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Portada

Ing. Juan Javier Hinojosa Puebla

Subdirector de Desarrollo de Campos

Colegio de Ingenieros Petroleros de México A.C.Foro: “Retos y Desafíos de la Industria Petrolera Mexicana”

México, D.F. 5 de Noviembre de 2013

Retos tecnológicos en E&P de

la Industria Petrolera Mexicana

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Contenido

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Antecedentes

El agotamiento de los yacimientos en tierra y aguas someras, ha provocado que con objeto de

restituir las reservas de hidrocarburos, las actividades de exploración y producción se amplíen a

distancias mas lejanas de la costa, profundidades mayores (aguas profundas y ultraprofundas), en

ambientes geológicos mas extremos y complejos (HP/HT) y yacimientos con características

petrofísicas y fluidos no convencionales (gas shale, oil shale y aceites extra pesados).

Hasta ahora, en Exploración y Producción ha preferido la utilización de tecnologías probadas por

los riesgos, costos e incertidumbre que implica el desarrollo de nuevas tecnologías.

Algunos de los futuros desarrollos de Exploración y Producción, se encuentran en los límites o

superan las fronteras alcanzadas por la industria petrolera internacional; por lo que ciertas

tecnologías necesarias para la explotación de estos campos no han sido utilizadas en las

condiciones que Exploración y Producción enfrenta, por lo que en el futuro debe ser una empresa

que invierta, utilice y asimile nuevas tecnologías más intensivamente.

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Factores clave:

Acceder oportunamente a la tecnología .

Cierre de brechas tecnológicas y de

conocimiento

Difusión y Promoción del uso de las

tecnologías

Transferencia, asimilación, aprendizaje y

aplicación de nuevas tecnologías.

Maduración de nuevas tecnologías

Innovación

Oportunidad Estratégica

Actualmente se trabaja en el desarrollo de la estrategia tecnológica de Exploración y Producción y la

adecuada administración de la tecnología, lo que permitirá crear una ventaja competitiva.

Esta estrategia se basa en el ciclo de vida que experimenta un nuevo desarrollo tecnológico.

Identificar y evaluar

Adquirir o desarrollar

Integrar e implementar

Asimilar y madurar

Disponer

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Ciclos de vida de tecnologías

Para que Exploración y Producción se mantenga en el mercado competitivo, se ve obligada a

reinventar su propuesta de valor mediante la innovación. Para ello puede aplicar varias estrategias:

Generar nueva propuesta de valor (bien con la misma tecnología o bien creando nuevas

tecnologías adaptadas a la nueva situación).

Optimización: fomentando la innovación incremental (en proceso) buscando la optimización

de la propuesta de valor. El factor limitante es el propio rendimiento de la tecnología.

Para que una nueva tecnología tenga éxito es importante que otras se queden obsoletas

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Principales retos tecnológicos de E&P

Exploración

Obtención de imágenes de y por debajo de la sal.

Mejoramiento de la imagen del subsuelo

Predicción de carga y propiedades de hidrocarburos

Predicción de roca almacén y fluidos a partir de atributos sísmicos

Mapeo estructural complejo y restauración

Modelado petrofísico de saturación de hidrocarburos para caracterización.

Mapeo de secuencia de alta resolución y facies

Predicción, caracterización, modelado estático y dinámico de yacimientos de arena,

turbiditicos y naturalmente fracturados

Producción

Explotación de aceite en campos de baja permeabilidad

Explotación de yacimientos convencionales y no convencionales

Explotación de yacimientos de aceite volátil y de gas y condensado en condiciones

críticas

Explotación de yacimientos de crudos pesados y extra pesados

Recuperación secundaria y mejorada

Explotación de campos de aceite y gas en aguas profundas y ultraprofundas

Diseño de perforación, terminaciones o intervenciones en pozos no convencionales

Control de agua y gas

Manejo, proceso y transporte de crudos pesados y extra pesados

Explotación de yacimientos de alta presión, alta temperatura y mayores profundidades.

Fuente: Desarrollo técnico y tecnológico en PEMEX Exploración y Producción

Dr. Pedro Silva López. Subdirección de Gestión de Recursos Técnicos de Exploración y Producción

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Principales retos para el desarrollo de campos

Aseguramiento de flujo

Uno de las principales preocupaciones en todo

desarrollo en aguas profundas es el

taponamiento de la línea de flujo con hidratos y/o

parafinas que se forman debido a las bajas

temperaturas del medio ambiente marino (-2 °C

a 10 °C dependiendo del área geográfica).

