Evaluación de Localizaciones Para la Perforación Costa Afuera

Transcripción

1 Evaluación de Localizaciones Para la Perforación Costa Afuera Carlos Alvarez Fast Track Training Program - IPM Corrado Lupo Project Support Center - IPM 1/61 CL- CA

2 Introducción Evaluación de Localizaciones Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Magnético Levantamiento Gravimétrico Levantamiento Sísmico Tipos de Levantamiento Sísmico 2D 3D 4D 2/61 CL- CA

3 Evaluación del Lecho Marino Batimetría Sísmica Somera Condiciones de Anclaje Evaluación de Localizaciones Estudios de Vientos y Corrientes Marinas Prevalecientes 3/61 CL- CA

4 Introducción Técnicas de Exploración Costa Afuera Explorar en busca de los yacimientos costa afuera es mucho más complicado que el hallazgo de localizaciones de interés en tierra firme. La recolección de muestras bajo el agua es igualmente más difícil por lo que el estudio geológico debe basarse en técnicas más avanzadas relacionadas con la geofísica 4/61 CL- CA

5 Introducción Técnicas de Exploración Costa Afuera El estudio geofísico aplica principios de la física para estudiar la geología en le fondo marino. Con su ayuda se han descubierto la mayor parte de las localizaciones costa afuera Existen tres métodos para conducir un estudio geofísico: Levantamiento o Registro Magnético Levantamiento Gravimétrico Levantamiento Sísmico 5/61 CL- CA

6 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Magnético Consiste en medir las propiedades magnéticas de las rocas utilizando como referencia el campo magnético de la tierra La medición se realiza utilizando un magnetómetro a bordo de un avión que sobre vuela el área de interés y registra las variaciones en el campo magnético de las rocas subyacentes NO proporciona una información muy detallada pero es muy útil para formar una idea general del área en prospección 6/61 CL- CA

7 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Magnético Las rocas ígneas y algunas metamórficas que contienen minerales de hierro exhiben propiedades magnéticas Las formaciones sedimentarias que contienen hidrocarburos no manifiestan propiedades magnéticas Las variaciones en las mediciones de intensidad del campo magnético local pueden dar una idea del tipo de formación en el subsuelo y con métodos avanzados de interpretación de los registros permiten definir el tipo de fluidos contenido en su espacio poroso 7/61 CL- CA

8 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Gravimétrico Mide la variación de densidad en las diferentes rocas, utilizando como referencia el campo gravitacional de la tierra Las formaciones del subsuelo ejercen diferentes grados de atracción en la fuerza gravitacional apreciable en la superficie Tampoco proporciona información detallada del subsuelo 8/61 CL- CA

9 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Gravimétrico 9/61 CL- CA

10 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Sísmico Es el método más completo de exploración y el que proporciona la información más detallada. Más costoso que los anteriores pues requiere de equipos sofisticados y de una logística más complicada. Utiliza personal especializado y multidisciplinario capaz de interpretar los datos colectados en el levantamiento. 10/61 CL- CA

11 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Sísmico Se basa en que las formaciones del subsuelo responden con diferentes características de absorción y reflexión a las ondas de choque generadas por fuentes de energía Los ecos de las ondas devueltas por las formaciones son captados en la superficie por un sismógrafo (medidor de vibraciones) 11/61 CL- CA

12 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Sísmico Los parámetros medidos son el tiempo de tránsito y la intensidad de las ondas reflejadas por las capas de roca en el subsuelo La medición e interpretación de los registros sísmicos permite determinar las características litológicas y la presión de las formaciones debajo del lecho marino así como también las estructuras geológicas del subsuelo. 12/61 CL- CA

13 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Sísmico Fuente de Energía Las ondas de choque se generan desde un barco especialmente adaptado con instrumentos que va navegando sobre el área de interés La fuente de energía son cañones de aire comprimido dispuestos a lo largo de una línea ( Streamer ) que va suspendida y arrastrada por el barco a máximo 10 metros de profundidad con una longitud cercana a 4 kilómetros. 13/61 CL- CA

14 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Sísmico Fuente de Energía 14/61 CL- CA

15 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Sísmico Fuente Receptora Hidrófonos distribuidos a lo largo de una línea de máximo 5 kilómetros que flota arrastrada por el barco, recolectando las ondas de presión reflejadas por las diferentes capas debajo del lecho marino. 15/61 CL- CA

16 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Sísmico 16/61 CL- CA

17 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Sísmico 17/61 CL- CA

18 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Sísmico 18/61 CL- CA

19 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Sísmico 19/61 CL- CA

20 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Sísmico Procesamiento Primera Fase Los traductores ( transducers ) a bordo del barco convierten la energía de presión captada por los hidrófonos en impulsos eléctricos enviados a los instrumentos que se encargan de medir el tiempo transcurrido entre la generación del impulso y la recolección del mismo (tiempo de llegada) 20/61 CL- CA

