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24 Noviembre, 2006

Nuevas Tecnologías para la Producción Nuevas Tecnologías para la Producción de Hidrocarburos de Hidrocarburos

Dr. Héber Cinco Ley

Seminario: Las Limitaciones técnicoSeminario: Las Limitaciones técnico--económicas de las opciones económicas de las opciones energéticas para el siglo XXI en el sector energético energéticas para el siglo XXI en el sector energético Mexicano’Mexicano’

ContenidoContenido

•• IntroducciónIntroducción

•• Las Reservas en México Las Reservas en México

•• Desafíos TecnológicosDesafíos Tecnológicos

•• Ejemplos de Aplicaciones TecnológicasEjemplos de Aplicaciones Tecnológicas•• Yacimientos Naturalmente FracturadosYacimientos Naturalmente Fracturados•• Yacimientos ArenoYacimientos Areno--ArcillososArcillosos•• Yacimientos de Aceite PesadoYacimientos de Aceite Pesado•• Yacimientos en Aguas Profundas Yacimientos en Aguas Profundas

•• ConclusionesConclusiones

IntroducciónIntroducción

IntroducciIntroduccióónn

En Junio de 2006, la producción de aceite en México alcanzó En Junio de 2006, la producción de aceite en México alcanzó 3.293.29 millones de barriles por día y millones de barriles por día y 5.2755.275 miles de millones de miles de millones de pies cúbicos por día de gas natural.pies cúbicos por día de gas natural.

Para responder al creciente consumo mundial de aceite, se Para responder al creciente consumo mundial de aceite, se están desarrollando nuevas tecnologías para incrementar la están desarrollando nuevas tecnologías para incrementar la recuperación de aceite de campos maduros, de aceite recuperación de aceite de campos maduros, de aceite pesado, de yacimientos naturalmente fracturados, pesado, de yacimientos naturalmente fracturados, yacimientos arenoyacimientos areno--arcillosos, y la explotación de yacimientos arcillosos, y la explotación de yacimientos en aguas profundas, principalmente.en aguas profundas, principalmente.

IntroducciIntroduccióónnMéxico es uno de los diez países productores mas importantes y gran porcentaje de sus recursos petroleros provienen de yacimientos naturalmente fracturados, de yacimientos areno-arcillosos, y en menor medida de aceite pesado. Existen numerosos prospectos en aguas profundas del Golfo de México.

��

Las Reservas in MLas Reservas in Mééxicoxico

Ciclo de vida de las Reservas

•• La incertidumbre en la estimación de reservas se La incertidumbre en la estimación de reservas se reduce con la vida productiva.reduce con la vida productiva.

•• Nuevas tecnologías incrementan la Recuperación.Nuevas tecnologías incrementan la Recuperación.

TIEMPO

Exploración Desarrollo yProducción

Plataforma

Gasto Económico

GA

STO

Extensión del Ciclo

de vida

Los recursos petroleros en MLos recursos petroleros en Mééxicoxico(Enero 1(Enero 1roro, 2006), 2006)

77%

3%4%4%12%

Recursos Contingentes:222.2

•• Volumen Original de Aceite (N): 288.8 miles de millones de barriVolumen Original de Aceite (N): 288.8 miles de millones de barrilesles•• Reservas Probadas: 45.4 miles de Reservas Probadas: 45.4 miles de millonesmillones de barriles (16% de N) de barriles (16% de N) •• EstimaciEstimacióón de la n de la RecuperaciónRecuperación Final: 66.6 miles de Final: 66.6 miles de millonesmillones de de

barriles (23% de N)barriles (23% de N)

RecuperaciRecuperacióón de reservas probadas 74%:n de reservas probadas 74%:

Producidos:33.6

Probada Remanente:11.8

*Probable:11.6

*Posible:9.6

*IncrementalFuente: Reservas de Hidrocarburos de México, SPE/PEP (2006)

Miles de Millones de barriles

RecuperaciónRecuperación de Reservas Probadas en los principales de Reservas Probadas en los principales campos del campos del paíspaís (Enero 1(Enero 1roro, 2006), 2006)

70.30

53.70

94.90

65.90 65.6074.00

ReservasProbadas producidas (%)

•• Campos Maduros Campos Maduros •• Incorporación de ReservasIncorporación de Reservas•• Exploración en Aguas ProfundasExploración en Aguas Profundas•• Incremento en Factores de recuperaciónIncremento en Factores de recuperación•• Explotación de aceite pesadoExplotación de aceite pesado

Mantener y/o incrementar la Mantener y/o incrementar la producción de aceiteproducción de aceite

