lunes, 27 de febrero de 2012

Exploración-Yacimientos Convencionales y No-convencionales-Diferencias y Similitudes

 Mapa índice de la región donde se encuentra el Campo de Prudhoe Bay en Alaska. 


El yacimiento de hidrocarburos convencionales de Prudhoe Bay corresponde a una enorme trampa estratigráfica con influencia estructural puesto que se encuentra en el alto paleogeológico denominado “Barrow Arch”. 

El sistema deposicional corresponde a un
“Fan-Delta” (Fan-Delta son sedimentos prácticamente aluviales pero que progradan en ambiente marino). Este sistema correspondiente a la formación Ivishak/Sadlerochit (Triásico) se encuentra truncado o erodado por la discordancia denominada LCU (“Lower Cretaceous Unconformity”).

Este yacimiento gigante tiene un área de cierre de 213,543 acres (86,048 hectáreas) con espesores del reservorio “neto” que llegan a los 450 pies. Los granos de las areniscas pueden llegar a conglomerados. Se estima que el yacimiento tenía 25 billones de barriles de petróleo in situ. El campo tiene alrededor de 1,114 pozos productores y ha producido más de 11 billones de barriles. El pico de producción se logró en 1979 con 1.5 millones de barriles diarios. Su producción llegaba a un poco más de 300,000 BOPG para el 2008.

El petróleo se produce con gas asociado. Sin embargo, el gas se reinyecta para represionar el reservorio. En la actualidad hay más de 26 TCFG (trillones de pies cúbicos de gas) solamente en el casquete de gas.

Por el contrario si vemos los yacimientos no-convencionales en esta área ellos cubren regiones inmensamente grandes pues incluye todas las arcillas y lutitas generadoras de los hidrocarburos del North Slope (mas información). 

Las reservas en estos reservorios no-convencionales llegarían a billones de barriles de petróleo y muchos trillones de pies cúbicos de gas. Sin embargo se necesitarán muchos miles de pozos para producir siquiera una fracción de lo que produce el yacimiento convencional de Prudhoe Bay, no contando con la parte comercial y de mercadeo que es lo que hace los yacimientos costeables/comerciales.

Cuando estudiamos los elementos geológicos de riesgo a que estamos acostumbrados como son: roca fuente, reservorio, sello, trampa, migración etc. Todos ellos existen en la exploración para yacimientos convencionales y no convencionales. Sin embargo, las implicaciones y aplicabilidad de ellos a encontrar trampas comerciales varían muchísimo.

Resumen de algunos de los factores clásicos a considerar:

ROCA FUENTE/MADRE:
Trampas en yacimientos convencionales, económicas o costeables pueden existir dentro de toda la extensión de la roca fuente y aun fuera de ella, sin embargo, en yacimientos no-convencionales estaremos completamente limitados a donde se encuentra la distribución de la roca fuente y sobretodo supeditados a la calidad de la misma. 

RESERVORIO:
Obviamente el tipo de reservorio es diferente, las areniscas y carbonatos porosos ya sean con porosidad primaria ó secundaria han sido los principales reservorios de los yacimientos convencionales. En el caso de los no-convencionales podemos incluir las lutitas, margas, mantos de carbón y las areniscas que debido a su baja porosidad y permeabilidad entrarían en esta categoría.

          Porosidad: Se acostumbraba a tomar la porosidad de 10% como límite de yacimientos que podrían ser explotables por medios convencionales de producción. Es decir, siempre con más de 10% se considera convencional. Esta cifra es una guía y no un valor absoluto. Sin embargo, si podemos decir que la gran mayoría de yacimientos no-convencionales tienen menos del 10% de porosidad.  

          Permeabilidad: Las lutitas por naturaleza son rocas porosas pero sus poros no están intercomunicados, a no ser que estén fracturadas o se fracturen artificialmente. Por lo tanto, son de muy baja permeabilidad. En reservorios convencionales la permeabilidad se puede encontrar arriba de los 100 mD (Mili Darcy) pero en los no-convencionales puede ser menor de 0.1 mD. 

