas
• Fracturas en granito
• Cavernas en calizas
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Arena petrolífera consolidadaArena petrolífera consolidada
Grano
Petróleo
Cemento
Poro
Arena consolidada (Eoceno )
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A R E Z Arena petrolífera no consolidadaArena petrolífera no consolidada
Grano
Petróleo
PocoCemento
Poro
Arena no consolidada (Mioceno)
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A R E Z Cavernas o fracturas en calizaCavernas o fracturas en caliza
Matriz
Fractura con petróleo
...
Cavernas con petróleo
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Cuencas petrolíferas de VenezuelaCuencas petrolíferas de Venezuela
* La Luna
*Lutitas de Oficina*La Luna o
Paguey
* Agua Clara
* Roca madre
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Columna estratigráfica OccidenteColumna estratigráfica Occidente Tía JuanaCabimasOficinaAnacoHombre PintaoSanta Rosa
LagoColónGuafitaSan Silvestre
Yucal PlacerFurrial. Quiriquire
Mara
LagoSan SilvestreAlpuf Colón
La Paz
Mara
Arenasn
o
consolid
adas
Arenas
consolid
ada
s
Materialcalcareo
Granito
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Campos petroleros de OccidenteCampos petroleros de Occidente
Crudo Pesado
Crudo Liviano/ Mediano
Boscán
Mara
La Paz
Tía Juana
Bachaquero
Cabimas
Lagunillas
Mene Grande
Motatán
Barua
Sibucara
Concepción
Urdaneta
Lama Ceuta
C o s t a
B o l í v
a r
Lamar
Alturita
Alpuf
Garcí a
Rosario
Tibú
Lascruces
RíodeOro
Petrolea
Sardin
eta
LosManueles
Tarra
Machiques
I
iv
llliv
Xl
Il
ix x
Centro T o m o p o
r o Sur del lago
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Campos petroleros de OccidenteCampos petroleros de Occidente
C o s t a
B o l í v
a r
I
iv
lll
iv
Xl
Il
ix
x
Crudo Pesado
Crudo Liviano/ Mediano
Apure
Barinas
Portuguesa Trujillo
Mérida
GuafitaLa Victoria
Borburata
Mamporal
Silvestre
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Campos de OccidenteCampos de Occidente
Media
Mene
H Pintao Ti guaje
Falla de Oca Falcón
Lago deMaracaibo
Lara
CumareboCuenca de Falcón
Crudo Pesado
Crudo Liviano/ Mediano
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Campos petroleros de OrienteCampos petroleros de Oriente
Quiriquire
MaturínFurrial
Pirital Jusepín
Orocual
T e m b l a
d o r
Tucupita Jobo
Yucal-Placer
P e d e r n
a l e s
Sta Bárbara
I
Isla de Margarita MejillonesPatao
Dragón
RíoCaribe
Golfo de Paria Trinidad
PlataformadeltanaBarcelona
Tobago
Faja petrolífera del Orinoco
Pilón
O r i n o c o
C a r
o n í
Santa Rosa
Morichal
UracoaEl salto
San Joaquín
San Roque
MelonesOveja
AcemaMata
La viejaCajigal
Bruzual
Área mayorde Anaco
Área mayorde Oficina
Área mayorsur Monagas
Área mayor
norte Monagas
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A R E Z Columna estratigráfica OrienteColumna estratigráfica Oriente
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Geología de superficieGeología de superficie
En las observaciones de superficie el
geólogo puede medir el buzamiento yrumbo de los estratos, presencia de
fósiles o rastros de hidrocarburos que
pudiera indicar la existencia de trampas
acumuladoras de hidrocarburos
Métodos exploratorios
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Método sísmicoMétodo sísmico
1 6Puntos de Tiro Geófonos
3
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A R E Z
Levantamientos sísmicos en aguaLevantamientos sísmicos en agua
Para tomar líneas sísmicas en agua se usa un barco queemite ondas acústicas con cañones de aires que penetran
la masa de agua y en las rocas del subsuelo
Métodos exploratorios
Barco de Sísmica
Cañonesde aire Hidrófobos
Inconformidad
Ondareflejada
Fondo marino
Roca sedimentaria
Ag u a
R o c a p o r o s a
I m pe r mea b le
Gas
Petróleo
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A R E Z Método sísmicoMétodo sísmico
1 3 6
T
i
e
m p
o
Puntos de Tiro
F a l l a
Marcador
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A R E Z
