exploración petrolera

Facultad Integral del Chaco

Universidad Autónoma Gabriel René Moreno

Introducción a la Industria Petrolera

Ing. Rubén Sandi BernalCamiri, Abril de 2008

Primer díaHr. 18 a 19.30 Historia de la Exploración Petrolera en

BoliviaEtapas de la Exploración Petrolera:

•Muestreo Geoquímico•Mapeo Geológico•Adquisición Sísmica•Preparación del Proyecto Petrolero•Perforación de pozo y pruebas•Producción•Transporte

Hr. 19.30 a 19.45 Descanso

Hr. 19.30 a 21.00 Ejercicio práctico

Programa

Segundo día

Hr. 18 a 19.30 Desarrollo de:

Adquisición de datos de geología: muestreo, levantamiento de columnas, mapeo geológicoAdquisición de líneas sísmicasAplicación de la geología de superficie y la sísmica a la prospección petrolera

Hr. 19.30 a 19.45 DescansoHr. 19.30 a 21.00 Preparación del Proyecto Petrolero Ejercicio práctico

Tercer día

Hr. 18 a 19.30 PerforaciónPruebas de ProducciónTerminación de pozos

Hr. 19.30 a 19.45 Descanso

Hr. 19.30 a 21.00 Producción y Transporte Entrega de certificados

Programa

Objetivos

Transmitir los conocimientos de las etapas de la Industria Petrolera, desde la exploración hasta la producción

Historia de la Exploración Petrolera en Bolivia

1865 Gobierno de Achá: Juan Manuel Velarde solicita concesiones petroleras en las provincias Azero, Tomina y Cordillera

1867 Gobierno Melgarejo concede a los alemanes Mekest y Hansen permiso para “extraer y purificar petróleo por el termino de 10 años”en la Provincia Salinas, hoy Arce, del Departamento de Tarija

1903 Vienen al país varios geólogos extranjeros tales como: Evans, Stumpff, Lang, Dreing, Steiman y junto a los bolivianos Belisario Díaz Romero y Vicente Ballivian investigan varias zonas

1907 Pioneros Lavadenz con ayuda perfora un pozo de 170 m en Mandiyutí encontrando una arenisca petrolera

1914 Miguel Velasco construye una refinería casera que se alimenta de petróleo de la zona de Espejos en Santa Cruz


1919 Geólogos de la Standard Oil Co de New Jersey investigan: Yaguaca, Serranía de Ollague, Sanandita, Parapetí, Choreti, Sararenda, Bermejo Sierra del Condado y la sierra Deshecho Chico

1924 Pozo Bermejo No. 2 de Standard Oil descubre petróleo, 2000 BPD

1926 Pozo Saipurú No. 1 de Standard Oil descubre el primer pozo de gas

1927 Pozo Camiri No.1 de Standard Oil descubre petróleo

1936 Gobierno de Toro caduca las concesiones de Standard Oil Co

1936 Gobierno de Toro. 21 de Diciembre funda Yacimientos Petrolíferos Fiscales Bolivianos


Década de 1940 YPFB contrata técnicos extranjeros: Wagner, Schlaginweit, Unterladstteater, Alvarez y prepara personal en Comodoro Rivadavia y EEUU.

• Descubre campo Guairuy

Década de 1950 YPFB crea la Gerencia de Exploración, descubre la Arenisca Sararenda en Camiri, los campos Toro, Buena Vista, Itapirenda

•Contrata brigadas de sísmica y gravimetría para el relevamiento de la Llanura del Chaco

Década de 1960 Descubrimiento de los campos Colpa, Caranda, Río Grande por Gulf Oil Co. Gas comercial y petróleo


1969 El Gobierno de Ovando Candia nacionaliza Gulf Oil Co.

Década del 60 hasta 1996 YPFB descubre alrededor de 48 campos de petróleo y gas de los cuales los más importantes son San Alberto, Monteagudo, Sirari, Vibora, Patujusal, Cascabel, Vuelta Grande, Bulo Bulo, Carrasco.

