AÑO 1980 RESERVAS DE PETRÓLEO: 13 AÑOS RESERVAS DE GAS: 43 AÑOS AÑO 2011 RESERVAS DE PETRÓLEO: 9 AÑOS RESERVAS DE GAS: 7 A 8 AÑOS

Transcripción

1 LA ENERGÍA EN EL PERÍODO : DIEZ AÑOS PERDIDOS LOS HIDROCARBUROS NO CONVENCIONALES Dr. Gualter A. Chebli 22 de mayo de 2013

2 AÑO 1980 RESERVAS DE PETRÓLEO: 13 AÑOS RESERVAS DE GAS: 43 AÑOS AÑO 2011 RESERVAS DE PETRÓLEO: 9 AÑOS RESERVAS DE GAS: 7 A 8 AÑOS

3 Hidrocarburos Convencionales SISTEMA PETROLERO involucra: ROCA GENERADORA (o roca madre) ROCA RESERVORIO (o roca almacén) ROCA SELLO TRAMPA ADECUADO TIMING

4 Hidrocarburos NO Convencionales SISTEMA PETROLERO reducido: LA ROCA GENERADORA también es ROCA RESERVORIO, involucra la ROCA SELLO y también es la TRAMPA

5 Hidrocarburos NO Convencionales: SHALE OIL y SHALE GAS SE DESARROLLARÁ CON MUCHO MAYOR DETALLE EL CASO DEL SHALE GAS.

6 QUÉ ES EL SHALE GAS?

7 CANTIDADES SIGNIFICATIVAS DE GAS ADSORBIDO Y ALGO DE GAS LIBRE VINCULADOS ESTRECHAMENTE CON ROCAS PELÍTICAS, CARBONÁTICAS Y/O ARENISCOSAS FINAS QUE, EN MUCHOS CASOS, CORRESPONDEN A LA O A LAS ROCAS GENERADORAS DE LA COLUMNA ESTRATIGRÁFICA DE UNA CUENCA SEDIMENTARIA. ESA ROCA ALOJANTE, ADEMÁS DE SU GRANULOMETRÍA FINA POSEE UN ALTO TENOR DE CARBONO ORGÁNICO TOTAL (COT)Y EL GRADO DE MADUREZ TÉRMICA ADECUADO, MEDIDO EN TÉRMINOS DE LA REFLECTANCIA DE LA VITRINITA (Ro).

8 EL TÉRMINO SHALE NO NECESARIAMENTE DESCRIBE LA ESTRICTA LITOLOGÍA DE LOS RESERVORIOS. LAS VARIACIONES LITOLÓGICAS EN LOS YACIMIENTOS YA ESTUDIADOS EN AMÉRICA DEL NORTE INDICAN QUE EL GAS Y EL PETRÓLEO NO SÓLO SE ALOJAN EN LUTITAS SINO QUE COMPRENDE, TAMBIÉN, UN AMPLIO ESPECTRO DE LITOLOGÍAS Y TEXTURAS, DESDE FANGOS CALCÁREOS (MUDSTONE) A LIMOLITAS Y ARENISCAS DE GRANO FINO, ES DECIR, ROCAS DE NATURALEZA SILÍCEA O CARBONÁTICA.

9 LA PRESENCIA DE MÚLTIPLES TIPOS DE ROCAS RICAS EN MATERIA ORGÁNICA IMPLICA QUE HAY TAMBIÉN MÚLTIPLES MECANISMOS PARA EL ALMACENAMIENTO DEL GAS. ASÍ, EL MISMO PUEDE ESTAR ADSORBIDO EN LA MATERIA ORGÁNICA Y ALMACENADO COMO GAS LIBRE LIBRE EN MICROPOROS Y MACROPOROS. ADEMÁS, EL GAS EN SOLUCIÓN PUEDE ESCONDERSE EN NANOPOROS DE LOS COMPONENTES DEL BITUMEN Y PUEDE SER UNA FUENTE ADICIONAL DE GAS, SI BIEN TRADICIONALMENTE SE LO CONSIDERA UN COMPONENTE MENOR.

