02 Exploracion y Explotacion de Reservorios v2

EXPLOR EXPLORACIÓ ACIÓN N - EXPLOT EXPLOTACI ACIÓN ÓN DE RESERVORIOS DE HIDROCARBUROS Geología del Subsuelo

CONTENIDO Equipos Multidisciplinarios Integrados Objetivo y Definiciones Básicas  Exploración, Métodos, Sísmica 2D y 3D Geología del Petróleo (Sistema Petrolero) Perforación Ensayos de Pozos Completación de Pozos Evaluación de Yacimientos (Modelos)  Desarrollo del Campo  Producción Geología de Bolivia - Estratigrafía Bloques/Campos de BG-Bolivia 

2

1

1

Equipos Multidisciplinarios Integrados Geología Geodesia

Geofísica Ingeniería de Reservorios

Geoquímica

Producción

Petrofísica

Legal

Perforación Ingeniería de Facilidades

Ingeniería Ambiental

 Anális  Anál isis is Eco Econó nómi mi co coss

Equipos Multidisciplinarios compuestos compuestos por profesionales profesionales expertos de las Cías Operadoras Operadoras y Servicios (Conocimientos (Conocimientos científico-técnicos, financieros, financieros, de seguridad, etc), trabajando trabajando juntos en todas las fases del ciclo Exploración-Producción 3 Equipos Multidisciplinario Multidisciplinarios s

Objetivo y Definiciones Defini ciones Básicas Exploración - Encontrar Encontrar Hidrocarburos Hidrocarburos

Evaluación - De Definir finir tamaño del del campo - Formular plan plan de desarrollo desarrollo

Desarrollo - Optimización Optimización de reservorios reservorios - Pueden Pueden haber varias varias fases

 Aban dono  Abando no -Remoción de los elementos de producción - Limp ieza y reforestación del siti o

Producción - Re Recupera cuperación ción de los HC - De acuerdo acuerdo un programa 4

Etapas del ciclo ciclo de Exploración Exploración - Produ Producción cción

1

2

EXPLORACIÓN 

Exploración Exploración es el término usado en la industria petrolera para designar  la búsqueda de petróleo y gas. Métodos

Geológicos

Métodos

Geofísicos

Método

Gravimétrico

Método

Magnético

Método

Sísmico de Reflexión

Métodos

Geoquímicos, etc.

6

1

3

Exploración 

Objetivos de Exploración - Encontrar acumulaciones comerciales de hidrocarburos mediante la perforación de pozos en los prospectos definidos



Herramientas Datos sísmicos - (adquisición, procesamiento, e interpretación) Evaluaciones Geológicas y construcción de modelos Evaluación de datos de Pozos (petrofísica) Conocimientos especializados e integración disciplinas



Cuantificables Seguridad Posibilidades de éxito exploratorio y comercial (COS) Potencial de reservas de hidrocarburos

Objetivo final – Descubrimiento

7

Objetivos y Herramientas

Métodos de Exploración Sísmica Método Sísmico de Reflexión: Mide las propiedades de las rocas para transmitir las ondas acústicas provenientes de un detonante, las cuales viajan más rápido en rocas duras y compactas que en rocas blandas.

8 Exploración Sísmica

1

4

SISMICA 2D

SISMICA 3D 9 Exploración Sísmica

MAPA BASE SISMICO LINEAS 2D

10

1

5

CAMPO LA VERTIENTE Mapa Estructural Sísmico Form. Yecua

11

Geología del Petróleo Conceptos Básicos en la Exploración de Hidrocarburo s 

Cuenca. Lugar (cubeta) donde se acumulan los sedimentos, generalmente en un medio acuoso.



Roca Generadora ó Roca Madre. Fuente que contiene los precursores orgánicos (Kerógeno) a partir de los cuales se forman los HC.



Roca Reservorio. Rocas con espacios porosos, capaz de contener HC.