Recuperación de Reservas Probadas > 50%:Recuperación de Reservas Probadas > 50%:

CC CAPCCKKMZ JTCAJB PEP

Source: Reservas de Hidrocarburos de México,

SPE/PEP (2006)

DesafíosDesafíos TecnológicosTecnológicos

Tecnologías en la explotación petrolera

Tecnologías que crean valor:• Mejoramiento de aceite pesado• Sísmica de 3D y 4D• Recuperación Mejorada• Reactivación de Campos Maduros

Tecnologías que mejoran eficiencia:• Automatización de instalaciones• Pozos horizontales y multilaterales• Monitoreo en tiempo real

Tecnologías que reducen costos:• Pozos horizontales y multilaterales• Optimización de desarrollo

Tecnologías para el control:• Medición de la producción• Control de emisiones• Instrumentos de seguridad

Sin embargo, la adquisición y aplicación de tecnologías, encuentran obstáculos en el entorno nacional, debido a:

• Esquemas de contratación rígidos• Legislación• Exclusividad de patentes• Recursos humanos especializados limitados• Niveles insuficientes de inversión • Entorno laboral

Yacimientos Naturalmente Yacimientos Naturalmente FracturadosFracturados

•• Complejidad de los Yacimientos Naturalmente Complejidad de los Yacimientos Naturalmente FracturadosFracturados

– Caracterización de matriz, fracturas y vúgulos – Interacción entre matriz, fracturas y vúgulos– Alta saturación de aceite residual en matriz.– Movimiento de fluidos.

•• Tecnologías EmergentesTecnologías Emergentes– Caracterización mediante Modelos de Triple Porosidad – Simulación mediante Modelos de Triple Porosidad– Productos para el control de movimiento de fluidos– Pozos no convencionales

•• Desafíos TecnológicosDesafíos Tecnológicos– Caracterización y Modelado de fracturas– Recuperación Mejorada– Cuantificación y localización de las reservas remanentes

Yacimientos Naturalmente FracturadosYacimientos Naturalmente Fracturados

TecnologTecnologíías que se aplican en Mas que se aplican en Mééxico xico Análisis de Datos, y Estudios Análisis de Datos, y Estudios

Técnicos.Técnicos.Modelado de YacimientosModelado de Yacimientos

Modelado Geológico

Simulación de Yacimientos

0

20000

40000

60000

80000

0 5 10 15 20Year

Pro

duct

ion

Rat

e (S

TB

PD

)

OIL

WATER

Gas

Rat

e(M

SC

FPD

)

0

200

400

800

0 5 10 15

Pre

ssur

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SI)

1000

2000

3000

5000

Year

DesarrolloDesarrollo� Inyección de Nitrógeno� Pozos Altamente inclinados

Yacimientos Naturalmente FracturadosYacimientos Naturalmente Fracturados

ESCALA GRAFICA

0 30 Km.

DOS BOCAS

CARMEN CITY

200 m.

100 m.

50 m.

25 m.

2130

2170

2090

2050

FRONTERA

NITROGEN PLANT

NUEVO PROGRESO

ATASTA

CANTARELCANTARELLL

1

L-36

” 97

Km

L-24"

N

ATASTAESTATION

KUTZ CHAC-101

EKBALAMKU

L-36

” 85

K

m

��

��

��

��

��

NOHOCHNOHOCH--AA

INJECTION INJECTION PLATFORMPLATFORM

InyecciInyeccióón de Nitrn de NitróógenogenoComplejo CantarellComplejo Cantarell

Centro de producción de Nitrógeno mas grande del mundo

Gas

to In

yecc

ión/

prod

ucci

ón, M

Msc

f/d

Year

N2

conc

entr

ació

n, m

ol fr

acci

ón

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Dec-02 Dec-03 Dec-04 Dec-05 Dec-06 Dec-07 Dec-08 Dec-09 Dec-10 Dec-11 Dec-12 Dec-13 Dec-14 Dec-150

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

Injected nitrogen

Total produced associated gas

Hydrocarbon produced gas

Nitrogen concentration

Modelado NumModelado Numéérico del proceso de rico del proceso de inyecciinyeccióón de Nitrn de Nitróógenogeno

Limitaciones TecnolLimitaciones Tecnolóógicasgicas

El volumen de aceite esta controlado por las saturación residual deaceite, Sorg y Sor

Las tecnologías de recuperación Las tecnologías de recuperación mejorada para extraer el aceite de mejorada para extraer el aceite de la matriz, representan uno de los la matriz, representan uno de los grandes retos para la industria grandes retos para la industria petrolera mexicana.petrolera mexicana.