Los problemas de aseguramiento de flujo pueden solventarse de forma diversa, desde el punto de

vista del flujo, controlando sus condiciones termodinámicas y/o su cinética lo cual tiene

implicaciones en la selección del concepto de desarrollo o la elección de soluciones que requieran

calificación de equipos y/o materiales a nuevas (mas severas) condiciones de operación y

ambientales.

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Principales retos para el desarrollo de campos

Procesamiento submarino

El procesamiento submarino se presenta como una solución necesaria a problemas de

desarrollo de campos en localizaciones cada vez más profundas y/o alejadas de la

costa.

El procesamiento submarino puede ser una opción para:

• Aseguramiento de flujo.

Mediante la disminución de la contrapresión y la eliminación de agua y solidos de la

corriente, lo cual puede permitir el desarrollo de tie-backs cada vez más profundos y más

largos.

• Dar viabilidad económica al desarrollo de campos pequeños o económicamente

marginales.

Evitando la necesidad de utilizar un SFP y por ende disminuyendo el CAPEX de los

proyectos.

• Extender la vida de yacimiento y el volumen de recuperación.

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Principales retos para el desarrollo de campos

Procesamiento submarino (compresión)

La tecnología de procesamiento disponible actualmente incluye bombeo (monofásico y

multifásico), inyección, y sistemas de separación.

La compresión submarina aún no se encuentra disponible, el primer sistema de compresión

submarino se desarrolla para el proyecto Aasgard (Statoil) y tiene programado iniciar operaciones

en el primer trimestre de 2015.

Åsgard subsea gas compression

•New volumes: 280 million barrels of oil equivalent from the Mikkel

and Midgard reservoirs

•Solution: two gas compressors (2x10 MW) together with a scrubber,

pump and cooler

•Depth: 325 metres. Distance from platform: 40km

•Start-up: 2015

•Structure size: 75m x 45m x 20m Weight: 4,800 tonnes

•Boosting pressure capacity: 60 bar

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Principales retos para el desarrollo de campos

Control y suministro de energía y potencia hidráulica a distancias

mayores que 100 km

a. Transmisión de potencia en alto o medio voltaje. Para disminuir las perdidas por skin

effect y ser más eficiente con el área transversal efectiva de cobre necesaria para el

transporte.

b. Utilización de transformadores submarinos (AC)

c. Conexiones submarinas en alto o medio voltaje

d. Caída de presión en las líneas de potencia hidráulicas y de químicos inhibidores.

e. Largos tiempos de respuesta del sistema hidráulico, aun utilizando acumuladores

submarinos.

f. Transmisión de datos/comunicación vía fibra óptica (evita atenuación del cobre y mayor

ancho de banda).

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Principales retos para el desarrollo de campos

Sistemas flotantes de producción en aguas ultra-profundas

Los Sistemas Flotantes de Producción (SFPs) pueden ser la única alternativa de solución cuando

se desarrollan campos en localizaciones ultra profundas y remotas; sin embargo algunos de los

retos a superar bajo estas condiciones son:

• A mayor profundidad:

• Se incrementa el peso de risers, umbilicales y moorings (líneas de amarre).

El record para un SCR de producción son 10”Ø de la plataforma Independence

Hub. El sistema de amarre más profundo en el GoM lo tiene esta misma

plataforma con una profundidad de 2,414 m.

• A mayor distancia de la costa:

• Se comienzan a presentar problemas de tipo logístico por la autonomía de los

helicópteros o el tiempo que puede tomar los movimientos en embarcaciones.

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Instalaciones de

Producción

Productividad de

Pozos

Perforación y

Terminación

de Pozos

Ingeniería

de Yacimientos

Caracterización de

Yacimientos

Clasificación y codificación de necesidades técnicas en proyectos de aceite

extrapesado.

Predecir la distribución y

propiedades de las fracturas

con mayor detalle

Estimar la distribución de

las facies y calidad de la

roca (Cretácico y Jurásico

Kimmeridgiano)