Líneas sísmicas 2DLíneas sísmicas 2D
Anticlinal
Métodos exploratorios
Sistemas de fallas
EOCENOFM MISOA
MIOCENOLA ROSA
DISCORDANCIA
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A R E Z
Método sísmicoMétodo sísmico
• Los Camiones vibradores (Vibroseis) generan onda sonora a través devibraciones en el suelo que se transmite al subsuelo y que son rebotadas por
los estratos marcadores
Métodos exploratorios
Vibrador
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A R E Z Sísmica 2D y 3D
1 Km
1.5 Km
Espaciados
12.5 m 2 5
m
2D 3D
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A R E Z
Sísmica 3DSísmica 3D
• La sísmica 3D popular en los años 90´s
• Operación parecida a la de la sísmica 2D
• Puntos de tiro cercanos y en retícula
• Geofonos / hidrófonos también en un grid
• Sísmica 3D muy costosos
• La 3D muestra bien las trampas estructurales
• La 3D no muestra bien trampas estratigráfica
• No determinante para detectar hidrocarburos
Métodos exploratorios
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Sísmica 4DSísmica 4D
Sísmica 4D es la 3D repetida en el tiempo
Producción e inyección de fluidos cambian saturación,
Presión y Temp. del yacimiento y alteran señal acústica
Los cambios son detectados mediante sísmica
Usa técnica de diferencias entre registros a tiempos
distintos para observar los cambios
Tiempo de toma es variable (semanas-años)
Se requiere : registro de tiempo, análisis de núcleos,
presión y otros datos como multicomponentes,
geomecánicos, gravimétricos y electromagnéticos
Simuladores de flujo y modelo físico de las rocas
Métodos exploratorios
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A R E Z Aplicaciones de Sísmica 4DAplicaciones de Sísmica 4D
• Anticipación de movimiento de fluidos• Mejor ubicación de productores e inyectores• Petróleo retrasado puede ser recuperado• Producción puede ser acelerada
• La sísmica predijo formación de capa de gas(rojo) y entrada de agua (azul)
• Muestra petróleo no desplazado (verde)
• Se perforó pozo horizontal con 1000 b/d
Métodos exploratorios
No desplazado
Azul: agua Verde: petróleo Rojo : gas
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A R E Z
Drenaje del petróleoDrenaje del petróleo
• Factores influyentes en el área de drenaje :
Viscosidad, permeabilidad, presión, gravedad API, sedimentología
Pozo
Area de drenaje
Retícula
Estrato petrolífero
Retícula de explotación
Interespaciado(interferencia)
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Desarrollo de un campo petroleroDesarrollo de un campo petrolero
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A R E Z ReservasReservas
Reservas Recuperables = POES x FR (Bls a CN)
Reservas = Bls a CNA=Área (Acres ) h= Espesor (pies)φ = Porosidad Sw = Saturación de Agua connataBo = Factor volumétrico de formación
FR = Factor de Recuperación(% POES recuperable)
7758 A x h x φ x ( 1-Sw )
BoPOES =
A
h
Granos
Poros
Sw
Petróleo
1 acre = 4047 m2
A x h x φ x ( 1-Sw)POES = (Volumen a condiciones de yacimiento )
( Barriles a Cond. Normales )
A (acre) x 4047 m 2/acre x h (pies) x 0.305 mts /pies ) x 1000( lts /m3) φ x ( 1-Sw )POES =
159 lts /bls
= 7758
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A R E Z Factor volumétrico de formaciónFactor volumétrico de formación
Po1=3500 lpcTo1= 160 F
1.310 bls
A
Factor volumétrico del petróleoBo ( 3500 l pc) = 1.310 BY / BCN
Bt = ( Bo + Gas Libre ) a CNBt = Bo + Bg ( Rsi - Rs )
Bo =Volumen que a condiciones de yacimiento ocupaun barril de petróleo a CN (Bls yac. / Bls CN)
PA=14.7 lpcTA= 60 F
B
1.000 bls
567 pc
Condiciones
normales
P=14.7 lpcT= 60 o F
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A R E Z Problema sobre cálculo de reservas # 2Problema sobre cálculo de reservas # 2
Calcular el POES y las reservas recuperables de unárea parecida al de la FPO con los datos anexos.¿ Cuantos años durarían las reservas si se producen 3 MM bls/día?
