Situación n Actual y Futura de la Tecnología a en la Industria de Hidrocarburos

Transcripción

1 Situación n Actual y Futura de la Tecnología a en la Industria de Hidrocarburos ACADEMIA MEXICANA DE INGENIERÍA Seminario Aportaciones al debate sobre la Reforma Energética: los hidrocarburos Dr. Héber Cinco Ley 17 de abril de 2008

2 CONTENIDO I. Retos en tecnología para la industria petrolera II. Aprovechamiento de la tecnología III. Comentarios finales

3 IMPORTANCIA DE LOS HIDROCARBUROS COMO FUENTE DE ENERGÍA A NIVEL MUNDIAL 1 X BTU / AÑO DEMANDA HISTÓRICO PROSPECTIVO En los años por venir se mantendrá una demanda creciente de fuentes de energía que: Sean confiables y accesibles a gran escala Sean cada vez más limpias y amigables al ambiente OFERTA VIENTO / SOLAR / GEOTÉRMICA / HIDRÁULICA Fuente: OCDE, Global Oil and Gas Study, 2007 NUCLEAR BIOMASA El petróleo y gas natural continuarán siendo la principal fuente de energía en los años por venir. Existen retos significativos en: Disponibilidad oportuna Seguridad industrial Medio ambiente Infraestructura para su desarrollo y entrega

4 IMPULSORES DE RETOS TECNOLÓGICOS EN LA INDUSTRIA PETROLERA Campos maduros Manejo de agua Aguas profundas Desarrollo sustentable. Crudos pesados Gases ácidos Yacimientos más complejos Yacimientos más pequeños Canadá Crudos pesados Mar del Norte Complejos HP/HT. Mar Caspio Rusia Desarrollo. Atención a Gas. campos Eliminación de H 2 S. gigantes de gas. Golfo de México Desarrollo/ Exploración. Imágenes sub-salinas. Venezuela Crudos pesados. America del Sur Optimización de descubrimientos existentes de gas. África Occidental Producción en aguas profundas. Mar ultra profundo. Innovaciones guiadas al LNG. Desarrollo satelital. Medio Oriente Optimización de campos maduros. Gas amargo. Carbonatos. Australia Atención a campos gigantes de gas. Fuente: Hart s E & P Supplement, Research and Development.

5 LAS 10 ÁREAS TECNOLÓGICAS MÁS RELEVANTES EN LA INDUSTRIA DEL PETRÓLEO 1. Recuperación secundaria y mejorada 2. Crudos pesados y arenas bituminosas 3. Exploración y explotación en aguas profundas 4. Tecnologías mejoradas para exploración 5. Aceite y gas en lutitas bituminosas 6. Reducción de emisiones de CO2 7. Hidratos de metano 8. Eficiencia en el transporte de hidrocarburos 9. Biocombustibles 10. Conversión de carbón a líquidos y gas Área Tecnológica Breve desarrollo en este documento

6 RECUPERACIÓN SECUNDARIA Y MEJORADA Existe una gran cantidad de tecnologías de recuperación secundaria y mejorada de hidrocarburos Recuperación de Hidrocarburos La aplicación de estas tecnologías, depende en gran medida de las propiedades del yacimiento Inyección de agua Inyección de gases Químicos Polímeros Geles Inyección de gases Inyección de Nitrógeno Inyección de CO 2 Térmicos Inyección de vapor Vapor Aditivos A nivel mundial se estima que el promedio de la recuperación final de los yacimientos es del 33% En México, los retos principales se relacionan con la explotación de yacimientos naturalmente fracturados maduros y con los yacimientos tipo Chicontepec Surfactantes Microbiana Estimulación Acústica Estimulación Microondas Recuperación n secundaria Recuperación n mejorada Nuevos procesos Inyección de aire Inyección de catalizadores

7 RETO EN MÉXICO: RECUPERACIÓN SECUNDARIA Y MEJORADA EN YACIMIENTOS NATURALMENTE FRACTURADOS La mayor parte de la producción se encuentra asociada a yacimientos naturalmente fracturados Zonas fracturadas Por sus rasgos, son difíciles de caracterizar, modelar y simular No se cuenta con casos análogos para emplearlos en la documentación de procesos de recuperación Tecnologías emergentes: Caracterización de los sistemas de fracturas Simuladores de yacimientos que incluyan porosidad de matriz, vúgulo y fractura Perforación no convencional. Recuperación mejorada con nuevos procesos Definición de sistemas de fracturas con diversas fuentes de información Necesario desarrollar tecnologías para entender mecanismos de interacción roca fluido y plantear procesos de recuperación específicos.