21 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Sísmico Procesamiento Segunda Fase Los datos recibidos por diferentes canales son procesados por computadoras y convertidos en información sísmica que se muestra en forma de cortes transversales de las estructuras geológicas y las formaciones subyacentes al fondo marino en función de la profundidad establecida por los tiempos de reflexión. 21/61 CL- CA

22 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento Sísmico 22/61 CL- CA

23 Técnicas de Exploración Costa Afuera Tipos de Levantamiento Sísmico Sísmica 2D Antes de 1990 los levantamientos sísmicos se limitaban a presentar una serie de planos de reflexión tomados a lo largo de una línea sísmica debido a las limitaciones de procesamiento de las computadoras de la época. Los planos sísmicos presentaban las formaciones en función de la profundidad y la longitud de la línea sísmica, en 2 dimensiones (2D). 23/61 CL- CA

24 Técnicas de Exploración Costa Afuera Tipos de Levantamiento Sísmico Sísmica 3D El desarrollo de computadoras y procesadores más potentes le permitió a la industria tomar y procesar en tiempo real varios reflejos de una misma onda sísmica recibidos por múltiples líneas de hidrófonos arrastrados por el barco sísmico. 24/61 CL- CA

25 Técnicas de Exploración Costa Afuera Tipos de Levantamiento Sísmico Sísmica 3D Lecturas tomadas en frecuencia con las detonaciones pueden ser utilizadas para generar cubos de sísmica en función de la profundidad, la longitud de la línea sísmica y el ancho del arreglo de hidrófonos (3D). La correlación de varios cubos puede generar la entrega final de mapas tridimensionales del subsuelo en función de tiempos de reflejos o tiempos de llegada de las ondas reflejadas por las formaciones. 25/61 CL- CA

26 Técnicas de Exploración Costa Afuera Tipos de Levantamiento Sísmico Sísmica 3D 26/61 CL- CA

27 Técnicas de Exploración Costa Afuera Tipos de Levantamiento Sísmico Sísmica 3D 27/61 CL- CA

28 Técnicas de Exploración Costa Afuera Tipos de Levantamiento Sísmico Sísmica 3D 28/61 CL- CA

29 Técnicas de Exploración Costa Afuera Tipos de Levantamiento Sísmico Sísmica 4D La sísmica 4D consiste simplemente en repetir un levantamiento sísmico 3D en la misma localización original, después de transcurrido un tiempo dado. Esta metodología agrega la función del tiempo a un arreglo 3D para dar lugar a la llamada Sísmica 4D. La instrumentación actual y el programa de cálculo utilizado son capaces de generar un mapa del subsuelo que se utiliza para visualizar los cambios en los yacimientos tras varios años de explotación. 29/61 CL- CA

30 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento del lecho marino Una vez establecida el área de perforación se debe llevar a cabo un levantamiento sísmico somero que cubra como mínimo un área de 30 Kilómetros cuadrados alrededor de la localización elegida para perforar el pozo y con una profundidad de investigación de unos pocos metros 30/61 CL- CA

31 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento del lecho marino El objetivo de este levantamiento es revelar información detallada acerca del lecho marino para establecer las condiciones para el anclaje o el apoyo de la unidad de perforación y a la vez detectar posibles obstáculos o problemas potenciales tales como: obstrucciones, gas superficial, conglomerados, rocas someras, fallas estructurales someras, formaciones coralinas, etc. 31/61 CL- CA

32 Técnicas de Exploración Costa Afuera Levantamiento del lecho marino 32/61 CL- CA

33 Evaluación del Lecho Marino Batimetría Se utiliza una embarcación especializada en levantamientos marinos equipada con sonar para establecer la topografía y las formaciones a pocos metros de profundidad en el área de perforación. 33/61 CL- CA

34 Evaluación del Lecho Marino Batimetría 34/61 CL- CA

35 Evaluación del Lecho Marino Batimetría 35/61 CL- CA

36 Sísmica Somera Evaluación del Lecho Marino La sísmica somera se lleva a cabo con métodos y equipos más modestos comparados con un levantamiento sísmico extendido. Su propósito principal es el de estudiar las capas de roca debajo del lecho marino en un rango de 0 a 500 metros de profundidad en el área de interés. Usualmente se lleva a cabo con la misma embarcación que realiza el levantamiento batimétrico de la zona. 36/61 CL- CA

37 Sísmica Somera Evaluación del Lecho Marino La importancia de la sísmica somera radica en la detección de bolsas de gas superficial que son fácilmente identificables y que constituyen un alto riesgo para la perforación. También permite detectar la presencia de conglomerados de roca que pudieran obstaculizar el avance de la perforación en las primeras fases del pozo. 37/61 CL- CA