Realizar estudios

sísmicos especiales

Obtener, preservar y

analizar núcleos en YNF

Caracterización estática

de triple porosidad en el

Cretácico

Caracterización

fisicoquímica y desarrollo de

correlaciones aplicables a

crudos pesados y

extrapesados

Modelos de simulación

que reproduzcan los

fenómenos de recuperación

mejorada para aceites

pesados y extrapesados

Procesos de

recuperación mejorada para

YNF y de crudo pesado

Control de la producción

de agua en yacimientos

naturalmente fracturados de

aceite pesado y extrapesado

Maximizar el contacto del

pozo con el yacimiento

Obtención de información

de registros geofísicos y

poder de navegación

durante la perforación

Sistema integral de

diseño de pozos

Optimizar el

comportamiento de

operación de equipo BEC en

crudos extrapesados

Monitorear condiciones de

operación de pozos y

procesos de manera remota

y/o continua en la etapa

productiva

Manejar, procesar,

almacenar y comercializar

crudos pesados y

extrapesados costa afuera

en tirantes de agua mayores

a 100 m

• Reducción de la

viscosidad del crudo

extrapesado

• Deshidratar y desalar

crudos pesados y

extrapesados Costa Afuera

• Tratamiento de agua

congénita

• Realizar medición

Multifásica para crudos

pesados y extrapesados

Manejar fluidos con altas

concentraciones de H2S y

CO2

• Manejar y acondicionar el

gas amargo con altas

concentraciones de H2S y

CO2

Controlar producción con

instalación submarina

La mayoría de las necesidades se identificaron con base a los

requerimientos específicos de los especialistas de Ayatsil Tekel.

Listado de necesidades técnicas asociadas a las soluciones ya definidas por Ayatsil Tekel

CY1

CY2

CY3

CY4

CY5

IY1

IY2

IY3

IY4

PT1

PT2

PT3

P1

P2

IP1

IP2

IP3

Principales retos para el desarrollo de campos

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Bajo Medio Alto

Objetivos

estratégicos

Urg

en

cia

pa

ra s

u a

ten

ció

n

Co

rto

Pla

zo

(<3

añ

os)

La

rgo

Pla

zo

(> 5

añ

os)

Me

dia

no

Pla

zo

(3 –

5 a

ño

s)

Alta (No Aplicada)Baja (Madura) Media (Incipiente)

Brecha tecnológica en el Activo

Necesidades por

calificar

Instalaciones de

Producción

Productividad de

Pozos

Perforación y

Terminación

de Pozos

Ingeniería

de Yacimientos

Caracterización de

Yacimientos

Predecir la distribución y

propiedades de las fracturas

con mayor detalle

Modelos termodinámicos y

métodos de caracterización

fisicoquímica para crudos

pesados y extrapesados

Modelos de simulación que

reproduzcan los fenómenos de

recuperación mejorada para

aceites pesados y

extrapesados

Procesos de recuperación

mejorada para YNF y de crudo

pesado

Optimizar el

comportamiento de

operación de equipo BEC

en crudos extrapesados

Manejar, procesar, almacenar y

comercializar crudos pesados y

extrapesados costa afuera en

tirantes de agua mayores a 100 m

• Reducción de la viscosidad del

crudo extrapesado

• Deshidratar y desalar crudos

pesados y extrapesados Costa

Afuera

• Tratamiento de agua congénita

• Realizar medición Multifásica

para crudos pesados y

extrapesados

1ª

pri

ori

dad

Necesidades tecnológicas de segunda prioridad

Descripción de los criterios de jerarquización

Maximizar el contacto del

pozo con el yacimiento

CY3

CY2 IY4

IP1CY5

CY1

CY1

IY1

IY2

IY3

P1

IP1

IY1

IY2

IY3

P1IP1

PT1

PT2 PT3

CY4 IP2

P2

PT1

Principales retos para el desarrollo de campos

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Principales retos para el desarrollo de campos

Herramienta direccional, prácticas y procedimientos especiales para operar en HT.

Barrenas de diseño especial para perforar formaciones de alta compresibilidad y

alta abrasividad.

Fluidos estables a HT.

Cementación de pozos.

Hidráulica mayor a 1200 gpm y tuberías de perforación de 5 7/8 pg.

Tecnología MPD ( Managed Pressure Drilling).

Tecnología de cassing running y cementación dinámica.

Aplicación de lodos base agua de mar.

Empacadores hinchables para aislar zonas productoras.

Retos tecnológicos para perforar y terminar pozos HP (Mayor a 10,000

psi) HT (Mayor a 150 °C) HD (Mayor a 5500 m)

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Factores de éxito

La Subdirección de Gestión de Recursos Técnicos debe asegurar el

cumplimiento de la estrategia de gestión de tecnología, talento y conocimiento

técnico para las actividades de su cadena de valor.

Sus principales actividades y funciones se

orientan al cumplimiento de los objetivos

estratégicos de la empresa a través de tres

procesos generales: Gestión de Talento

Técnico, gestión de Conocimiento e

Información Técnica y Gestión de Proyectos

Tecnológicos.

Fuente: http://intranet.pemex.com/os/Exploración y Producción/sgrt/Paginas/Default.aspx

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La gestión del talento técnico en Exploración y Producción se lleva a cabo a través de

seis procesos principales.