10 LA VARIEDAD DE TIPOS DE ROCAS OBSERVADOS EN SHALE RICAS EN MATERIA ORGÁNICA IMPLICA LA PRESENCIA DE UN RANGO DE DIFERENTES TIPOS DE RESERVORIOS DE SHALE. CADA RESERVORIO PUEDE TENER CARACTERÍSTICAS GEOQUÍMICAS Y GEOLÓGICAS DISTINTIVAS Y REQUERIR DIFERENTES MÉTODOS DE PERFORACIÓN, TERMINACIÓN, PRODUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE RECURSOS Y RESERVAS, COMO LO INDICA LA EXPERIENCIA DE APROXIMADAMENTE LOS ÚLTIMOS 20 AÑOS EN USA Y CANADÁ. ADEMÁS, NO HAY QUE OLVIDAR QUE LAS SHALE SIGUEN TENIENDO POTENCIAL COMO ROCAS SELLO Y NO TODAS LAS SHALE TIENEN QUE SER NECESARIAMENTE ROCAS RESERVORIO.

11 CUATRO SON LAS PROPIEDADES QUE REPRESENTAN CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES EN CADA PLAY DE SHALE GAS: 1.CARBONO ORGÁNICO TOTAL(COT) CONTENIDO EN LA UNIDAD- ROCA(PREFERENTEMENTE, MAYOR QUE EL 2%). 2.MADUREZ DE LA MATERIA ORGÁNICA (RO), CON VALORES ENTRE1.2A1.7%. 3.TIPO DE GAS GENERADO Y ALMACENADO EN EL RESERVORIO (BIOGÉNICO O TERMOGÉNICO). 4.PERMEABILIDAD DEL RESERVORIO.

12 EL GAS DE LAS LUTITAS SE GENERA DE DOS DIFERENTES MANERAS YESPOSIBLEUNAMEZCLADETIPOSDEGAS: EL GAS TERMOGÉNICO SE GENERA POR CRACKING DE MATERIA ORGÁNICA O CRACKING SECUNDARIO DE PETRÓLEO. EL GAS BIOGÉNICO, COMO EL DEL YACIMIENTO DE SHALE GAS ANTRIM EN MICHIGAN, ES GENERADO POR MICROBIOS EN ÁREAS CON RECARGA DE AGUA METEÓRICA.

13 EL GAS TERMOGÉNICO ESTÁ ASOCIADO CON MATERIA ORGÁNICA MADURA QUE HA SIDO SOMETIDA A TEMPERATURAS Y PRESIONES RELATIVAMENTE ALTAS Y ADECUADAS PARA GENERAR HIDROCARBUROS. EL GRADO DE MADUREZ SE EXPRESA GENERALMENTE EN TÉRMINOS DE LA REFLECTANCIA DE LA VITRINITA (%Ro), DONDE VALORES ENTRE 0.6 Y SON INDICATIVOS DE GENERADORAS DE HIDROCARBUROS, ESTIMÁNDOSE QUE ENTRE 0.6 Y SON PRECURSORAS DE LÍQUIDOS Y ENTRE 1.2 Y 1.7 DE GASES HÚMEDOS. POR ENCIMA DE ESTE ÚLTIMO VALOR, SÓLO PRODUCIRÁN GASES SECOS.

14 EL CARBONO ORGÁNICO TOTAL (COT) ES UN ATRIBUTO FUNDAMENTAL PARA EL SHALE GAS Y REPRESENTA LA MEDIDA DE LA RIQUEZA ORGÁNICA ACTUAL DE LAS ROCAS GENERADORAS (PORCENTAJE EN PESO DE LA MATERIA ORGÁNICA CON RESPECTO AL DE LA ROCA TOTAL). EL CONTENIDO DE COT (IDEAL QUE SUPERE EL 2 %),JUNTOAL ESPESOR DE LAS FACIES GENERADORAS Y LA MADUREZ ORGÁNICA, SON LOS ATRIBUTOS CLAVE PARA DEFINIR EL POTENCIAL DE SHALE GAS.

15 SIN EMBARGO, LA COMBINACIÓN FAVORABLE DE ESTOS FACTORES NO ES LO ÚNICO NECESARIO PARA DETERMINAR LA ECONOMICIDAD DE LOS DIFERENTES PROYECTOS DE EXPLOTACIÓN DE GAS EN LUTITAS, PARTICULARMENTE, ATENDIENDO A LOS COSTOS DE PRODUCCIÓN, LA PERFORACIÓN Y LAS TÉCNICAS DE TERMINACIÓN. ESTOS FACTORES PUEDEN SER ALTAMENTE VARIABLES ENTRE LUTITAS DE DIFERENTE EDAD Y TAMBIÉN PUEDE HABER GRANDES DIFERENCIAS EN CORTAS DISTANCIAS EN UN MISMO DEPÓSITO O ESTRATO.

