Post on 06-Oct-2018
De qué
hablamos cuando hablamos de
“Shale”
La roca generadora como roca
reservorio
Junio 2011 Inlab S.A. Inés Labayén
Shale
Pelita
Shale=Mudstone
Acumulación de Materia Orgánica
a
a
b
b
Productividad
Destrucción
Dilución
Materia orgánica
Shale
Carbón
Transformaciones
químicasBIOPOLÍMEROS
Acción
bacteriana y
química
GEOPOLÍMEROS=
KERÓGENO
Madurez
PETRÓLEO
GAS +PIROBITUMEN
METANO + GRAFITO
Cracking
Primario
Cracking
Roca Madre
Descomposición
y CondensaciónDiagénesis
Catagénesis
Metagénesis
Cracking
Secundario
Kerógeno Green River oil shale
Kerógeno
Madurez
Metagénesis
Generación del petróleo
Petróleo
Bitumen
Roca
Kerógeno
CANTIDAD
CALIDAD
MADUREZ
Roca Madre
COT
Maduración de la Materia Orgánica
M
a
d
u
r
e
z
Dead Carbon
M
a
d
u
r
e
z
Pirólisis Rock Eval
CANTIDAD
CALIDAD
MADUREZ
S1= Hidrocarburos libres [mg de HCs/ g de roca]
S2= Hidrocarburos generados por cracking primario
S3=Contenido de Oxígeno
S4=C Residual
Tmax= Parámetro de Madurez
HI= Índice de H
OI=Índice de O
= S2/COT*100
[mg de HCs/ g de C]
= S3/COT*100
[mg de CO2/ g de C]
Tipo de Kerógeno a partir de
pirólisis Rock Eval
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 100 200 300
Indice de Oxígeno
Ind
ice d
e H
idró
gen
o
Kerógeno Tipo I
Kerógeno Tipo II
Kerógeno Tipo III
Kerógeno Tipo IV
Madurez
Fm. D-129
Fm. Vaca
Muerta
Tipos de kerógeno
TIPO DE
KERÓGENO
(Cantidad de
HCs; IH)
MACERAL DE
KERÓGENOORIGEN
POTENCIAL
GENERADOR
ALGINITA Algas
Restos sin estructura de
origen algal
Material planctónico sin
estructura y de origen marino
EXINITA
Piel de esporas y polen
cutículas de hojas y plantas
herbáceas
Restos leñosos y fibrosos y Gas / Petróleo
materia húmica coloidal sin
estructuraGas
TIPO IV (Muy
bajo; < 50INERTINITA
Restos leñosos oxidados y
recicladosNo generador
TIPO III (Bajo;
50- 300)VITRINITA
TIPO I (Alto; >
600)
OILAMORFO
TIPO II
(Moderado;
300- 600)
Parámetros de Madurez
Reflectancia de la vitrinita GRADIENTE GEOTERMICO0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0,1 1 10Equi. %Ro
Pro
f. (
m)
Fm. Arenosa
Sup.
Springhill
T obífe ra
Fm. Margosa
Sup.
Fm. Margosa
Med.
Glauc. "A"
Inoceramus
Sup.+ Med.
Margas Verdes
Inoceramus Inf.
T
E
R
C
I
A
R
I
O
C
R
E
T
A
C
I
C
O
JURASICO
Indice de Alteración térmica
SPI= Índice de Potencial generador
Indice de potencial generador (Source Potential
Index)Donde:
h : Espesor de la Roca Madre ( m)
: Potencial de generación promedio (kg de hidrocarburos/ ton)
d : Densidad de la roca madre (tons/ m3 )
h (S1 + S2) d
1000SPI=
S1 + S2
Es la máxima cantidad de hidrocarburos que puede ser generada por una
columna de roca madre por cada m2 de área (en tons de hidrocarburos /m2 )
Demaison y
Hizinga 1994
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 100 200 300
Indice de Oxígeno
Ind
ice d
e H
idró
gen
o
Kerógeno Tipo I
Kerógeno Tipo II
Kerógeno Tipo III
Kerógeno Tipo IV
Madurez
Fm. D-129
Fm. Vaca
Muerta
TR= Relación de Transformación
TRaprox = HIo - HIpd
HIo
HIo = Original
HIpd = Presente
HIo = Original
COTo = Original
Es una medida de madurez
Sistema petrolero:
El conjunto de elementos y procesos esenciales que relacionan genéticamente una porción de roca madre activa y acumulaciones de petróleo.