Migración. Proceso mediante el cual los HC viajan de la fuente hacia los depósitos



Sello. Rocas impermeables que impiden el paso de los HC



Estructura/Trampa, característica Geológia, definida con ayuda de Sísmica, en donde pueden acumularse los HC Rocas ricas en materia orgánica (Roca Madre)

Maduración Térmica de la materia Orgánica

Hidrocarburo

Tiempo& Temperatura

12

1

6

El Sistema Petrolero

Gas Gas Cap Oil

Entrapment

Water

Seal Roc Reservoi Rock

Migration 120° 350°

Generation 13

El Sistema Petrolero desde el inicio al final

Cuencas sedimentarias en el mundo Cuenca Sedimentari a Una cuenca sedimentaria es una cubeta suficientemente grande, del orden de cientos de k il ómet ro s de l ong it ud , otro tanto de ancho, como de cientos a miles de met ro s d e p ro fund id ad , normalmente llena de ag ua d e m ar o l ag un a.

14

1

7

Geología del Petróleo Teoría Orgánica:

Origen

Transformación de la materia orgánica vegetal y animal, cuya estructur a molecular ha sufrido alteraciones por efecto de altas temperaturas, acción de bacterias y mic roorganismos, altas presiones en el subsuelo y otros agentes a lo largo de millones de años. Esta teoría es la más aceptada actualmente.

+

+

=

  Petróleo Gas

15 Mat Orgánic a+Bacterias + P + Tº + Tiempo Geológ ico

Kerógen o

HC

Sistema Petrolero L AS SERIES Y FACIES PETROLÍFERAS 1.Las rocas madre 2.L as r oc as al mac én o r es er vo ri o. Ti po s d e r oc as almacén Porosidad intergranular 

Porosidad por fracturas

3.Las rocas sello ó cobertura. En r es um en , el s is tem a p et ro ler o ex ig e el concurso imprescindible de los siguientes parámetros: •

Roca generadora

•

Roca reservorio

•

1

Trampa y sello 16

8

Trampas Estructuras geológicas que permiten la acumulación de los HC

Condiciones de una trampa: Rocas-reservorio adecuadas ( , k ) Sello Tipos de Trampa : • •

Trampas Estructurales Se produce por la deformación de las capas por plegamiento ó fallas.

Trampas Estratigráficas Se forma por los cambios en la n aturaleza de las rocas. Un prospecto es básicamente una trampa reconocida e identificada, potencialmente portadora de hidrocarburos pero aún no confirm ada con la perforación de un pozo.

17

Tipos d e Trampas

Trampas estructurales, estratigráficas y combinadas

Rocas Reservorio Un reservorio es una roca que tiene espacios vacíos denominados poros que son capaces de contener gas o petróleo. Hay tres propiedades que describen un reservorio: Porosidad (Φ): Es el p or cen taj e d e es pac io s v ac ío s (p or os ) r es pec to al v ol um en total de roca define su capacidad de almacenaje. Permeabilidad (K): Describe la facilidad con la que un fluido dado se mueve a través del reservorio (Controla el Caudal) Saturación de HC (Shc): Expresa el porcentaje del espacio poral que está ocupado por gas o petróleo. Poros

Pore Filling Cement (Pink) Deposited during diagenesis

Las rocas Reservorio durante el proceso de soterramiento se compactan y comprimen , reduciendo el espacio entre los granos, lo que reduce la porosidad. A veces, esta porosidad está llena de minerales lo que reduce aún más los espacios disponibles (Porosidad) 18 Porosidad

1

 –

Espacios donde los Hidrocarburos son almacenados

9

Roca Reservorio

19

Rocas Reservorio

20

1

10

PERFORACIÓN 

Perforación Perforación rotatoria El equipo rotatorio está constituido por : •

Unión Giratoria

•

Vástago

•

Mesa Rotatoria

•

Barra Maestra

•

Trépano

Trépanos

22

1

11

Lodos d e Perforación 

Nominal Drill hole size



Porous sandstone Filter cake

Weaker shale caving

Invaded zone

borehole

formation

Virgin zone

EL lodo de perforación es bombeado al pozo durante ltodo el proceso de perforación para lubricar la hta control de presion y remoción de las partículas de roca (cuttinngs) Tipos de LODO 