8 INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO: PROYECTOS EN RECUPERACIÓN SECUNDARIA Y MEJORADA Inyección de nitrógeno en yacimientos fracturados Recuperación mejorada por procesos de doble desplazamiento Pruebas de trazadores en recuperación de hidrocarburos Recuperación mejorada por inyección de aire Recuperación microbiana de hidrocarburos Recuperación de hidrocarburos por emisión acústica Diseño y desarrollo de productos químicos que cambien la mojabilidad de la roca Desarrollo de productos químicos para mejorar la producción de hidrocarburos Proceso experimental para calcular eficiencia de inyección de nitrógeno

9 CRUDOS PESADOS Gran parte de reservas mundiales se relacionan a acumulaciones donde predominan yacimientos de aceite pesado y extra pesado Difíciles de producir Transporte y manejo complicado Requiere procesos y tratamientos adicionales en superficie para su aprovechamiento y comercialización Altos contenidos de azufre, de metales y de precursores de la formación de carbón Tecnologías emergentes: Perforación no convencional Inyección de geles-espumas Aplicación de procesos de recuperación Inyección de vapor con solventes mejorada en yacimientos de aceite pesado: Vapor, VAPEX, SAGD, Combustión in situ Mejoramiento in-situ Mejoramiento en superficie Procesamiento de crudo pesado

10 RETO EN MÉXICO: EXPLOTACIÓN Y PROCESAMIENTO DE CRUDOS PESADOS Y ULTRAPESADOS Una parte importante de la reserva de crudo pesado en México, se localiza en yacimientos costafuera, en el Golfo de México Estos yacimientos están asociados a carbonatos fracturados Una parte importante de las tecnologías de producción han sido desarrolladas para yacimientos de areniscas y en ambientes terrestres Las principales tecnologías que pueden ser adaptadas para la explotación de estos yacimientos son: inyección de gases, inyección de solventes y mejoramiento de crudo

11 INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO: HIDROTRATAMIENTO DE CRUDOS PESADOS Objetivo: Obtener propiedades, rendimientos de fracciones y valores similares a crudos ligeros por medio de hidrotratamiento de crudos pesados Resultados de la prueba Semi-industrial: Con crudo de Ku-Maloob-Zap o API Azufre %wt Metales %wt% Sedimento %wt Crudo KMZ Meta máx Resul- tado Beneficios: Mejoría en la calidad del crudo Condiciones moderadas de operación Incremento en rendimiento de destilados

12 EXPLORACIÓN Y EXPLOTACIÓN EN AGUAS PROFUNDAS Cubiertas Casco de flotación Tendones Risers Los yacimientos en aguas profundas se han convertido en la principal fuente de nuevas reservas costa afuera a nivel mundial La participación de producción proveniente de aguas profundos respecto a la producción mundial alcanzó el 7.6% en 2006 Han comenzado a reemplazar parte de la producción de yacimientos convencionales a nivel internacional Su desarrollo impone dos grandes retos: Adquirir el conocimiento para administrar y operar las nuevas tecnologías Cimentación Tener una alta eficiencia en la ejecución de proyectos

13 RETO EN MÉXICO: EXPLORACIÓN Y EXPLOTACIÓN OPORTUNA EN AGUAS PROFUNDAS DEL GOLFO DE MÉXICO Un alto porcentaje de incorporación de reservas provendrá de aguas profundas (>500 m) Aguas Someras < 500 m Aguas Profundas > 500 m Aguas Ultraprofundas > 1500 m En la exploración costafuera y en particular en el Golfo de México, los retos se relacionan con: Mejores prácticas para planeación y diseño para el desarrollo de campos Alta eficiencia en ejecución de proyectos Mejores imágenes sísmicas en ambientes con sal Detección de cuerpos delgados de arenas Mejor interpretación y modelado del subsuelo Mejores indicadores para inferir propiedades de rocas y fluidos en el subsuelo

14 INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO: ESTRATEGIA EN AGUAS PROFUNDAS ASIMILACIÓN DESARROLLO TECNOLÓGICO INVESTIGACIÓN(*) 1. Administración integral de proyectos 2. Caracterización de peligros, riesgos y confiabilidad 3. Construcción de pozos 4. Equipos y sistemas de producción 5. Operación 6. Materiales 1. Perforación y terminación de pozos 2. Sistemas submarinos 3. Ductos, risers y umbilicales 4. Sistemas flotantes 5. Equipos y sistemas sobre cubierta 6. Control y automatización 7. Operación y mantenimiento 1. Oceanografía 2. Hidráulica marítima 3. Riesgo y confiabilidad de sistemas de producción 4. Geotecnia y cimentaciones 5. Control y automatización 6. Materiales 7. Aseguramiento de flujo 8. Perforación (*) En nichos específicos

15 TECNOLOGÍAS MEJORADAS PARA EXPLORACIÓN Extender capacidades para yacimientos más complejos Imágenes de mayor calidad Identificación más precisa de trampas Modelos geológicos más precisos Permite el análisis cuantitativo Detección de acumulación de hidrocarburos previo a la perforación Mejor caracterización del riesgo Incremento en el éxito exploratorio Innovaciones en modelado electromagnético 3D y de imágenes más nítidas

16 RETO EN MÉXICO: INCORPORACIÓN DE NUEVOS PATRONES DE ADQUISICIÓN SÍSMICA Imágenes sísmicas del subsuelo. Mejores diseños de adquisición sísmica. Métodos avanzados de migración en profundidad que aprovechan la capacidad de cómputo emergente. Métodos que integran datos sísmicos y de otras fuentes para la definición cuerpos salinos, ej.: gravimetría, gradiometría, magnetoteluria. Métodos de modelado para mejorar la adquisición y el procesamiento de datos sísmicos. Prospectos subsalinos Mejor resolución sísmica