Campo Akal

Factor de recuperación estimado después de N2 ~ 0.46

Alrededor de 16,000 MMSTB de aceite inmóvil se quedarían en el yacimiento

Sorg = 55%

Sorw = 70%Zona invadida de agua

Zona invadida de gas

Yacimientos ArenoYacimientos Areno--ArcillososArcillosos

•• Complejidad de los Yacimientos ArenoComplejidad de los Yacimientos Areno--ArcillososArcillosos– Depósitos de baja permeabilidad– Continuidad limitada y/o muy heterogénea,

formaciones delgadas– Presión inicial baja y cercana a la de

saturación (Chicontepec).– Medios deformables( permeabilidad

y conductividad de fractura variables)– Baja transmisividad vertical– Formación reactiva a fluidos– Baja productividad de pozos

•• Limitaciones de ModelosLimitaciones de Modelos– Representación limitada de la heterogeneidad– Representación limitada las fracturas hidráulicas

Yacimientos ArenoYacimientos Areno--Arcillosos Arcillosos

•• Tecnologías EmergentesTecnologías Emergentes– Modelos sedimentológicos a nivel de microfacies– Pozos multilaterales y/o horizontales– Recuperación mejorada

•• Desafíos TecnológicosDesafíos Tecnológicos– Caracterización geológica de sistemas turbiditicos

• Mejoramiento de las imágenes sísmicas• Descripción de la distribución de heterogeneidades

– Recuperación Optimizada de Agua • Pozos horizontales inyectores de agua• Pozos horizontales productores de aceite


ASP (Álcali-Surfactante-Polímero)ASP

AguaAgua PetróleoPetróleo((RemRem. / . / ResRes.).)ASPASPPP

ASP

AguaAgua PetróleoPetróleo((RemRem. / . / ResRes.).)ASPASPPP

•• OportunidadesOportunidades– Grandes volúmenes de reservas no

recuperadas (93% N)– Grandes volúmenes de aceite remanente de

aceite mediano y ligero en etapa de desarrollo– Nuevas oportunidades de producción– Gran potencial a través de proyectos de

Recuperación Mejorada ( fuentes de CO2 y agua para inyección)

– Aplicación masiva de la perforación multilateral y horizontal

•• Limitaciones TécnicoLimitaciones Técnico--EconómicasEconómicas– Cartera de proyectos con valor menor al de

fracturados – Campos en áreas sensibles ambientalmente– Requiere de grandes inversiones de capital


Descripción de canales enposición estratigráfica


Planeación del desarrollo

Yacimientos de Aceite PesadoYacimientos de Aceite Pesado

Oportunidades Tecnológicas en Mexico en la explotación de aceite pesado

� Caracterización/Simulación de YacimientosCaracterización/Simulación de Yacimientos


•• Sísmica 4D, Sísmica 4D,

•• Sísmica 3D de Fractura, Sísmica 3D de Fractura,

•• Sísmica MulticomponenteSísmica Multicomponente

•• Geoquímica de ProducciónGeoquímica de Producción

•• Sísmica de Pozo VSP 3DSísmica de Pozo VSP 3D

•• Modelado de Aceites EspumantesModelado de Aceites Espumantes

•• Simulación ComposicionalSimulación Composicional

•• Simulación Integral 2SSimulación Integral 2S

�� Desarrollo de YacimientosDesarrollo de Yacimientos

•• Perforación HorizontalPerforación Horizontal

•• Perforación MultilateralPerforación Multilateral

•• Instrumentación InteligenteInstrumentación Inteligente

•• Inyección de GelesInyección de Geles

•• Inyección de EspumasInyección de Espumas

•• FracPackFracPack

•• Bombas ElectrocentrífugasBombas Electrocentrífugas


�� Recuperación Secundaria y MejoradaRecuperación Secundaria y Mejorada


Zona depetróleo

LGN Frentede

Extracción

PozoInyector

PozoProductor

•• Inyección de Inyección de Nitrógeno y CONitrógeno y CO22

•• Inyección Optimizada de Agua Inyección Optimizada de Agua

•• Mejoramiento in SituMejoramiento in Situ

•• Inyección de SolventesInyección de Solventes

•• Inyección de DiluentesInyección de Diluentes

•• Recuperación TérmicaRecuperación Térmica

CCE

BTPK

JSK

N2 H2O

INYECCIÓN DE AGUA OPTIMIZADA

Yacimientos de Aceite Yacimientos de Aceite PesadoPesado

POZO PRODUCTOR

POZO INYECTOR

CAMARA DE VAPOR

5 MTS.

INJECTOR

PRODUCER

STEAM CHAMBER

INYECCIÓN DE VAPOR MEDIANTE PROCESO VAPEX



CRUDOCRUDOMEJORADOMEJORADO

25 25 °°APIAPI

Aplicación de Tecnología

CRUDO8 °API

CRUDOCRUDOMEJORADOMEJORADO

25 25 °°APIAPI

Aplicación de Tecnología

CRUDO8 °API

BENEFICIOSBENEFICIOS

• Es una extracción de las fracciones livianas del aceite, basado en la solubilidad diferencial de los componentes del aceite en el solvente utilizado