Base aceite – seguro de manipular buen control del pozo posibles problemas ambientales



Base agua – ambientalmente amigable, pero no siempre permite un buen control del pozo



Lodos Polímeros avanzados – base agua con aditivos extras para mejorar performance



Peso del Lodo ( densidad) principal forma de control de la presión



Peso del Lodo se mide en Lbs/Gal (ppg) –



Balance cuando el lodo ejerce una presión suficiente para detener los fluidos de formación hacia el pozo pero tampoco invade la formación



Sobre Balance es cuando la presión ejercida por el lodo empuja al fluido hacia la formación invade y daña el reservorio



Sub-balance (desequilibrio) es cuando la presión ejercida por la columna de lodo es menor a la presión de formación puede ser insuficiente para detener la entradav de fluidos de formación hacia el pozo (posible descontrol)



El lodo de perforación tiende a formar un revoque en las paredes del hueco frente a las formaciones permeables

23

Procesos de Perforación

Control de Presiones 

La Presion de Formación incrementa con la profundidad



Graficos de predicción de Presiones se usan para pronosticar la distribución de las presiones a lo largo de la trayectoria planificada



Presion de Poro es la presión a la cual los fuídos porales dejan la formación y fluyen hacia el hueco



Presión de Fractura es la presión bajo la cual la formación se rompe El objetivo es mantenerse entre estas dos presiones



Presión Hidrostática es la presión equivalente a una columna de agua



Sobrepresión es cuando la presión es mayor a la pronosticada para determinada profundidad (puede ocasionar problemas de influjo hacia el pozo)



Zonas depletadas cuando la presion es menor de lo que debería a determinada profundidad, generalmente ocasionado por la producción de HC



La Presión, generalmente se maneja mediante el peso del lodo de perforación

24

Procesos de Perforación

1

12

Perforación

25

Control Geológ ico de l a Perforación de un Pozo

Perfil Geológico de pozo (MudLog)

1

26 Registro GR-SP- Resistividades-Sónico

13

Ensayos de Pozos  Agujero abierto ó entubado Un a p ru eb a d e f or mac ió n c on si st e en h ac er f lu ir el p ozo l ib er an do l a c ol um na d e l od o q ue c on tr ar res ta la presión de formación mediante un sistema mecánico especial llamado Probador de Formación, q ue i nc lu ye u n s en so r d e p res io nes en p ro fu nd id ad c on ec tad o a u na s ar ta d e t ub er ía q ue l leg a h as ta l a s up er fi ci e, q ue a s u v ez s e c on ec ta a u n c on ju nt o d e v ál vu la s d e c o n tr ol q ue h ac en q ue el f lu jo p as e p o r u n separado r de líquido s de modo que el resto vaya directamente hacia la fosa de quema.

Válvulas de fondo

27

Pruebas de Producci ón Finalizada la perforación del pozo, se realiza una evaluación de todos los niveles de interés, para efectuar pruebas y determinar el potencial y magnitud de las reservas de HC, que confirme ó no el descubrimiento de un nuevo campo. •

28

1

14

Pruebas y Compl etación del Pozo de Producci ón 

Completación es la instalación de tubería en el interior del pozo para controlar la producción de fluídos del mismo



El Reservorio es aislado de las rocas circundantes y el resto del pozo mediante una cañería de revestimiento de acero ( casing), típicamente de 7” de diámetro



El Casing es perforado a una determinada profundidad usando cargas explosivas para permitir el ingreso de los fluidos de formación al pozo.