70 Km
650 Km.
A
h
ϕ = 0.23 h = 50 piesSw= 0.10 Bo= 1.03 FR = 24 %
A=55.350 Km2
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A R E Z Planes de ExplotaciónPlanes de Explotación
Secuencia de Perforación
Equipo A AMN BMN CMN PMN JMN KMN RMN OMN
2001 2002
Equipo B FMN TMN AMN PMN LMN SMN PMN
Equipo C PMN CMN JMN PMN JMP MMN QMN
Equipoa contratar PPF PPL PPR
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A R E Z
Requerimiento de tuberíasRequerimiento de tuberías
Tipo Pozos Profundidad Longitud
5-1/2 ” 17 # N-80 20 8000 ’ 160.000 ’
7 ” 23 # N-80 10 6000 ’ 60.000 ’
9 -5/8 ” 32 # P-110 30 10000 ’ 300000 ’
5-1/2 ” 23 # N-80 20 8000 ’ 160.000 ’
7 ” 32 # N-80 10 6000 ’ 60.000 ’
9 -5/8 ” 30 # P-110 30 10000 ’ 300000
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A R E Z Estimados de ProducciónEstimados de Producción
Pozo 1 1500 1500 1500 1500 1400 1400 1400
Pozo 2 700 700 700 650 650 650 600
Pozo 1 1500 1500 1500 1500 1400 1400 1400
Pozo 2 700 700 700 650 650 650 600
AMN 1000 1000 1000 1000 1000
APQ 900 900 900
2001 2002I II III IV I II III
Petróleo b/d 4400 4400 5400 5300 6000 6000 6000Gas MMpc/d 4 4 5 5 6 6 6Agua b/d 200 200 200 200 200 200 200
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A R E Z Facilidades de ProducciónFacilidades de Producción
Estación A (2000)
Estación B (2002)
Estación de Bombeo (2001)
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A R E Z
• Propio• Entes financieros locales
• Entes financieros extranjeros• Mezcla de opciones• Costo del financiamiento
FinanciamientoFinanciamiento
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RentabilidadRentabilidad
Costos de Financiamiento Inversiones Costos de Producción Costos de Mantenimiento Regalía ISLR
Ventas TIR , VPNA
Costos de Financiamiento Inversiones Costos de Producción Costos de Mantenimiento Regalía ISLR
Ventas TIR , VPNA
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A R E Z
Jerarquización de ProyectosJerarquización de Proyectos Inversión VP
Inicial Acumulado TIR
Tiempo
Proyecto ( MMBs ) ( MMBs ) % Años
Estación de Flujo 10.000 105.000 34 3,5
3 pozos Cretáceo 23.000 98.000 32 4.1
Desarrollo Campo A 14.000 55.000 28 3.7
Tanque de Propano 10.000 38.000 27 4.4Calentador F-6 7.000 17.000 26 3.6
Línea de Gas 12.000 16.000 24 3.4
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Tipos de equiposPartes del equipo
Proceso de perforación
Tipos de equiposPartes del equipo
Proceso de perforación
Perforación de pozosPerforación de pozos
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Gabarra Convencional Gabarra Autoportante Jack up Gabarra Sumergible Gabarra Semi sumergible Barco de perforación Plataforma permanente Taladro para tierra Taladro inclinado Coiled tubing Taladro reparaciones menores
Gabarra Convencional Gabarra Autoportante Jack up Gabarra Sumergible Gabarra Semi sumergible Barco de perforación Plataforma permanente Taladro para tierra Taladro inclinado Coiled tubing Taladro reparaciones menores
Tipos de equipos de perforación de pozosTipos de equipos de perforación de pozos
Tipos de equipos
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A R E Z Inicio de la perforaciónInicio de la perforación
AMP
120 '
Zona de Rechazo
Conductor
30”
30”
( S: 50877 ; E:7666)
p q p
1. Ubicar sitio de lalocalización
2. Meter Conductor apercusión
3. Instalar plataforma
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Gabarra auto portanteGabarra auto portante
Plataforma