A
ProcesosElementos
Roca de sobrecarga
Roca reservorio
Roca madre activa
Formación de
trampa
Generación de
hidrocarburos
Roca sello
Expulsión y
migración
Acumulación y
preservación
Shale como reservorio: Sistema petrolero no-
convencional donde los elementos críticos, generadora,
reservorio y sello, coinciden en la misma roca
Shale como reservorio
Barnett shale
•Pelita marina con Kerógeno T II.
•Alto contenido Orgánico: COTo= 6.41%; IHo= 434 mg HCs/g COT
•Roca generadora de petróleo y gas en sistemas petroleros convencionales con
madurez equivalente a la ventana de petróleo
•Con alta madurez (generación de gas) presenta alta relación de transformación
•Baja permeabilidad y Porosidad
•Alta capacidad de almacenaje de gas: a 3800 psi y 70°C con 6% de porosidad
se calcula ~ 5 m3/ ton
•Campo Newark East: 137m , tope 2104 a 2287 m. Sobrepresión: 0,52 psi/ft
Ø= 6%, K = 0,001 a 0,01 md; Ro= 1,3 – 2,1 %
Enero 2004; 2340 pozos con 800 mmcf de gas/ d. Acumulada 0,8 tcf
Estimulación: depende de la mineralogía y de rocas carbonáticas por encima
y debajo
Barnett
Porosidad
Matriz mineral Materia orgánica
Ro= 0,52%
•Mineralogía – “Brittle vs. Ductile”
> Cuarzo: Mejor respuesta a la estimulación
El entorno sedimentario y caracerísticas estructurales pueden desviar la
energía de estimulación
Flujo de Gas: Productividad
•Presencia de hidrocarburos líquidos
Shales: Ejemplos
Uliana et al 1999
Cuenca Neuquina
Legarreta et al 2005
Relación de transformación
Profundidad actual
Pozo ejemplo
Pozo Ejemplo: Pirólisis Rock Eval
Porcentaje de los tipos de materia
orgánica
0% 20% 40% 60% 80% 100%
158
210
312
412
524
819
823
881
1026
1055
1080
1100
1196
1300
1318
1400
1485
mb
bp
Leño
Exinita
Amorfo
Inerte
Pozo Ejemplo: Kerógeno
0,0
100,0
200,0
300,0
400,0
500,0
600,0
700,0
800,0
900,0
1000,0
0,0 50,0 100,0 150,0 200,0
Indice de Oxígeno
Ind
ice d
e H
idró
gen
o
Quint.-V.-Muerta
Tordillo
Auquilco
Lotena-La Manga
Lajas?
Molles
Kerógeno Tipo I
Kerógeno Tipo II
Kerógeno Tipo III
Kerógeno Tipo IV
Ro> 1,4%
¡¿Conclusiones?!
Muchas Gracias!!
MEC 2 T.P. Sims vertical well
IOG horizontal wells Erath
Jarvie et al 2007
Asignación de la madurez
“Vitrinite reflectance is the most common approach for the
determination of thermal maturity ….Numerous pitfalls exist to
determining the indigenous population of vitrinite, and we
commonly use additional chemical assessments to supplement
visual measurements. These include Rock-Eval Tmax, organic
matter transformation ratio, residual hydrocarbon fingerprints
(extract fingerprints), gas composition, and carbon isotopes,
when available.
Jarvie et al AAPG Bulletin, v. 91, no. 4
(April 2007), pp. 475–499
GAE= eficiencia de generación-
acumulación<1: Ineficiente
1-10: Moderado
>10: Muy eficiente
Migración
Primaria
Roca Madre
Activa
Hidrocarburos
Generados
Acumulaciones
No Comerciales
Migración
Secundaria
Manaderos
Superficiales
PÉRDIDAS
Relleno de
Cuenca
Hidrocarburos
Acumulados
Acumulaciones Comerciales
Eficiencia porcentual de petróleo acumulado
a petróleo generado o expulsado
Origen del gas
-30 -20 -10 0 10
Petróleo
estándar(National Bureau of
Carbón
primordial
Petróleo
PDB
estándard
HCO3- en
agua de mar
CO2
atmosféric
Carbonatos
marinos
Carbón
Plantas terrestres
Plancton marino
-60-90-100
Gas Natural
Metano Biogénico