Embed Size (px)
Citation preview
Introducción a la Industria
La industria del Petróleo y del Gas
El dominio del subsuelo
Condiciones para la existencia de
yacimientos de petróleo y de gas
Exploración
Reservas
Perforación y terminación de pozos
Producción
Buenos Aires, 16 de diciembre de 2003
Introducción a la Industria
La industria del Petróleo y del Gas
El dominio del subsuelo
Condiciones para la existencia de
yacimientos de petróleo y de gas
Exploración
Reservas
Perforación y terminación de pozos
Producción
Buenos Aires, 16 de diciembre de 2003
La industria del Petróleo y del Gas
El petróleo es un commodity;
» Commodity: término utilizado para referirse a productos
negociados en los mercados internacionales como
granos, metales, y petróleo.
Destino de la Producción de Petróleo y Gas
Combustibles 95%Productos Petroquímicos 5%
Son productos que derivan del
petróleo y del gas como materia
prima, entre ellos:
• Polietileno;
• Polipropileno;
• Fibras sintéticas
(nylon, poliéster);
• Acrílicos;
• Colorantes;
• Adhesivos;
• Pinturas;
• Fármacos;
• Cosméticos;
• Fertilizantes nitrogenados;
• Insecticidas;
• Herbicidas;
• Etc...
Aprovechamiento de los
hidrocarburos para generar
energía:
• Motonaftas;
• Gas oil;
• Fuel oil;
• Etc...
También deben mencionarse
otros derivados del petróleo
como:
• Lubricantes líquidos y
sólidos;
• Asfalto;
Las Operadoras
La producción mundial de petróleo y de gas está
a cargo de las compañía conocidas como
“petroleras”;
Categorías:
» Compañías Estatales; con las que pertenecen al gobierno
del país en que se encuentran;
» Las “Mega”; luego de las recientes fusiones;
» Las Integradas; compañías que operan en el upstream y en
el downstream;
» Las Grandes Independientes; compañías que operan
exclusivamente en el upstream;
» Las Independientes; son empresas de variada dimensión;
» Las Transportistas de gas y de petróleo;
» Las Distribuidoras (en especial de gas).
Las Operadoras
Estatales “Mega”
Integradas Independientes
Transportistas (2 en Arg.) Distribuidoras (9 en Arg.)
Royal Dutch/Shell
Introducción a la Industria
La industria del Petróleo y del Gas
El dominio del subsuelo
Condiciones para la existencia de
yacimientos de petróleo y de gas
Exploración
Reservas
Perforación y terminación de pozos
Producción
Buenos Aires, 16 de diciembre de 2003
El dominio del subsuelo
Estados Unidos
Principio de accesión: “aquel a quien
pertenezca el suelo, también es dueño
de todo lo que se encuentra por encima
y por debajo de una extensión
indefinida, hasta el cielo y el infierno”;
Las riquezas del subsuelo son
propiedad de los individuos y no del
Estado;
Alenta la inversión, toma de riesgo y la
innovación tecnológica.
América Latina
Regimen regalista: por el cual el Estadoes el propietario de las riquezas delsubsuelo;
Creación de empresas estatales:
» Argentina YPF;
» Brasil Petrobrás;
» México Pemex;
» Venezuela PDVSA;
La Argentina adoptó, posteriormente unrégimen dominial-regalista, por el cual elrecurso pertenece al Estado pero puedeser explotado por el sector privadomediante el pago de una regalía (12%de la producción);
’90 Ley 23.696: “Reforma delEstado” delegó poderes al PoderEjecutivo para concretar diversasprivatizaciones, entre ellas, YPF.Régimen de concesiones.
En el continente americano coexisten dos tradiciones vinculadas al
legado británico e ibérico:
Introducción a la Industria
La industria del Petróleo y del Gas
El dominio del subsuelo
Condiciones para la existencia de
yacimientos de petróleo y de gas
Exploración
Reservas
Perforación y terminación de pozos
Producción
Buenos Aires, 16 de diciembre de 2003
Condiciones para la existencia de
yacimiento
Para la existencia deben existir las siguientes condiciones y
factores:
» Cuenca Sedimentario;
» Roca Generadora;
» Migración;
» Reservorio;
» Sello;
» Trampa
Cuenca Sedimentaria
Es una “cubeta” rellena de sedimentos, únicas
rocas donde se pueden generar los
hidrocarburos, y donde se acumulan;
El tamaño puede variar de decenas de miles de km2;
Estas “cubeta” se encuentran rodeadas por zonas
llamadas basamento (rocas viejas y rudas) que son
estériles.