16 NO TODAS LAS LUTITAS SON CAPACES DE SOSTENER UNA PRODUCCIÓN ECONÓMICA DE GAS. EN PARTICULAR, ESTAS ROCAS SE CARACTERIZAN POR SU BAJA PERMEABILIDAD QUE LES DA SU CAPACIDAD DE CONSTITUIR SELLOS PARA LOS YACIMIENTOS CONVENCIONALES. EN TAL SENTIDO EL PARÁMETRO MÁS IMPORTANTE QUE INFLUYE EN UNA PRODUCCIÓN SUSTENTABLE DE GAS EN SHALE ES LA PERMEABILIDAD DE LA MATRIZ.

17 PARA SOSTENER LA PRODUCCIÓN INICIAL EL GAS DEBE FLUIR DE LA MATRIZ HACIA FRACTURAS NATURALES O INDUCIDAS. GENERALMENTE, CUANTO MAYOR SEA LA PERMEABILIDAD DE LA MATRIZ MÁS VA A FACILITAR LA DIFUSIÓN DEL GAS HACIA LAS FRACTURAS, POSIBILITANDO UN ELEVADO FLUJO HACIA LA CAÑERÍA DE PRODUCCIÓN. LAS MICROFRACTURAS SUELEN TENER IMPORTANCIA EN LA PRODUCCIÓN, AUNQUE NO SON FÁCILES DE DETERMINAR.

18 LA RECUPERACIÓN EN UN RESERVORIO DE SHALE GAS ES, EN GENERAL, MENOR QUE EN LOS RESERVORIOS CONVENCIONALES, CON VALORES COMPRENDIDOS ENTRE 5% Y 20%, A DIFERENCIA DE LOS SEGUNDOS QUE ALCANZAN VALORES ENTRE 50% Y 90%. SIN EMBARGO, EN ALGUNOS CASOS LA RECUPERACIÓN ES BASTANTE MAYOR, TAL LOQUE OCURRE EN LASANTRIMANTRIM SHALE, CON FRACTURACIÓN NATURAL, QUE TIENEN UN FACTOR DE RECUPERACIÓN DEL ORDEN DE 50% A 60%.

19 PARTICULARIDADES DE LOS YACIMIENTOS DE HIDROCARBUROS NO CONVENCIONALES.

20 ETAPA EXPLORATORIA: INVESTIGACIÓN MUCHO MÁS MINUCIOSA QUE EN CONVENCIONALES. SE REQUIEREN EXHAUSTIVOS ESTUDIOS GEOQUÍMICOS Y PETROFÍSICOS. ELLO IMPLICA DISPONER DE UN ELEVADO NÚMERO DE TESTIGOS CORONA, TESTIGOS LATERALES Y BUENA FRECUENCIA EN LA OBTENCIÓN DEL CUTTING.

21 LOS DATOS DE PRESIONES SON SIGNIFICATIVAMENTE IMPORTANTES. SÍSMICA 3D INDISPENSABLE PARA DEFINIR LA EXTENSIÓN DE LOS RESERVORIOS, SUS ESPESORES, LOS JUEGOS DE FRACTURAS EVENTUALMENTE EXISTENTES Y LAS ORIENTACIONES DE LAS MISMAS PARA DISEÑAR LOS PARÁMETROS DE LA FUTURA FRACTURACIÓN.

22 EXPLOTACION: FUNDAMENTAL EL CUIDADO DEL MEDIO. SE REQUIERE UN ELEVADO NÚMERO DE PERFORACIONES REALIZADAS DESDE LOCACIONES MUCHO MÁS AMPLIAS QUE EN EL CASO DE LOS CONVENCIONALES, DADO QUE LAS INSTALACIONES DE SUPERFICIE DEBEN PERMITIR LA UBICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE FRACTURACIÓN HIDRÁULICA.

23 LOS POZOS, INICIADOS COMO VERTICALES Y DE BUEN DIÁMETRO,, SE CONTINÚAN COMO PERFORACIONES MULTIDIRECCIONALES, ORIENTADAS Y, HASTA, HORIZONTALES.

24 ABUNDANTE DISPONIBILIDAD DE AGUA EN LAS CERCANÍAS O BIEN DISEÑAR UNA BUENA ESTRUCTURA DE SU TRANSPORTEA LA LOCACIÓN. ES INDISPENSABLE PRESTAR SUMA ATENCIÓN A LA DISPOSICIÓN FINAL DEL AGUA DE RETORNO QUE, FRECUENTEMENTE, ES ALTAMENTE CONTAMINANTE.EN LAS FRACTURACIONES SE DEBEN CUIDAR LOS EVENTUALES RECURSOS DE AGUAS SUBTERRÁNEAS EN LAS CERCANÍAS DE LOS POZOS.