La tubería de Producción (4-3, 2 7/8” ó 2 ½”)conduce los fluidos desde el reservorio hasta superficie en forma controlada por las válvulas internas de la instalación



Cabezal de Pozo (Xmas Tree) es un conjunto de válvulas que permiten controlar el pozo, los manómetros dan información de presiones



Recompletación involucra cambiar la instalación de Producción para acceder a un nuevo intervalo de reservorio



La estrategia de completación es determinada por el Plan de Desarrollo, a objeto de maximizar la recuperación

Completación de Pozos

29 Completion Diagram A specimen

Completación de Pozos

Un cabezal de Pozo (Xmas Tree) es un conjunto de válvulas en superficie que controlan el pozo los manómetros dan información de presiones 30 •

Completación de Pozos

1

15

Evaluación de Yacimientos

Correlaciones de registros de pozos

 –

Definición de unidades

Poblamiento de todo el modelo y visualización 3D

Interpretación estratigráfica- estructural

 Asignación de propiedades petrofísicas a cada unidad

31

Construcción de Modelos Geológicos

Evaluación de Reservor ios Registr os en Agujero Abierto Inducción, SP, GR Doble Laterolog Neutrón Compensado Densidad Compensada Sónico Digital Imágenes de Pozo, NMR • • • •

• •

Registro s en Agujero Entubado Evaluación de la cementación Pruebas de Formació n Desgaste de la tubería • •

32

•

1

16

Petrofísica • •

GR Gamma Ray mide le contenido de arcillas DT Sonic log mide la velocidad del sonido (tiempo de  –

 –

–

 –

tránsito) en las rocas se usa para calibraciones sísmicas y porosidad NPHI Neutron bombardea la formación con neutrones provee información de porosidad RHOB Densidad bombardea la roca con rayos gamma, provee información de densidad, porosidad y tipo de roca (mineralogía) Resistividad Los hidrocarburos son eléctricamente resistivos el agua de formación conducti va -Indicador de HC Calibre mide el diámetro del agujero RFT/MDT Sensores de Presión Image logs Proveen imágenes de las paredes del pozo se usan para interpretaciones geológicas de detalle LWD Logging While Drilling las herramientas de perfilaje se incluyen en el arreglo de perforación para obtener información durante el proceso de perforación, se transmite a superficie mediante pulsos Wireline herramientas de perforación que se bajan al pozo mediante un cable eléctrico transmisor una vez concluida la perforación ó al alcanzar cierta profundidad (en condiciones severas de pozo se pueden bajar con la tubería, (pipe conveyed)  –

•

•

•

• • •

•

•

 –

 –

–

 –

 –

 –

 –

 –

–

 –

 –

 –

33

Herramientas de Perfilaje

Petrofísica 

La Petrofísica es la evaluación de registros de pozo para obtener datos de Porosidad, Net/Gross y saturación de fluidos



Los Registros de Pozo se obtienen mediante sondas que se bajan al pozo ya sea entubado ó en agujero abierto. La sonda contiene sensores eléctricos (SP y Resistividades), acústicos (sónico), radioactivos (GR, Neutrón), magnéticos ó de Imágenes (FMI, NMR), etc.



Los datos primarios de estos sensores pueden ser computados para obtener las propiedades de la roca y fluidos con el objeto de evaluar los principales parámetros de reservorio



Los datos deben ser calibrados con la información de testigos ó muestras de roca (core and rock samples)

Formation Image Log (FMI)

 A log interpretation display (CPI)  A log interpretation display (CPI)

34

Estimación de Porosidades, Net/Gross y Saturación (Sh)

1

17

Testigos (Core) 

Testigo convencional – columna de roca cortada con un trépano ó corona especial – operación costosa, pero provee valiosa información - Valores reales de porosidad -

Permeabilidad

-

Se puede usar para experimentar el comportamiento de la roca y fluidos – SCAL, mecánica de rocas, invasión con agua, etc.

-

Análisis sedimentológicos

-

Análisis de fracturas

Core sample from Panna

Core CT scan

35

Integrating core fracture and seismic faulting

Muestras reales de roca

Interpretación Integral Sísmica, Subsuelo, Reservorios t od a l a i nf or mac ión ob ten id a: Geol ogía de s uper fi ci e, s ís mi ca, i nf or mac ión de po zos , Pet rof ís ic a, vorios, Producción, etc. Seconstruye Modelos Integrados para el Desarrollo de los yacimientos.