Generación, expulsión y migración
Generación:
» Es de origen orgánico; y se genera a través de un proceso:
Los restos de aminales y vegetales (plancton, algas, corales y
algunos tipos de ostras y peces) fueron quedando
incorporados al fondo de los mares y lagos;
Al no haber oxígeno a esta profundidad, la materia orgánica se
preserva;
Los sedimentos del fondo, en general, son arcillosos. Estos
constituyeron lo que luego sería la roca generadora de
petróleo.
Esta roca generadora se calienta, y la materia orgánica se
transforma y se descompone. De esta forma se llega a un
compuesto orgánico más simple: los hidrocarburos.
Generación, expulsión y migración
Expulsión:
» La roca generadora está sometida a presión;
» Poco a poco el petróleo y el gas es expulsado de la roca;
» El petróleo se mueve a través de pequeñas fisuras o por el
espacio que hay entre los granos de area de las roca
vecinas;
» El petróleo y el gas al ser más livianos que el agua, se
mueven hacia arriva, desplazando el agua hacia abajo;
» Este último proceso es conocido como “migración”.
Generación, expulsión y migración
Migración:
» El petróleo y gas pueden a veces llegar a la superficie de la
tierra;
» Otras veces, los hidrocarburos no alcanzan la superficie por
que se encuentran con la barrera que le impide continuar;
» De este modo comienza a acumularse, y dan origen a los
yacimientos;
» Esta barrera es un manto de roca impermeable llamada
sello, compuesto por lo general de arcilla u otras rocas
impermeables (manto de sal, yeso, roca volcánica).
Reservorio
Un reservorio es un tipo de rova que tiene espacios
vacios dentro de si, denominados poros;
Estos poros son capaces de contener petróleo o gas
similar a una esponja;
En un montón de arena, los poros son los espacios
que hay entre los granos:
» Arena “mojada” poros llenos de agua;
» Arena “seca” poros llenos de aire;
Reservorio
Propiedades para describir un reservorio:
» Porosidad porcentaje de espacios vacíos (poros)
respecto del volumen total de la roca capacidad de
almacenamiento;
» Permeabilidad facilidad con que un fluido puede
moverse a través del reservorio;
» Saturación de hidrocarburos porcentaje del espacio
poral que está ocupado por petróleo o gas.
Trampa
La trampa es lo que permite que el petróleo se
concentre en un lugar evitando que se “derrame”
hacia los costados;
Pueden estar formados por rocas impermeables
ubicadas a los lados del reservorio.
Reservorio
Introducción a la Industria
La industria del Petróleo y del Gas
El dominio del subsuelo
Condiciones para la existencia de
yacimientos de petróleo y de gas
Exploración
Reservas
Perforación y terminación de pozos
Producción
Buenos Aires, 16 de diciembre de 2003
Exploración
La exploración es la búsqueda de petróleo o gas;
Herramientas;
» Mapas de afloramiento rocas que hay en la superficie;
» Mapas topográficos elevaciones y bajos del terreno;
» Mapas de subsuelos
Exploración
Técnicas;
» Sistema de reflexión se emiten ondas de sonido en la
superficie del terreno (suelo: explosivos o camiones
vibradores, agua: cañones de aire) que transmiten a través
de las capas del subsuelo y son reflejadas nuevamente
hacia la superficie, cada vez que haya un cambio importante
en el tipo de roca. Las ondas se miden por el tiempo que
tardan en llegar a la superficie. El producto final es una
imagen del subsuelo.
» Aeromanetometría;
» Gravimetría;
» Geoquímica de superficie;
Exploración
Onshore Offshore
Introducción a la Industria
La industria del Petróleo y del Gas
El dominio del subsuelo
Condiciones para la existencia de
yacimientos de petróleo y de gas
Exploración
Reservas
Perforación y terminación de pozos
Producción
Buenos Aires, 16 de diciembre de 2003
Reservas
Es el volumen de hidrocarburos que es posibles
extraer, en condiciones rentables, a lo largo de su
vida útil;
La reserva de un yacimiento es una fracción del
“petróleo original in situ” (entre el 15% y 60%);
Para esto hace falta conocer:
» Tipo de empuje del yacimiento, agua / gas;
» Presión;
» Permeabilidad de la roca;
» Medidas de transmisibilidad entre los poros de la roca;
» Forma de explotación.