1997 a 2006 Capitalización de YPFB Compañías privadas descubren Yacimientos de Gas: Margarita, extensión de San Alberto, Incahuasi y otros

2005 Se aprueba la Nueva Ley de Hidrocarburos No. 3058, 17 de mayo

2006 1º de Mayo DS 28701 “Héroes del Chaco” Nacionalización de los Hidrocarburos

2006 Creación en Camiri de la Gerencia Nacional de Exploración y Explotación

Etapas de la Exploración Petrolera

• Muestreo Geoquímico y levantamiento de columnas estratigráficas

• Mapeo Geológico

• Adquisición Sísmica

• Preparación del Proyecto Petrolero

• Interpretación Geológica

• Propuesta Geológica [ Reservas, Análisis Económico ]

• Perforación de pozo y pruebas

Figura 6-9 Columna esquemática en el norte de Orcauen el Pallars de Jussá (modificado de Rosell, 1991)Figura 6-9 Columna esquemática en el norte de Orcauen el Pallars de Jussá (modificado de Rosell, 1991)

Muestreo Geoquímico y levantamiento de columnas estratigráficas

Levantamiento de un Mapa Geológico

Adquisición Sísmica

Registro de una Línea Sísmica

Preparación del Proyecto

• Geología

• Interpretación Sísmica

• Construcción de cortes y mapas de subsuelo

• Propuesta Geológica incluye además de lo anterior estimación de reservas y análisis económico (costos, rentabilidad)

TARIQUIA

YECUA

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50 - 150

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G.

EDAD FORMACIONESP.

mLITOLOGIA

ROCA

MADRERESERV.

5 - 150

CAJONES

YANTATA

ICHOA 200 - 300

PERM.COPACABANA 50 - 100WESTP.

STEPH.

FLORIDA 5 - 50

ELVIRANAMR. 200 - 250

ESCARPMENT 200 - 250

TARIJA

TUPAMBIITACUA

50 - 200

400 - 600

200 - 30020 - 170

VIS

EA

NO

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AIS

IAN

O

IQUIRI 700 - 1100

MED. LOS MONOS 200 - 300

HUAMAMPAMPA

30 - 50

300 - 600

250 - 500

TARABUCO

KIRUSILLAS

300 - 600

200LU

DL

OV

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EDAD FORMACIONESP.

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HUAMAMPAMPA

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300 - 600

250 - 500

TARABUCO

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300 - 600

200LU

DL

OV

N.

Columna Estratigráfica Subandino Centro

Mapa Geológico

Linea Sísmica Interpretada

Corte Estructural Interpretado

CERRADO POR INVASION DE AGUA

CERRADO-TEMPORALMENTE ABANDONADO

CERRADO POR ARENA

CERRADO EN RESERVA

PRODUCTOR DE GAS Y CONDENSADO

POZO PROPUESTO

ABANDONADO

CON ZONA ABANDONADA

INYECTOR DE GAS

ESTADO DE LOS POZOS

POZO PRODUCTOR DE PETROLEO

NO ALCANZO

Mapa Estructural

Perforación del Pozo

Bombas

Succión

Zaranda Geología

• Litología• Detección de Gas• Petróleo• Volumen de lodo• Registro del pozo

Pruebas

Pruebas de Producción

Introducción a Procesos de Tratamiento de Gas y Petróleo

Aminas Elimina el agua

Petróleo

Gas

Plantas

Gasoducto a Brasil y Argentina

MAPA DE GASODUCTOS Y OLEDUCTOS

GASODUCTO SANTA CRUZ – LA PAZ

Zonas Morfoestructurales de Bolivia

1

3

2

64 5

7

1 Craton Guapore, 2 Llanura Chaco-Beniana, 3 Faja Subandina, 4 Cordillera Oriental, 5 Llanura Chiquitana, 6 Altiplano, 7 Cordillera Occidental

Principales Campos de Gas de Bolivia

A R G E N T I N A

TARIJA

POTOSÍ

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SUCRE

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00

600

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8.000.000

CARANDA

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BUENA VISTA

ÑUPUCOCHACO SUR

TIGREBARREDEROTORO

SANTA CRUZ DE LA SIERRA

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PARAGUAY

REPUBLICA DEREPUBLICA DE

Figura 1 Campos productores de la Formación Iquiri, Subandino Sur, Llanuradel Chaco

ItauSan Alberto

Sábalo

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Figura 1 Campos productores de la Formación Iquiri, Subandino Sur, Llanuradel Chaco