38 Sísmica Somera Evaluación del Lecho Marino La sísmica somera se limita a un área de máximo 30 kilómetros cuadrados alrededor del de una localización. Los puntos peligrosos en los que se identifica formaciones con gas superficial potencial se definen como Puntos Brillantes o Bright Points. 38/61 CL- CA

39 Evaluación del Lecho Marino Sísmica Somera 39/61 CL- CA

40 Condiciones de Anclaje Evaluación del Lecho Marino El levantamiento batimétrico debe ser tan detallado que permita determinar los puntos para el anclaje óptimo de una unidad flotante de perforación cuyas anclas pueden extenderse a varios cientos de metros de distancia a la redonda en puntos del fondo marino que garanticen un buen agarre para soportar la tensión y el arrastre generado por el movimiento de la unidad debido al oleaje, los vientos y corrientes marinas prevalecientes en el área durante las operaciones. 40/61 CL- CA

41 Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas Las condiciones ambientales y meteorológicas generales del área de perforación deben ser estudiadas antes de movilizar una instalación de cualquier tipo hacia una localización seleccionada. Dicho análisis es efectuado por la misma compañía que lleva a cabo el estudio la batimetría y la sísmica de poca profundidad 41/61 CL- CA

42 Mareas Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas Corrientes Oleaje Vientos 42/61 CL- CA

43 Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas Mareas El termino marea se utiliza para describir variaciones en el nivel de la superficie del mar en períodos mayores al del oleaje. Las mareas toman en cuenta el movimiento vertical de las aguas y, como se ha visto, se generan por influencia gravitacional combinada de la luna y el sol sobre la masa de agua oceánica 43/61 CL- CA

44 Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas Mareas 44/61 CL- CA

45 Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas Mareas 45/61 CL- CA

46 Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas Mareas 46/61 CL- CA

47 Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas Corrientes Marinas El termino corriente marina se utiliza para describir el movimiento lateral del agua del mar Desde un punto de vista de ingeniería se estudia el perfil de velocidades que puede impactar un cuerpo flotante y tambien la distribución regional de las corrientes de agua El estudio permite elaborar planes de contingencias para asegurar la estabilidad de la unidad flotante y para el correcto manejo de emergencias por derrames de fluidos peligrosos o de alto impacto ambiental 47/61 CL- CA

48 Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas Corrientes Marinas 48/61 CL- CA

49 Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas Corrientes Marinas 49/61 CL- CA

50 Corrientes Marinas Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas 50/61 CL- CA

51 Oleaje Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas Elevaciones en la superficie marina en periodos tipicamente menores de un minuto y lungitudes de ola inferiores a un kilómetro Las olas se generan por la interacción de los vientos con la superficie del agua El oleaje es una variable importante que genera cargas de impacto en contra de estructuras flotantes y puede restringir la actividad de perforación. 51/61 CL- CA

52 Oleaje Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas 52/61 CL- CA

53 Oleaje Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas 53/61 CL- CA

54 Oleaje Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas 54/61 CL- CA

55 Oleaje Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas 55/61 CL- CA

56 Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas Vientos El movimiento de masas de aire genera los vientos que constituyen un importante elemento en la meteorología marina. La medición de las intensidades y perfiles de velocidad de los vientos es fundamental para determinar el comportamiento de superficies marinas y de su efecto sobre las estructuras flotantes (unidades de perforación o de producción) 56/61 CL- CA

57 Vientos Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas 57/61 CL- CA

58 Vientos Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas 58/61 CL- CA

59 Vientos Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas 59/61 CL- CA

60 Vientos Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas 60/61 CL- CA

61 Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas Esquemas ambientales (ejemplos) Gulf of Mexico (Hurricanes/loop) Wind 42 m/sec Hmax 23.2m Hs 12.5 m West Africa Wind 25 m/sec Hmax 7.1 m Hs 4.0 m Brazil Offshore Norway Atlantic Frontier Wind m/sec Wind 38.5 m/sec Wind 40.0 m/sec Hmax 14.5 m Hmax 31.5 m Hmax 3.2 m Hs 7.8 m Hs 16.5 m Hs 18.0 m Waves Waves Waves Waves Waves Surface current m/sec Surface current 1.41 m/sec Surface current 2.06 m/sec Surface current 1.75 m/sec Surface current 1.96 m/sec Depth, m Max. Temp. = 30 C Max. Temp. = 30 C Max. Temp. = 30 C Max. Temp. = 14 C Max. Temp. = 18.5 C Min. Temp = 4.0 C Seabed current m/sec Min. Temp = 4.0 C Seabed current 0.5 m/sec Min. Temp = 4.0 C Seabed current 0.5 m/sec Min. Temp = 1.9 C Seabed current 0.5 m/sec Min. Temp = 1.5 C Seabed current 0.63 m/sec Water depth 2,000 m Water depth 1,500 m Water depth 2,000 m Water depth 1,000 m Water depth 700 m Fuente: Tangen, Challenges for the North Sea s First Deepwater Project, Ormen Lange, Instok, Houston, Mar. 7, /61 CL- CA