Identificación e incorporación de talento

técnico

Administración de planes de carrera y talento técnico

Desarrollo de competencias

técnicas

Asignación de talento técnico

Evaluación del desempeño del talento técnico

Retención y sucesión del

talento técnico

Exploración y Producción incorporó este año a 187 profesionales los cuales formaron

parte de un programa de reclutamiento y entrenamiento que concluyó el pasado mes

de octubre.

73 geocientíficos

114 ingenieros petroleros

Factores de éxito

Factor humano

Actualmente se desarrollan las capacidades del personal en base a modelos de

competencias.

Fuente: http://intranet.pemex.com/os/Exploración y Producción/sgrt/Paginas/Default.aspx

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Consorcios IDT (Investigación y Desarrollo Tecnológico)

Son acuerdos celebrados entre una universidad o una empresa y un conjunto de

compañías petroleras, liderados por un investigador reconocido quien dirige los

esfuerzos del programa buscando a través de las fortalezas técnicas de la

universidad o empresa, reducir brechas tecnológicas.

Se utiliza la infraestructura de la Universidad o empresa para el desarrollo de los

proyectos y las compañías patrocinadoras financian las actividades.

Los resultados de los proyectos son compartidos por todos además de las

experiencias, retos, necesidades y soluciones que han aplicado y aplican

compañías petroleras participantes.

Factores de éxito

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Factores de éxito

Número de patentes otorgadas en los últimostres años (2010-2012) en la industria petrolera

International oil & gas company

National oil & gas company

Independent oil and gas company

Consultancy

Goverment

Service company

Drilling company

Equipment manufacturer

Other

1008 13.0%

179 2.3%

61 0.8%

21 0.3%

6 0.1%

6221 80.0%

8 0.1%

63 0.8%

207 2.7%

7774 100%

Fuente: SPE International. How does innovation happen in the upstream oil & gas industry? Insights from a global survey.

Robert K Perrons, Queensland University of Technology and Integrated energy Pty Ltd

Las operadoras internacionales invierten grandes cantidades de recursos en el

desarrollo de tecnología, lo que las posiciona en el 2do. Lugar de patentes

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Para asegurar el desarrollo e implementación de la estrategia tecnológica requerida

por las áreas sustantivas de PEMEX Exploración y Producción y para enfrentar los

retos de explotación de hidrocarburos en aguas profundas Exploración y Producción a

través de la SGRT coadyuva en la concreción del Centro de Investigación para

Aguas Profundas y el Centro de innovación y desarrollo para aceites extra

pesados.

Estos centros desarrollará tecnología y servicios especializados para PEMEX y en una

primera etapa considera enfocar sus investigaciones y desarrollo en las áreas de:

Aseguramiento de flujo

Fluidos de perforación

Geotecnia

Simulación metoceanica e hidrodinámica

Calificación de tecnología.

Mejoramiento de crudos

Manejo de H2S

Factores de éxito

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Factores de éxito

Las operadoras internacionales, han invertido cuantiosos recursos en desarrollo

tecnológico, la cual han asimilado, implementado y aplicado en sus operaciones,

adicionalmente poseen la exclusividad o patente para el uso de la misma por un

determinado periodo de tiempo. La única forma de acceder a estas tecnologías es a

través de asociaciones para el desarrollo de proyectos.

La reforma energética, debería establecer las bases para asociaciones estratégicas

con operadores internacionales en el desarrollo de campos, que permitan a

Exploración y Producción accesar a tecnologías exclusivas de los operadores,

acelerar su implementación y asimilación en tiempos menores a los requeridos para

desarrollos tecnológicos propios o esperar la liberación o disponibilidad en el mercado.

Por otro lado la reforma debe contemplar mecanismos que faciliten a Exploración y

Producción el ingreso a Consorcios IDT (Investigación y Desarrollo Tecnológico)

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Conclusiones

Exploración y Producción enfrenta grandes retos técnicos y tecnológicos para

desarrollar y optimizar la producción de hidrocarburos en condiciones cada vez más

complejas.

Exploración y Producción debe evolucionar de ser una empresa que utiliza tecnología

probada a ser una en la que invierta, utilice y asimile nuevas tecnologías más

intensivamente.

Se deberán concretar y ejecutar los mapas de ruta tecnológica de los principales

retos identificados

Se debe continuar y redoblar el esfuerzo para captar y capacitar talento técnico para

asimilar, implementar y madurar las nuevas tecnologías .

Se requiere instaurar un proceso para la adecuada administración de la tecnología en

todo el ciclo de vida.

Es necesario incrementar la inversión en los centros de desarrollo y en los consorcios

de IDT (Investigación y Desarrollo Tecnológico).

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