ItauSan Alberto

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Campos

5.73

1.491.82

1.38

7.19

5.86

3.27

Reservas de Bolivia 2004 - Probadas

Gas Total 26.7 TCF

Reservas de Bolivia 2004 - Probadas

Petróleo + Condensado Total 316.8 MM de barriles

020000000400000006000000080000000

100000000120000000140000000160000000

bbl

San

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Campos

Practico 1

Identificar los campos petroleros y Gasíferos en el mapa de Bolivia

• Utilizar la columna de Subandino Sur No. 1

• Gas

• Petróleo

• Petróleo y gas

Adquisición de datos de Geología

Obtención de Muestras: Geoquimica, Petrofisica, Hidrocarburos Laboratorio

Medición de columnas estratigráficas

Mapeo Geológico


Figura 6-9 Columna esquemática en el norte de Orcauen el Pallars de Jussá (modificado de Rosell, 1991)Figura 6-9 Columna esquemática en el norte de Orcauen el Pallars de Jussá (modificado de Rosell, 1991)

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Columna Estratigráfica Generalizada Subandino Centro

Cajones

Yantata

Cajones

Yantata


Sistema Petrolero

Roca Generadora : Lutitas negras

Roca Reservorio: Areniscas, calizas porosas

Roca sello: Lutitas, arcilitas impermeables

Trampa: Estructural como Anticlinal y Estratigráfica

Migración: El hidrocarburo debe moverse de la roca madre a la trampa

Sistema Petrolero

Trampas y Sellos

Definición prácticaDefinición práctica

•Roca sedimentaria de grano fino, con un alto contenido de materia orgánica, capaz de generar hidrocarburos. Típica: arcillas. También carbonatos.

Factores determinantesFactores determinantes

•Contenido de materia orgánica.

•Composición litológica.

•Ambiente de sedimentación.SINONIMOS:SINONIMOS:

ROCA MADREROCA MADREROCA FUENTEROCA FUENTE

ROCA GENERADORAROCA GENERADORA

Roca madreRoca madreRoca madreRoca madre

Roca Generadora

• Las rocas madre que contienen COT < 0.5% se Las rocas madre que contienen COT < 0.5% se consideran rocas madre pobres.consideran rocas madre pobres.

• Estadísticamente las mayores acumulaciones de Estadísticamente las mayores acumulaciones de petróleo en el mundo se asocian a valores de petróleo en el mundo se asocian a valores de COT>2.5% y con frecuencia hasta 10%.COT>2.5% y con frecuencia hasta 10%.

Carbono Orgánico TotalCarbono Orgánico TotalCarbono Orgánico TotalCarbono Orgánico Total

COT, % Riqueza de la roca

0.1 – 0.5 Pobre

0.5 – 1.0 Buena

1.0 – 2.0 Muy buena

2.0 – 10 Rica

Riqueza de la roca madre inmadura de acuerdo al Riqueza de la roca madre inmadura de acuerdo al contenido de Carbono Orgánico Totalcontenido de Carbono Orgánico Total

Según Peters K.E. y Moldowan J.M., 1993, Pág. 133. Según Peters K.E. y Moldowan J.M., 1993, Pág. 133.

Riqueza de la roca madre inmadura de acuerdo al Riqueza de la roca madre inmadura de acuerdo al contenido de Carbono Orgánico Totalcontenido de Carbono Orgánico Total

Según Peters K.E. y Moldowan J.M., 1993, Pág. 133. Según Peters K.E. y Moldowan J.M., 1993, Pág. 133.

Riqueza de la Roca

Gas Bioquímico

Gas Natural

Grafito

Diagénesis

Cat

agén

esis

Metagénesis

TemperaturaoC

Proceso

Superficie

Profundidad

100

25

50

150

0

200

250

60

60

160

160

225225

Ventana de

Petróleo

Ventana de Gas

Procesos de Transformación Catagenética y Productos Obtenidos

Distribución de Fluidos en el Reservorio

Petróleo del reservorio

Propiedades Químicas del petróleo

Elemento Petróleo crudo Asfalto Gas natural% por peso % por peso % por peso

Carbono 82,2 - 87,1 80 - 85 65 - 80

Hidrogeno 11,7 - 14,7 8,5 - 11 1 - 25

Azufre 0,1 - 5,5 2 - 8 rastros - 0,2

Nitrógeno 0,1 - 1,5 0 - 2 1 -15

Oxígeno 0,1 - 4,5 - -

Composición química de petróleos típicos

Clasificación de Hidrocarburos

5,1315,141

ºº60

API

Hidrocarburo

RGP (GOR) º API Composición Típica

SCF/STB C1 C2 C3 C4 C5 C6 +

Gas Seco Infinito - 0,9 0,05 0,03 0,01 0,01 -

Gas Condensado 10000+ 50 - 75 0,8 0,06 0,04 0,03 0,02 0,05

Petróleo Volátil 3000 - 6000 45 - 50 0,6 0,08 0,05 0,04 0,03 0,2

Petróleo Negro 100 - 3000 25 - 45 0,44 0,04 0,04 0,03 0,02 0,43

Petróleo Pesado 0 20 - 25 0,2 0,03 0,02 0,02 0,02 0,71

Relación de componentes Gas Seco vs Petróleo Negro

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1 2 3 4 5 6

Gas Seco

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

1 2 3 4 5 6

Petróleo Negro

SCF Standard cubic feet = Pies cúbicos estandarSTB Stock tank barrel = Barril almacenado en tanqueGOR Gas oil ratio = RGP Relación gas petróleo