Reservas
Una vez que se conocen los límites y características
de las reservas del yacimiento; se pasan a:
» Planificar su desarrollo;
» Definir cuantos pozos de producción se van a perforar;
» Si se va a inyectar agua para mejorar la recuperación;
» Tipo de instalación de superficie;
» Cantidad de gente que hará falta para su operación;
» Costo de las instalaciones;
» Gastos;
El desarrollo del yacimiento consiste en perforar
pozos que lleguen al reservorio y extraigan el
petróleo que este contiene.
Reservas
Clasificación de acuerdo al grado de certeza que
se tenga sobre la existencia del yacimiento y del
volumen comercialmente rentable, las reservas se
agrupan en:
» Comprobadas o probadas;
» Probables;
» Posibles;
Reservas en la Argentina y en el mundo
Reservas en la Argentina y en el mundo
Región
Reservas*
Petróleo Mm3 Gas MMm3
América del Norte 11.505.563 8.351.993
América del Sur 10.012.452 6.272.087
Europa del Este 10.270.366 53.962.825
Europa Occidental 3.054.252 4.462.043
África 12.220.493 10.057.848
Oriente Medio 99.484.650 48.738.975
Lejano Oriente 9.230.939 12.356.582
Total en el mundo 155.778.716 144.202.381
*Reservas estimadas al 1.01.98
Introducción a la Industria
La industria del Petróleo y del Gas
El dominio del subsuelo
Condiciones para la existencia de
yacimientos de petróleo y de gas
Exploración
Reservas
Perforación y terminación de pozos
Producción
Buenos Aires, 16 de diciembre de 2003
La perforación
El Equipo: herramientas y sistemas auxiliares;
» Consiste en un sistema mecánico o
electromecánico, compuesto por una torre o mástil que
soporta un aparejo diferencia esto permite mover tuberías
con sus respectivas herramientas;
» Este mismo conjunto impulsa simultánea o alternativamente
una mesa de rotación que contiene el vástago, tope de la
columna perforadora y transmisor del giro de la tubería;
» Elementos auxiliares: tuberías, bombas, tanques, un
sistema de seguridad que consisten en válvulas de cierre
del pozo para su control u
operaciones, casillas, depósito, taller, laboratorio, etc.
La perforación
Torre de
Perforación
La perforación
El Equipo: herramientas y sistemas auxiliares;
» Trépano: es la herramienta de corte que permite perforar, el
trépano contiene conos ubicados de manera concéntrica. El
trépano cuenta con uno o varios pasajes de fluido;
» Columna de perforación: conjunto de tuberías que se
emplea para la perforación. Estos trozos de cañerías están
interconectados entre mediante uniones
roscadas, permitiendo la circulación de los fluidos de
perforación;
» Portamechas: primer componente de la columna de
perforación, se encuentra sobre el trépano y son unas
barras de acero trepanadas. Se utilizan en la cantidad
necesaria para darle peso al trépano;
La perforación
El Equipo: herramientas y sistemas auxiliares;
» Tubos de perforación: tubos de acero o
aluminio, huecos, que sirven de enlace entre el trépano y/o
portamechas y el vástago;
La perforación
Trépanos
PortamechasCañería
La perforación
El Equipo: herramientas y sistemas auxiliares;
» Los fluidos se administran a través de un sistema de
circulación y tratamiento de inyección. El sistema está
compuesto por tanques intercomunicados entre sí. Posee
zaranda/s, degasificador/es, desarenadores, desarcilladores
, centrífugas, removedores de fluido
hidráulicos/mecánicos, embudos para la adición de
productos, bombas centrífugas y bombas a pistón, que son
las encargadas de recibir la inyección preparada e
impulsarla por dentro de columna de perforación a través del
pasaje o pasajes del trépano y devolverla a la superficie por
el espacio anular restante entre la columna de perforación y
la pared del pozo, cargada con los recortes del trépano, y
contaminada por los componentes de las formaciones
atravesadas.
La perforación
El Equipo: herramientas y sistemas auxiliares;
» Funciones de los fluidos:
Enfriar y limpiar el trépano;
Acarrear los recortes que genere la acción del trépano;
Mantener en suspensión los recortes y sólidos evitando su
asentamiento en el interior del pozo cuando por algún motivo
se interrumpa la circulación de la inyección;
Mantener la estabilidad de la pared del pozo;
Evitar la entrada de fluidos de la formación al pozo (blow out);
Controlar la filtración de agua a la formación mediante un buen
revoque;
Evitar o controlar contaminaciones no deseadas por contacto
con las distintas formaciones y fluidos.