25 EJEMPLO EN LA CUENCA NEUQUINA FORMACIÓN VACA MUERTA

26 CUENCA NEUQUINA MUY FAVORABLE PARA LA EXPLOTACIÓN DE LOS RECURSOS NO CONVENCIONALES: REENTRADAS EN NUMEROSOS POZOS CONVENCIONALES ENTUBADOS Y FUERA DE PRODUCCIÓN (TUVIERON OTROS OBJETIVOS). SUPERPOSICIÓN DE OBJETIVOS: CONVENCIONALES, SHALE OIL, SHALE GAS, TIGHT GAS (ADICIONALMENTE, ESTOS DOS ÚLTIMOS CON MAYORES PRECIOS DE VENTA EN EL MERCADO). EXCELENTE RED DE EVACUACIÓN DE GAS.

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29 SHALE GAS EN EL MUNDO

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36 económicos. Recursos y reservas son conceptos técnico- Hidrocarburos no convencionales son el gas y el petróleo presentes en ciertas formaciones rocosas desde las cuales es dificultoso producirlos sin el empleo de técnicas especiales de terminación y estimulación.

37 En el mediano y largo plazo los recursos no convencionales podrían modificar tendencias en el mercado internacional del gas (por ejemplo, desplazando el comercio del Gas Natural Licuado). Los recursos gasíferos no convencionales, en los últimos 12 a 15 años han adquirido cada vez mayor interés.

38 El gas de lutitas (shale-gas), el metano de los estratos de carbón y el gas de las arenas de baja porosidad (tight sand) ya se encuentran en plena producción a nivel internacional. Los hidratos de gas (gas hydrates) se encuentran en avanzado nivel de estudios.

39 Las reservas mundiales de gas convencional y gas no-convencional son abundantes y con creciente diversidad geográfica. Se está produciendo una sostenida expansión de los recursos no convencionales acompañada indisolublemente por la consolidación de nuevas tecnologías y evolución (a la baja) de los costos de exploración y producción.

40 Fuerte crecimiento, en los últimos años, en la producción de gas no-convencional en los países de América del Norte (al 31/12/2009, en Estados Unidos llegó a 300 x 10 9 m 3 y en Canadá alcanzó 60 x 10 9 m 3. Se estima que, en nuestro país, el precio por millón de BTU debería situarse en valores más elevados que los del gas convencional para alcanzar la economía de los proyectos.

41 U.S Department of Energy, Washington, (abril 2011): Cuencas Neuquina, Golfo San Jorge, Austral y Chacoparanense. Bastante cuestionable la fidelidad de los datos primarios empleados. La magnitud total de los Recursos de Shale Gas para nuestro país se la estima en 774 TCF. Como ejemplo, basta citar que le adjudica a la Cuenca Chacoparanense 521 TCF de recursos y en la que ninguno de los 45 pozos exploratorios perforados hasta el presente encontró siquiera un metro de roca generadora.

42 SHALE GAS EL CASO DE LA CUENCA NEUQUINA

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46 Formación Vaca Muerta TOC /100 (Wt%) 4 Densidad 2,4 Espesor (m) 175 Espesor (cm) Area (km2) Área (cm2) 1,8E+14 Vol (cm3) 3,15E+18 M (g TOC) 3,024E+17 HIo (mg HC/g TOC) 602 HIp (mg HC/g TOC) 374 R (mg HC/g TOC) 228 HCG (kg HC) 6,89472E+13 GAS Equivalente (ft3) 4,27E+15 GAS Equivalente (TCF) 4274,70 GAS 50% de pérdida por conversión (TCF) 2137,35 1% recuperable (TCF) 21,37 8% recuperable (TCF) 170,99 15% recuperable (TCF) 320,60

47 Evaluation of Hydrocarbon Generation and Storage in the Barnett Shale, Ft. Worth Basin, Texas (Jarvier, 2004) Ejemplo Barnet Shale TOC /100 (Wt%) 4,5 Densidad 2,4 Espesor (cm) Área (cm2) 2,3E+13 Vol (cm3) 3,1547E+17 M (g TOC) 3,4071E+16 HI o (mg HC/g TOC) 380 HI p (mg HC/g TOC) 44 R (mg HC/g TOC) 336 HCG (kg HC) 1,1448E+13 Equivalente (ft3) 1,00E+15 Equivalente (tcf) 1000,00 50% de pérdida por conversión (TCF) 500 1% recuperable (TCF) 5 8% recuperable (TCF 40 15% recuperable (TCF) 75