SCF en sistema Inglés 60º F y 1 atmósfera, vol., barriles bblSCF en sistema Internacional 15º C y 1 bar, volumen de liquido y gas se mide en m3

Gas del reservorio

Gas NaturalGas asociado (al petróleo)

Gas no asociado

Reservorio petrolífero

Gas libreGas disuelto en petróleo

Gas disuelto en agua

Gas líquido (alta T y P mayor a 6000 psi)

Yac. Saturados (casquete)

Yac. Subsaturados

Agua del reservorio

Clasificación de aguas por su origen: meteóricas, fósiles y mixtas

Clasificación de aguas por su forma de aparición: Agua intersticial y agua libre

Salinidad de las aguas de formación:

Interpretación de análisis químicoAgua de formación?

Agua de inyección?

Salinidad de aguas en Bolivia esta entre 3000 a 30000 ppm NaCl

Mapeo Geológico

Proyecto Petrolero con Geología

Corte Estructural Interpretado

CERRADO POR INVASION DE AGUA

CERRADO-TEMPORALMENTE ABANDONADO

CERRADO POR ARENA

CERRADO EN RESERVA

PRODUCTOR DE GAS Y CONDENSADO

POZO PROPUESTO

ABANDONADO

CON ZONA ABANDONADA

INYECTOR DE GAS

ESTADO DE LOS POZOS

POZO PRODUCTOR DE PETROLEO

NO ALCANZO

Mapa Estructural

Sísmica

Objetivo de la adquisición sísmica:

Obtener información de las estructuras del subsuelo con el fin de configurar la

trampa hidrocarburífera

Adquisición de Líneas Sísmicas

Líneas sísmicas, puntos de explosión y arreglo de geófonos

Adquisición sísmica

Tendido de cables, geófonos y camión vibrador

Adquisición Sísmica

Registro de una Línea Sísmica

Línea Sísmica Procesada

Línea Sísmica Interpretada

Aplicación de Geología y Sísmica a Prospección

Proyecto Petrolero

Geología Sísmica

Ambos

Propuesta Geológica de Perforación

• Ubicación del pozo: coordenadas, geográfica y geológica

•Profundidad del pozo programada

• Justificación de la Propuesta (Respaldado por análisis geológico e interpretación sísmica, líneas, mapas, cortes)

• Objetivos petrolíferos o gasíferos (Pronóstico de profundidad)

• Pronóstico de la secuencia estratigráfica

• Programa de muestras: Recortes, testigos, geoquímica, palinología

Propuesta Geológica de Perforación

• Programa para detección de hidrocarburos: gas y petróleo

•Programa de registros y pruebas

• Programa de Perforación: Programa de cañerías

• Estimación de reservas

• Evaluación económica: Costos perforación, terminación, caminos, planchadas. Pronóstico de producción, precio del hidrocarburo, retorno de la inversión.

Cálculo de Volumen Original de Hidrocarburos

Volumen de Hc = Area * porosidad* (1- Sw)*espesor neto productor

Porosidad Registro neutrónico, Sónico, CMR, Densidad

Sw Rt (registros de resistividad), Rw (registro de potencial espontaneo), F (porosidad, m,n,a)

Espesor neto productor esta controlado por los cut offs de Sw, porosidad y arcillocidad (Registros GR, SP)

Practico 2 Cálculo de Volumen Original de Hidrocarburos


Calcular el VOIS de petróleo de una estructura con los siguientes datos:

Área = 60 km2 Espesor neto productor = 55 m Porosidad = 18 % Saturación de agua = 35%Volumen de petróleo en barriles bbl

Desarrollo del Practico 2

Área(m2) *espesor neto productor (m) = Volumen de roca (m3)

Volumen de roca (m3) * porosidad = Volumen poroso (m3)

Volumen de poroso (m3) * (1 – Sw) = Volumen de petróleo (m3)