� Aumento de la calidad del aceite (mayor oAPI)� Alta recuperación de aceite (70 % en laboratorio)� Reducción sustancial de fracciones pesadas y metales� Aumento en la tasa de producción � No ocasiona daño a la formación (areniscas)� Se recupera hasta el 90% del LGN inyectado

Mejoramiento In-Situ

Visualización de Oportunidades Tecnológicas para Ku, Maloob y Zaap


PEMEX EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓNREGIÓN MARINA NORESTEACTIVO KU MALOOB ZAAP

PRONÓSTICO DE PRODUCCIÓN DE ACEITEPROMEDIO ANUAL

0

200

400

600

800

1000

1981

1984

1986

1989

1992

1995

1998

2001

2004

2007

2010

2013

2016

2019

2022

2025

2028

Qo

(MB

PD

)

DESARROLLO + MANTTO. DE PRESIÓN

DESARROLLO, POZOS ACTUALES +FUTUROSBASE, EXPLOTACIÓN CON POZOS ACTUALES

HISTORIA promedio anual

• Optimización de estrategias de explotación (Bombeo neumático, estimulación con surfactantes viscoelásticos, acidificación matricial, perforación inclinada, BEC, perforación horizontal y mutilateral)

• Optimización de la Inyección de Nitrógeno (Espumas, Simulación Integral 2S y Composicional)

• Modelado de Fractura (Multicomponente, 3D de Fractura)• Monitoreo de proyectos de inyección (Sísmica 4D, Instrumentación Inteligente,

Geoquímica)


Limitaciones técnico-económicas para la aplicaciónoportuna de nuevas tecnologías:

• Gran porcentaje de la reserva de aceite pesado en México se encuentra en yacimientos fuera de costa. La tecnología existente para la explotación de aceite pesado ha sido desarrollada parayacimientos localizados en el continente.

• Dado que los precios del crudo dependen de su calidad, lacomercialización del aceite pesado se facilita utilizando tecnologías de mejoramiento de crudo.

Yacimientos en Aguas ProfundasYacimientos en Aguas Profundas

Complejidad del desarrollo de Yacimientos en Aguas Profundas

• Altos costos de descubrimiento

• Altos costos de desarrollo

• Tecnología incipiente en México.– Involucra un plan agresivo de

transferencia de tecnología

• Carencia de experiencia


OilGas

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OilGas

Gulf of MexicoGulf of Mexico

S. AmericaS. America

W. AfricaW. Africa

Asia PacificAsia Pacific

NW EuropeNW Europe

MediterraneanMediterranean



Risers: Tecnología avanzada en la producción de aceite en aguasprofundas.

Los desarrollos y patentes pertenecen a operadoras líderes en explotación de yacimientos en aguas profundas.

México tiene limitados recursos financieros y tecnológicos, y una legislación rígida que dificultan el desarrollo, mediante alianzas, de sus yacimientos en aguas profundas

Profundidades de los nuevos desarrollosProfundidades de los nuevos desarrollos

0 / 0

1000 / 305

2000 / 610

3000 / 915

4000 / 1220

5000 / 1525

6000 / 1830

7000 / 2135

8000 / 2440

Atlantis & NaKikaSemisPies / Metros

Mad Dog SparMad Dog Spar

AngolaAngolaFPSO's FPSO's & TLP's& TLP's

DesarrollosDesarrollosActualesActualesProducciónProducción

ThunderThunderHorseHorseSemiSemi

HooverDDCV

GirrasolFPSO

HolsteinHolsteinSparSpar

UrsaTLP

MarlinMarlinTLPTLP

MarsMarsTLPTLP

Ram/PowellTLP

FoinavenSchiehallion

FPSO

PompanoPompanoSS TBSS TB

N.Sea 1980 1995 2000 2005

ConclusionesConclusiones

El acceso y aplicación de nuevas tecnologías en la explotación de reservas petroleras en México esta limitada por:• Recursos financieros insuficientes

• Entorno social y laboral

• Legislación

• Esquemas de contratación

• Recursos humanos especializados escasos

ConclusionesConclusiones

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