TRAMPA:
Las trampas en reservorios convencionales son criticas para su éxito, necesitamos una trampa estructural (anticlinal, bloque fallado, etc.), estratigráfica (truncación o acuñamiento) o combinada para poder almacenar los hidrocarburos. Por el contrario, en los no-convencionales el gas esta embebido en los poros y en la matriz y por consiguiente, la trampa en el sentido clásico no aplica. Naturalmente, dentro del área prospectiva de los yacimientos no-convencionales hay que identificar los trenes o áreas más apropiados (“sweet spots”).   

SELLO:
En yacimientos convencionales necesitamos una roca sello para impedir el escape de los hidrocarburos. En los no-convencionales la roca reservorio de hecho es un sello pero con hidrocarburos embebidos que no podrán salir al menos que los estimulemos de alguna forma como produciendo fracturamientos hidráulicos.

MIGRACIÓN:
La migración y el tiempo de ella pueden ser claves en yacimientos convencionales y muchas veces se encuentran yacimientos comerciales a mucha distancia de la roca fuente debido a migración de los hidrocarburos. En yacimientos no-convencionales ya no es tan importante y los encontramos directamente muy cerca o en la roca fuente, o sea que, no consideramos migración a distancia para los no-convencionales.  

PRESIONES DE PORO/HIDRODINÁMICA:
Muchos de los yacimientos más grandes del mundo localizados en rocas convencionales se encuentran en ambientes de presiones poro normales (Prudhoe Bay, Cantarell, Ghawar, etc.). Sin embargo cuando hablamos de yacimientos no-convencionales ellos muchas veces los relacionamos con la presencia de espesas secciones de arcillas/lutitas, bajo presiones anormales, en las partes más profundas de las cuencas hidrocarburíferas.

GEOQUÍMICA:
Muchos de los valores geoquímicos aplican para ambos tipos de yacimientos. Sin embargo, en yacimientos convencionales podemos tener campos de hidrocarburos comerciales en rocas inmaduras debido a la migración de los mismos. En yacimientos no-convencionales no pasa esto y la sección que produce debe tener la madurez, contenido de materia orgánica etc. apropiada para el tipo de gas o gas húmedo si fuera el caso. 

PRODUCCIÓN/EXPLOTACIÓN
Yacimientos convencionales generalmente pueden presentar varios niveles de contactos de agua ya sean de petróleo-agua o de gas-agua, como también pueden producir algo de agua y con el tiempo a medida que tienen más madurez, la producción el agua aumenta y en muchos casos significativamente. En yacimientos no-convencionales generalmente hay una muy reducida producción de agua o ninguna.

En yacimientos convencionales tenemos varios estados de recobro, primario, secundario y aun terciario. En yacimientos no-convencionales no hay fases de recobro ellos no producen al menos que se los estimule y fracturen hidráulicamente para que desarrollen permeabilidad. En yacimientos convencionales la producción diaria puede ser muy superior a los convencionales. 

La declinación de producción en yacimientos no-convencionales puede ser muy precipitada, motivo por el cual, hay que perforar en proporción más pozos que en los yacimientos convencionales. Lógicamente el área de drenaje de los no-convencionales es mucho menor.  

RESERVAS/RECURSOS
En cálculo de reservas en yacimientos convencionales, aunque no es una ciencia exacta, ya tenemos mucha información histórica del comportamiento de estos yacimientos y por consiguiente, conocemos los factores de recobro/riqueza de muchos tipos de reservorios. Hay yacimientos convencionales que han producido por más de 30 años, esto nos da un gran conocimiento de su comportamiento para aplicarlo a nuevos yacimientos.

En el caso de yacimientos no-convencionales nuestra experiencia se remonta a un poco más de cinco años produciendo en forma masiva. Muchos de los cálculos se hacen usando extrapolaciones hiperbólicas y se asumen recursos como reservas e indiscriminadamente se habla de los dos términos como sinónimos lo cual dista mucho de la realidad. Es de esperar que en estos tipos de yacimientos si no se continúa con un plan agresivo de perforación de pozos para mantener la producción esta bajará inexorablemente muy rápido.       

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