Volumen de petróleo (m3) * 6,28 bbl/ (m3) = Vol Pet en bbl


60 000 000 (m2) *55 (m) = 3300 106 (m3) Volumen de roca

3300 106(m3) * 0,18 = 594 106 (m3) Volumen poroso

594 106 (m3) Vol. poroso * (1 – 0,35) = 386100000 (m3) de petróleo

386100000 (m3) de petróleo * 6,28 bbl/(m3) =

2 424 708 000 bbl In situ


Para salir a superficie se debe dividir por Bo (1,5 Factor volumétrico

2 424 708 000 bbl In situ/1,5

1616472000 bbl en superficie

Pero solo se recupera un porcentaje (30%)

1616472000 bbl*0,30 = 485 106 bbl

UNIDADES BÁSICAS UTILIZADAS EN LA INDUSTRIA PETROLERA

• Volumen: Masa:• • 1 Bbl (barril de petróleo) = 42 gal 1 kg = 2.2046 lb• 1Bbl = 159 lt 1 kg = 1000 g• 1 Bbl = 5.61446 ft3 1 lb = 454 g• 1 gal = 0.1337 ft3

• 1 ft3 = 7.4805 gal• 1 m3 = 1000 lt• 1 m3 = 6.28 Bbl• 1 m3 = 35.31 ft3

• Longitud:• • 1 ft = 12 pulg• 1 m = 3.281 ft • 1 yarda = 3 ft• 1 m = 39.37 pulg

Partes de Una Torre de Perforación

Relación de porosidad, permeabilidad y litología

Trepano Porta mecha Estabilizador Barra pesada TuberiaTrepano Porta mecha Estabilizador Barra pesada Tuberia

Perforación del Pozo

Bombas

Succión

Zaranda Geología

• Litología• Detección de Gas• Petróleo• Volumen de lodo• Registro del pozo

Geología de Subsuelo

Penetración en min/m

Litología

Gas total

Cromatografía de los gases

Registro litológico

Registros de Evaluación de Pozos

Registro de Pozo Compuesto

Revestimiento de Pozo con Cañerías

30”

13 3/8”

9 5/8”

7” Liner

PF 4443 m

20”

Perforación Pozo Horizontal

Terminación de pozosCondición: El pozo debe estar revestido con cañería de producción 7”, 5”

• Se corre registros de evaluación de cemento: CBL, VDL

• Se cambia fluido de perforación por fluido de terminación (salmueras)

•Se balea el nivel de interés con cañones recuperables, descartables

•Se procede a la prueba de producción

•Si positiva baja arreglo final

•Si negativa prueba otro nivel y/o abandona pozo

Registros de Evaluación de Cemento y Baleos

YPFB


Equipos subsuperficiales

Arreglo Simple Convencional

Arreglo Simple Selectivo

Arreglo Doble Convencional

Arreglo Doble Selectivo

Arreglo Subsuperficial Doble con Empaque de Grava

Estado Subsuperficial

Arbolito de Producción

Árbol de ProducciónVálvula de maniobra

1 Pozo 8 Separador2 Válvula de seguridad 9 Tanque para petróleo3 Cierre de emergencia 10 Bomba de transferencia4 Filtro de arena 11 Manifold de petróleo5 Choque manifold 12 Manifold de gas6 Intercambiador de vapor 13 Conducto al quemador7 Generador de vapor 14 Quemador de alivio

Disposición de los Equipos

Pet y/o Cond

Agua

PlantaProcesadora de Gas

Sist. De Separación

Piscina

De Pozos

GLP

MercInt Ext

MercInt ExtGasol

Nat

Almacenamiento

Ventas

Inyec

Comb

Quema

Medidor de petróleo y condensado

Medidor de gas

Medidor de agua

Esquema Básico de Producción

Introducción a Procesos de Tratamiento de Gas y Petróleo

Aminas Elimina el agua

Petróleo

Gas

Plantas

Gasoducto a Brasil y Argentina

MAPA DE GASODUCTOS Y OLEDUCTOS

Modelo estructural de un campo con hidrocarburo

GASODUCTO SANTA CRUZ – LA PAZ

Y colorín colorado este cuento se ha acabado

Gracias!

CÁLCULO DE VOLUMEN ORIGINAL DE HIDROCARBUROS


Porosidad Registro neutrónico, Sónico, CMR, Densidad

Sw Rt (registros de resistividad), Rw (registro de potencial espontaneo), F (porosidad, m,n,a)

exploración petrolera

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