17 INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO: PROYECTOS EN EXPLORACIÓN Proyectos: Visualización de plays subsalinos mediante la integración de métodos potenciales con sísmicos. Definición de cuerpos salinos en el subsuelo Discriminación de fluidos en el subsuelo mediante sísmica. Geometría y arquitectura sedimentaria de sistemas clásticos. Modelado de procesos geológicos. Estructurales. Calidad de roca almacén. Generación/migración de hidrocarburos Presión de poro. Descomposición espectral para definición de fluídos Bloques en sistemas clásticos Terciarios del Golfo de México

18 RETO EN MÉXICO: CHICONTEPEC Ampliar el abanico de posibilidades de desarrollo de campos petroleros Áreas de explotación petrolera: a)exploración y desarrollo de los recursos prospectivos en las cuencas del sureste b)explotación de campos abandonados c)desarrollo del paleocanal de Chicontepec d)exploración y desarrollo de las aguas profundas del golfo de México Debido al tiempo de maduración que toma la óptima explotación de estas regiones y el riesgo asociado, es fundamental contemplar su desarrollo paralelo Producción requerida al 2021: ~575 mbd Requiere desarrollo y administración de tecnología específica que incremente significativamente la productividad por pozo, controlando al máximo los costos. Se estima que los costos de desarrollo y producción por barril serán significativamente superiores al promedio actual Aumentar factor de recuperación Implica multiplicar la actual capacidad de ejecución Necesidad de perforar 1,000 pozos por año 1½ veces el total de pozos perforados en 2007

19 INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO: ÁREAS TECNOLÓGICAS DE INTERÉS PARA CHICONTEPEC Reto Chicontepec. Yacimiento heterogéneo, formado por una alternancia de arenas y arcillas cementadas por carbonatos Distribución irregular de las formaciones de interés Yacimiento de baja permeabilidad y con pozos de baja productividad Presenta una baja presión inicial del yacimiento Recuperación primaria esperada para Chicontepec: 5-7% Sección esquemática de la distribución de formaciones en el área de Chicontepec Tecnologías emergentes. Imágenes mejoradas del subsuelo Pozos no convencionales Recuperación mejorada con nuevos procesos Inyección optimizada de agua. Inyección de CO 2 Inyección de químicos (ASP) Nuevas tecnologías por desarrollar.

20 CONTENIDO I. Retos en tecnología para la Industria Petrolera II. Aprovechamiento de la tecnología III. Comentarios finales

21 PROPÓSITO DE LA INVERSIÓN EN IDT EN EMPRESAS PETROLERAS La investigación y desarrollo tecnológico en un sector industrial, intensivo en capital e infraestructura es un componente clave si contribuye a: Mejorar costo, calidad y rendimiento de equipos e infraestructura Crear productos de mayor valor agregado Crear nuevos procesos más eficientes Incrementar la seguridad y proteger el medio ambiente Para lograr el aprovechamiento de los recursos financieros es indispensable orientar su ejercicio a los objetivos de negocio El primer paso es preparar una Política y Estrategia Tecnológica que oriente la posible aplicación de los recursos

22 APROVECHAMIENTO DE RECURSOS IDT POLÍTICA Y ESTRATEGIA TECNOLÓGICA Suficiencia y continuidad de recursos financieros Filosofía de empuje de mercado Administración de un portafolio balanceado (corto vs largo plazo; innovador vs incremental) Ejecución de proyectos de IDT a través de un proceso de desarrollo de nuevas tecnologías y productos Asimilación y transferencia tecnológica oportuna para satisfacción de necesidad del cliente o usuario Capacidades suficientes para incorporación de la nueva tecnología o aprovechamiento del producto Seguimiento y evaluación de resultaos Retroalimentación Aprovechamiento / Aplicación de conocimientos y desarrollos tecnológicos

23 OPORTUNIDAD DE LA IDT Flujo de Efectivo para un Producto o Tecnología Nueva Valle de la muerte Flujo de efectivo Tiempo del Ciclo de Innovación Investigació Aplicación - Investigación n y y Escalamient Lanzamiento Desarrollo Escalamiento Desarrollo o Ingresos residuales Ingreso de recuperación Tiempo Oportunidad Percepción de la oportunidad Costo IDT Costo de Escalamiento y Transferencia Clientes o usuarios satisfechos Tiempo de recuperación Extinción

24 CONTENIDO I. Retos en tecnología para la Industria Petrolera II. Aprovechamiento de la tecnología III. Comentarios finales

25 COMENTARIOS FINALES 1. La época del petróleo fácilf cil se acabó! 2. La nueva tecnología a es inútil til a menos que sepas cómo c aplicarla 3. La aplicación n de la tecnología a requiere: Orientación n de negocio Trabajo en equipo entre personas Sinergias entre organizaciones Riesgo compartido 4. PEMEX y el IMP están n tomando acciones aceleradas para tener un mejor aprovechamiento de la tecnología a a través s de un proceso de gestión n de tecnología.

26 Muchas Gracias!