Instituto Politécnico Nacional

Materia: Yacimientos Naturalmente FracturadosTEMA: LUTITAS FRACTURADAS A PARTIR DE RAYOS GAMA DISTRIBUCIÓN MUNDIAL DE LA LUTITA

NEGRA Y OCURRENCIA DE ACEITE Y GAS EN LUTITAS FRACTURADAS .

Fecha: 10 Diciembre de 2015

Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura “TICOMAN”

INTRODUCCION

La calidad de los yacimientos de lutitas depende de su espesor y extensión, su contenido orgánico, madurez térmica, profundidad y presión, saturaciones de fluidos, y permeabilidad, entre otros factores.

Las rocas sedimentarias poseen escasa cantidad de materia orgánica (en promedio 1,5 %).

En las pelitas el promedio es de 2,1 %, en los carbonatos de 0,29 % y en las areniscas de sólo el 0,05 %.

Las lutitas pueden contener cantidades relativamente grandes de material orgánico, en comparación con otros tipos de rocas y poseen el potencial para convertirse en rocas generadoras ricas en hidrocarburos, aunque una lutita típica contiene sólo un 1% de materia orgánica.

Algunas rocas contienen cantidades mayores de materia orgánica. Tal es el caso de las lutitas negras o las fangolitas bituminosas en las que oscilan entre 3 y 10%.

En las lutitas petrolíferas la materia orgánica puede superar el 25 %, mientras que en los carbones es mayor al 70 %.

El humus, es materia orgánica de plantas. Suele ser rápidamente oxidado por lo que su potencial de preservación geológica es bajo.

La turba es también materia orgánica húmica que se acumula en pantanos y ciénagas de agua dulce o salobre con escasa circulación y condiciones anóxicas. Este material húmico tiene buen potencial de preservación geológica.

El sapropel es materia orgánica muy finamente dividida. Consiste en fitoplancton, zooplancton, esporas, polen y fragmentos de plantas. Se acumula en ambientes como lagos y cuencas marinas donde los niveles de oxígeno son bajos.

RESERVAS DE LUTITAS

ESTIMAR LAS RESERVAS DE LUTITA BITUMINOSA ES COMPLICADO POR DIVERSOS FACTORES.

• La cantidad de kerogeno contenida en depósitos de lutita bituminosa varía considerablemente.

• Algunas naciones reportan como reservas la cantidad total de kerogen en el lugar, y no cuentan qué fracción se puede extraer.

• Por definición, "reservas" se refiere solo a la cantidad de recursos que son económicamente extraíbles por tecnología contemporánea.

• Las tecnologías para extraer lutita bituminosa están todavía en etapas de desarrollo, así que la cantidad de kerogen extraíble puede solo ser estimada.

• Las Reservas de lutita: son una estimación de la lutita bituminosa en roca identificada y estudiada que es técnicamente extraíble y económicamente viable bajo las condiciones económicas actuales.

• Las Reservas de kerogen: son una estimación del kerogen que podría ser extraído de rocas de lutita bituminosa identificada y estudiada usando la tecnología disponible y bajo las condiciones económicas actuales.

• El Kerogen en lugar: es una estimación del kerogen que está presente en recursos de lutita bituminosa conocida y anticipada, sin importar los factores técnicos o económicos. Esta figura es entonces especulativa.

África

• El grueso de los depósitos de lutita bituminosa se encuentran en África del Sur 73 millones de toneladas y Marruecos 12,3 billones de toneladas.

Asia

• La mayor cantidad de depósitos de lutita bituminosa se encuentran en China 260 millones de toneladas, Tailandia 18.7 billones de toneladas y Turquía 1,6 billones de toneladas. China está produciendo actualmente alrededor de 60.000 toneladas de lutita bituminosa al año.

Australia

• Australia es uno de los pocos lugares actualmente produciendo kerogen a partir de lutita bituminosa. El proyecto de demostración Stuart está designado a producir 4,500 barriles por día de productos de lutita bituminosa.

Europa

• Los depósitos mayores de lutita bituminosa se encuentran en Suecia 50 billones de toneladas, Albania 6 billones de toneladas, Ucrania 2.700 millones de toneladas y Estonia 1.500 millones de toneladas. Estonia está produciendo actualmente lutita bituminosa. En España, existe un gran depósito en Puertollano Ciudad Real.

Oriente Medio

• Los mayores depósitos de lutita bituminosa se encuentran en Jordania 40 mil millones de toneladas e Israel 15.4 mil millones de toneladas. La lutita bituminosa Jordania es de alta calidad comparable con la lutita bituminosa del este de EEUU con la excepción de su alto contenido de sulfuro.

Norteamérica

• Con 3,3 trillones de toneladas, los depósitos de lutita bituminosa en EEUU son fácilmente los más grandes del mundo. Hay dos grandes depósitos: los depósitos del Este de EEUU, en lutita Devoniana-Misisipiana, cubriendo 650,000 kilómetros cuadrados 250,000 millas cuadradas, y los depósitos del Oeste de EEUU, la formación del Río Green en Colorado, Wyoming y Utah se encuentran entre los depósitos más ricos de lutita bituminosa en el mundo.

