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Generalidades de la explotación del petróleo
Dorado, Luis; Grünhut, Vivian; Llamedo Soria, Pablo
¿Qué es el Petróleo?
Cadenas de hidrógenos y carbonos (hidrocarburos)
Origen orgánico
Características
Insoluble en agua y mas liviano que ella
Gaseoso
Gas Natural
Base asfaltica
Líquidos y
Sólidos
Petróleo crudo
0,9g/mL
Base parafinica 0,75 – 0,85 g/mL
Base mixta
Origen del Petróleo
Origen orgánico
Restos de plantas y animales (principalmente plancton)
100
250-400
Actualidad
Millones
Millones
de años
de años
Material orgánico
Y sedimentos
Plancton
Alta presión y temperatura
Acción de bacterias
Materia orgánica
Petróleo
¿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 petróleo
pueda 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)
Producidos por plegamientos
Plegamientos en las dos direcciones
80% de las reservas mundiales
Anticlinales
Trampas de petróleo (II)
Fallas o
trampas estructurales
Trampas de petróleo (III)
Cambios de porosidad y permeabilidad
en la propia roca
Capa superior de sedimentos
impermeables
Horizontales o inclinados
Estratigráficas
Trampas de petróleo (IV)
Rocas Salinas impermeables
Menos densa que la roca reservorio
Rara vez llegan a la superficie, pero
si lo hacen pueden producir
anticlinales y fracturas
≈1km
Características del reservorio (I)
Rocas porosas y permeables
donde se acumula el petróleo
Roca reservorio
Rocas impermeables
Roca sello
Porosidad
Propiedades
del reservorio
Permeabilidad
Saturación de hidrocarburos (2 o mas fases en la roca)
Características del reservorio (II) - Porosidad
Porosidad= (volumen de huecos) x 100
volumen total
Medida de espacios huecos en una roca
Conectada
Según la conexión
de sus poros
Interconectada
Aislada
Porosidad efectiva = Porosidad total – Porosidad aislada
Características del reservorio (III) - Permeabilidad
Capacidad de que el fluido fluya a través de la roca
Unidades
[Darcys]
Viscosidad 1 centipoise
Velocidad 1cm/seg
Presión 1atm
<100mDarcys No rentables
Permeabilidades
de reservorios
De 5 a 5000 mDarcys
>1000mDarcys Excelentes
Exploración del petróleo
Relevamientos topográficos en
gran escala (satelitales, etc)
Exploración superficial
Mapas geológicos
Afloramiento rocas sedimentarias
Métodos geofísicos
Gravimetría
Sísmica (2D 3D y 4D)
Magnetotelúrico
Perfilaje eléctrico
Perfilaje geoquímico
Exploración profunda
Pozo de
exploración
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
Exploración del petróleo – Gravimetría (II)
Líneas isogravimétricas revelan la
posible estructura profunda.
Estructuras superficiales normalmente
causan anomalías locales
Estructuras a gran profundidad solo se
distingen sí tienen una gran extensión
Domo salino
Cuencas sedimentarias grandes (superficiales)
pueden causar anomalías regionales
Trampa
estructural
Exploración del petróleo – Sísmica de reflexión (I)
Fuente de ondas elásticas:
Explosivos, camiones vibradores, etc
Camiones
vibradores Línea de
detectores
Sísmica
terrestre
Receptores (geófonos) unidos entre si
y a una estación receptora
Un programa analiza las señales
registradas y computa un modelo
del subsuelo.
Sísmica
submarina
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 temperatura
extremadamente 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
Terminación del pozo
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.
AGUA
CONDUCTOR
CASING DE
SUPERFICIE
TUBING
CASING
INTERMEDIO
CAÑERIA
PERDIDA
CASING DE
PRODUCCION
GAS
PETROLEO
AGUA
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
Producción y conservación
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.
Métodos de recuperación
•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.
Perforación submarina
•
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.
Producción Mundial
1 barril=158,9873litros
Países del mundo con más petróleo en el
subsuelo:
Cuencas petrolíferas Argentinas
Reservas 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.