La perforación
La perforación
Mecánica de la operación de perforación
» Se monta el equipo de perforación;
» Perforación de la guía (+/- 500mts);
» Entubación de la guía;
» Cementación de la cañería guía;
» Perforación del resto del pozo;
» Registro eléctrico a pozo abierto (open hole logging);
» Entubación;
» Cementación;
La perforación
Cementador
La perforación
Opciones de equipos
» Equipos para trabajos en tierra Onshore;
Convencionales transporte por camiones;
Helitransportables transporte en helicóptero;
» Equipos para trabajos costa afuera Offshore;
Barcazas;
Plataformas flotantes;
Jack Ups;
Plataformas fijas;
Etc.
Opciones de equipos
La perforación
Desarrollo tecnológico
» Perforación
Dirigida en ángulo, hasta 89°
Horizontal a 90°
» Motores de fondo
Motores hidráulicos que mediante un tornillo energizado por la
circulación del fluido de perforación, transmiten mayor
velocidad de rotación.
Tipo de pozos
Compañías del rubro en Argentina
Perforación Cementación
Y otras compañías pequeñas...
La terminación
Equipamiento
» Equipo de terminación;
» “Punzamiento” es la perforación del casing y del
cemento de la zona de interés;
» “Pistoneo” es el ensayo de cada capa punzada;
» “Estimulación” es la estimulación de la formación
productiva;
La terminación
Tipos de estimulación
» Acidificación inyección a presión de soluciones ácidas
que penetran en la formación a través de los
punzados, disolviendo los elementos sólidos que perturban
el flujo de los fluidos.
» Fracturación hidráulica se induce a la fracturación de la
formación mediante el bombeo a gran caudal y presión de
un fluido que penetra profundamente en la
formación, provocando su ruptura y rellenado
simultáneamente la fractura producida con un sólido que
actúa como agente de sostén (arena de alta calidad y de
granulación seleccionada).
La terminación
Blender
Fracturador
Compañías del rubro
Estimulación
Introducción a la Industria
La industria del Petróleo y del Gas
El dominio del subsuelo
Condiciones para la existencia de
yacimientos de petróleo y de gas
Exploración
Reservas
Perforación y terminación de pozos
Producción
Buenos Aires, 16 de diciembre de 2003
Producción
Ahora tenemos el pozo listo para producir...
Pueden darse dos posiblidades:
» Que el pozo resulte “surgente” por la presión de la
formación el pozo produce sin necesidad de ayuda;
» Necesidad de instalarse un equipo de bombeo o algo
equivalente.
Producción
Tipos de “empujes” naturales de los pozos “surgentes”
Gas disuelto Capa de gas Empuje hidrostático
La fuerza propulsora es
el gas disuelto en el
petróleo que tiene a
escapar y expandirse por
la disminución de la
presión.
El gas acumulado sobre
el petróleo genera un
empuje sobre el petróleo
hacia los pozos.
El empuje del agua
acumulada debajo del
petróleo.
Producción
Cuando la presión del yacimiento no es suficiente se
recurre a otros métodos, entre ellos:
» Bombeo con accionar mecánico la bomba se baja
dentro de la tubería de producción y se asienta en el fondo
con un elemento especial. La bomba es accionada por
medio de varillas, que le transmiten el movimiento desde el
“aparato de bombeo” que consta de un balancín al cual se le
transmite el movimiento de vaivén por medio de una biela y
la manivela, las que accionan a través de una caja reductora
movida por un motor. En el fondo hay un pistón cuyo
extremo superior está unido a las varillas de bombeo.
Producción
Aparato Individual de Bombel (AIB)
Producción
Otros mecanísmos:
» Bombeo con accionar hidráulico;
» Extracción con gas o Gas Lift;
» Pistón accionado a gas;
» Bomba centrífuga y motor eléctrico sumergible;
» Bomba de cavidad progresiva;
Métodos para mejorar la recuperación del petróleo
el objetivo es mantener una buena presión de fondo
para obtener mejores porcentajes de recuperación;
» Inyección de agua o gas en pozos “inyectores”.
Producción
Inyección de agua o gas en pozos “inyectores”
Producción
Esquema de producción de petróleo y/o gas