Channel stacking Single channel

36

1

18

EXPLOTACIÓN O PRODUCCIÓN (EXTRACCIÓN)

Desarrol lo del Campo 

Objetivos – Proveer las facilidades y pozos necesarios para producir los HC en forma segura económicamente adecuada y optimizando las reservas de un campo



Etapas clave:  Perforación

pozos de Desarrollo

 Instalación

de arreglos de producción en los pozos (completaciones)

 Instalación

de facilidades superficiales baterías, ductos, plantas

 Puesta

en marcha de las facilidades



Claves cuantificables – Segurudad, costos, Reservas, Cronogramas



Objetivo final – Produccion inicial

38

Ejecución del Plan de Desarrollo

1

19

Producci on de Hidrocarburos

How Oil and Gas is Produced

Cabezal de Pozo ó Arbolito de Navidad

Ejemplo de un Pozo Productor de Petróleo

Example of a well Completion

Monetizando los Recursos

39

Métodos de Producción •

•

El tratamiento complejo convierte la materia prima fluidos de los pozos en hidrocarburos adecuados para el mercado y de residuos manejables para su disposición La serie compleja de contenedores incluye: Separadores Separa el petróleo del gas y agua  –

 –

 –

 –

Hydrocyclone Separa el petróleo y agua remanentes Skimmer  separa las espumas de aceite del agua –

–

remanente  –

Compresores

–

incrementan la presión para transportar

el gas  –

 –

 –

Bombas Para bombear los líquidos Deshidratador  Remueve la humedad del gas Degasificador Remueve el gas remanente de los –

 –

 –

líquidos  –

 –

 –

 –

 –

 –

Planta de Aminas Remueve el H2S del gas Medidores Para medir los volumenes / Energía (Gas) Sistema de tratamiento y disposición de residuos Sistemas de inyección Gas/Agua Sistemas de inyección de inhibidores Químicos Slug catcher  separador de entrada, diseñado para  –

 –

–

hacer frente a l as oscilaciones del flujo

40

Procesamiento primario in-situ

1

20

Procesos de Subsuelo (E&P)

41

Geología de Bolivia Provincias Geológicas de Bolivia Cordillera Occidental, Altiplano, Cordillera Oriental, Faja Subandina, Madre de Dios, Beni, Llanura Chaco-Beniana, Cratón de Guaporé.

42

1

21

Columna Estratigr áfica Generalizada

Sección Geológica esquematica

43

BG BOLIVIA – Campos 100 % Operados Ubicación Geográfica

Developed Taiguati

Non-Developed

La Vertiente

Escondido Ibibobo

TARIJA

Los Suris

Palo Marc ado

BG BLOCKS

44 Bloques de operación B G-Bolivia

1

5

22

Campos Operados por BG - Bolivi a Taiguati

La Vertiente

Escondido

Ibibobo

Los Suris

Palo Marcado

Campos: LVT, EDD, LSR, TGT, PMO, IBB-MTO.

45

Campos Operados por BG - Bolivi a

Campos: LVT, EDD, LSR, TGT, PMO, IBB-MTO.

1

46

23

BG Bolivia  – Bloq ues de Asoci ación Charagua

Charagua

To Brazil

Margarita

National grid EPF

LVT Plant

San Antonio

Margarita UBR 413mmboe net BG

Escondido

Huacaya

BG 100% Margarita San Antonio* La Vertiente

Itau

Palo Marcado

Sábalo

UBR 50mmboe Itaú net BG

Escondido

Itaú San Alberto San Alberto* San Alberto

Ibibobo

Palo Marcado * Petro bras operated: largest producers in Bolivia c. 23mmcm/d

To Argentina

47 Bloques: Caipipendi, Itau, Charagua

BG Bolivia  – Bloq ues de Asoci ación (Bloque Caipipendi ) Campos Margarita-Huacaya Caipipendi Licence

3D Seismic

48

1

24