América del Sur

• Brasil está produciendo también pequeñas cantidades de lutita bituminosa.

OCURRENCIA DE ACEITE Y GAS EN

LUTITAS FRACTURADAS

El aceite en lutitas son formaciones de rocas sedimentarias que contienen Kerógeno (80%) acompañado de bitumen (20%), es decir, materia fósil orgánica (hasta un 25%) y cuando esta roca es calentada produce petróleo

Shale oil

Shale oil

Proceso de Formación del Aceite

Diagénesis• Inicio de la transformación de la

materia orgánica• Pérdida de

Catagénesis• Principal formación de hcs

líquidos y

Metagénesis

• Metano metagénico

Diagrama de Vam Krevelen modificado, que muestra la maduración de Kerógeno. En el aceite de lutitas se encuentran presente el tipo I y tipo II.

Para considerar un play no convencional de oil shale o gas shale se deben cumplir al

menos las siguientes características:

Riqueza orgánica total: COT > 2, kerógeno tipo II y III

Rangos de madurez de aceite: %Ro > 0.9, TMAX>440

Litologia de carbonatos arcillosos con propiedades mecánicas favorables para el fracturamiento

Gas libre dentro de los espacios porosos y fracturas

Gas adsorbido en el kerógeno y en las partículas arcillosas

El negocio de shale oil/gas es un fenómeno que ha cobrado importancia a nivel mundial a partir de la búsqueda de soluciones para la demanda futura de energéticos, especialmente en países de economías emergentes y alta población

Mayores recursos técnicamente recuperables de Shale Oil

Ocurrencia de gas en Lutitas

Shale gasConocido también como gas de lutitas es gas natural atrapado dentro de diminutos espacios de poros en formaciones de esquisto (en inglés, shale),es una mezcla de gases de hidrocarburos que se compone principalmente de metano.

Los esquistos son rocas sedimentarias de grano fino compuestas por arcilla, lodo y limo, las cuales son ricas en materia orgánica. Los esquistos se caracterizan por su alta impermeabilidad

Shale gas

ROCA GENERADORA Roca sedimentaria con alto contenido de materia orgánica, enterrada a gran profundidad de sepultamiento y con alta temperatura.

Carbono Orgánico Total (COT)

El COT refleja la riqueza orgánica de las rocas sedimentarias y el potencial generador

Kerogeno• Es la materia orgánica insoluble en solventes orgánicos. • Es la materia orgánica más abundante de la Tierra. • Es la materia precursora de petróleo y gas.

Diagrama de Tissot & Welte, 1974Diagrama de Vam Krevelen modificado, que muestra la maduración de Kerógeno.

En el SHALE GAS se encuentran presente el tipo II y tipo III.

GAS ENTRAMPADO EN LUTITAS

Principales características:• Lutitas ricas en contenido orgánico • Naturalmente fracturadas • Se forma en rocas enterradas entre los 4500 y los 5.000 metros • El gas se almacena de tres maneras: Absorbido por el kerógeno

Atrapado en poros de sedimentos Confinado en fracturas internas

48 importantes yacimientos de gas de esquisto. 38 países, según la Energy Information Administration (EIA)

Herramienta Rayos GammaLa herramienta de Rayos Gamma mide la radiactividad natural de las formaciones y es útil para detectar y evaluar depósitos de minerales radioactivos tales como potasio (K), torio (Th) y uranio (U).

En formaciones sedimentarias el registro refleja normalmente el contenido de arcilla de la formación. Esto se debe a que los elementos radiactivos tienden a concentrarse en las arcillas.

Las lutitas contienen mayor cantidad de material radiactivo que las arenas, areniscas y calizas; por lo tanto su curva de rayos gamma indicara la diferencia de radiactividad entre uno y otro.

GRUnidades °API (American Petroleum

Institute)Está en la pista 1, acompañado

generalmente del SP, BS y CaliperEscalas más usadas: 0-100; 0-150; 0-200

Especificaciones para una herramienta de rayos

gammaPARÁMETRO ESPECIFICACIÓN

Tipo de detector Conjunto dual de tubos “Geiger Mueller”

Periodo mínimo de muestreo requerido

8 segundos

Rango de medida 0-200 °API

Operaciones de campoEl perfil de GR es operado con el mismo camión y cable utilizado en el perfilaje eléctrico. El equipo que se introduce en el pozo incluye un contador y un cartucho eléctronico abastecido con corriente desde la superficie. La función del cartucho es suministrar al contador suficiente voltaje para formar y amplificar las pulsaciones y transmitirlas a superficie. El circuito contador en superficie convierte el numero de impulsos por segundo que recibe del contador de voltajes eléctricos registrados en una película a medida que la sonda es levantada dentro del pozo

Ventajas y Desventajas Funciona a través del acero y el cemento en pozos entubados.

X Los GR se ven afectados por el diámetro del pozo y las propiedades del fluido.