• Mudada con remolcadores
• Taladro integrado gabarra
• Estabilizada con anclas
• Oleaje no golpea el conductor
Tipos de equipos
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Jack upJack up
• Transportado por remolcadores• Taladro incorporado a gabarra• Estabilizada c/ 3 patas hidráulicas que
asientan en lecho marino• Profundidad máxima: 350´• Muy estable. Pozos de larga duración
p q p
Jack-up.exe
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Gabarra sumergibleGabarra sumergible
• Pozos en aguas someras(175´)
• Trasportado con remolcadores
• Taladro incorporado a gabarra
• Subestructura permite flotar • Se llena con agua para anclar
• Usadas en pantanos
175´
Delta Níger
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Gabarra semi sumergibleGabarra semi sumergible
• Pozos en aguas profundas (2000´)
• Trasportado con remolcadores
• Taladro incorporado a gabarra
• Estabilizado con flotador y anclas
Tipos de equipos
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A R E Z Barco de perforaciónBarco de perforación
p q p
• Para aguas profundas(5500´)
• Equipo auto propulsado
• Taladro incorporado al barco
• Estabilizado con propelas, juntatelescópica y junta giratoria.
Junta telescópica
VIR
Propelas
Junta giratoria
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A R E Z
Plataforma permanentePlataforma permanente
•Construidas en tierra llevadas al sitio
•Asentadas en el forndo marino
•Usadas para perforar varios pozos
•Usadas como estación de flujo
•Se alojan alto numero de personal
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Plataforma semisumergiblePlataforma semisumergible• Proyecto Kristin (M$ 3000
Noruega .Mar del Norte).Se
instalará un tanque de 140 M B/D
(500 Mpc/d).. Operacional en 2006.
• Golfo de México. .Capacidad :250 M B/D.
Manejará 11 pozos en macolla y 13
remotos. En operación durante el 2005.
Tipos de equipos
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A R E Z Equipo para actividades en tierraEquipo para actividades en tierra
• Equipo para pozos profundos
• Diseño modular
• Desarmable parcialmente
• Transportados con gandulas
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A R E Z
Equipo inclinadoEquipo inclinado
•Perfora pozos verticales e inclinados
•Perfora hasta con 45º de desviación
•Soluciona problemas de saneamiento detierra y urbanos
•Equipos de producción inclinados
Taladro inclinado . Costa Oriental del Lago
Macolla de pozos inclinados
Tia Juana
EA
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Coiled tubingCoiled tubing
•Provisto con tubería continua
•Equipado como un taladro normal
•Usado para reparar/perforar pozos
•Diámetros pequeño
•Pozos horizontales
EA
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A R E Z
Taladro para reparaciones menoresTaladro para reparaciones menores
• Reparaciones de pozos someros
• Desprovisto de mesa rotaria
• Taladro y equipos sobre un camión
EA
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A R E Z Problema sobre cálculo de reservas # 2. SoluciónProblema sobre cálculo de reservas # 2. Solución
ϕ = 0.23 h = 50 piesSw= 0.10 Bo= 1.03 FR = 24 %
A=55.350 Km2
POES= 106.020 MM barriles de Petróleo a CN
Reservar Recuperables = POES x FR = 106 020x 0 24 = 254 5 MMMbls a CN
70 Km
650 Km.
A
h4047
=13.6 x 10 acres55.300 Km2 6
POES=
7758x 13.6x 10 x 50 x 0.23 (1- 0.10 )
1.03=
6
1 acre = 4047 m2
POES=7758 A h ϕ (1-Sw )
BoBarriles a CN
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