11

SituaciSituacióón Actual y Futura de la n Actual y Futura de la TecnologTecnologíía en la Industria de a en la Industria de

HidrocarburosHidrocarburos

ACADEMIA MEXICANA DE INGENIERÍA

Seminario “Aportaciones al debate sobre la Reforma Energética: los hidrocarburos”

Dr. Héber Cinco Ley

17 de abril de 2008

22

I. Retos en tecnología para la industria petrolera

II. Aprovechamiento de la tecnología

III. Comentarios finales

CONTENIDO

33

IMPORTANCIA DE LOS HIDROCARBUROS COMO FUENTE DE ENERGÍA A NIVEL MUNDIAL

• En los años por venir se mantendrá una demanda creciente de fuentes de energía que:− Sean confiables y

accesibles a gran escala− Sean cada vez más

limpias y amigables al ambiente

• El petróleo y gas natural continuarán siendo la principal fuente de energía en los años por venir.

• Existen retos significativos en:− Disponibilidad oportuna− Seguridad industrial− Medio ambiente− Infraestructura para su

desarrollo y entrega

DEM

AN

DA

OFE

RTA

HISTÓRICO PROSPECTIVO

VIENTO / SOLAR / GEOTÉRMICA / HIDRÁULICA

NUCLEARBIOMASA

1 X 1015 BTU / AÑO

Fuente: OCDE, Global Oil and Gas Study, 2007

44

• Campos maduros • Manejo de agua• Aguas profundas• Desarrollo sustentable.

• Crudos pesados• Gases ácidos• Yacimientos más complejos• Yacimientos más pequeños

Canadá• Crudos pesados

Mar del Norte• Complejos

HP/HT.

Mar Caspio• Desarrollo.• Gas.• Eliminación de H2S.

Rusia• Atención a

campos gigantes de gas.

Golfo de México• Desarrollo/ Exploración.• Imágenes sub-salinas.

Medio Oriente• Optimización de campos

maduros.• Gas amargo.• Carbonatos.

America del Sur• Optimización de

descubrimientos existentes de gas.

Venezuela• Crudos pesados.

África Occidental• Producción en

aguas profundas.

• Mar ultra profundo.

• Innovaciones guiadas al LNG.

• Desarrollo satelital.

Australia• Atención a

campos gigantes de gas.

Fuente: Hart’s E & P Supplement, Research and Development.

IMPULSORES DE RETOS TECNOLÓGICOS EN LA INDUSTRIA PETROLERA

55

LAS 10 ÁREAS TECNOLÓGICAS MÁS RELEVANTES EN LA INDUSTRIA DEL PETRÓLEO

1. Recuperación secundaria y mejorada

2. Crudos pesados y arenas bituminosas

3. Exploración y explotación en aguas profundas

4. Tecnologías mejoradas para exploración

5. Aceite y gas en lutitas bituminosas

6. Reducción de emisiones de CO2

7. Hidratos de metano

8. Eficiencia en el transporte de hidrocarburos

9. Biocombustibles

10. Conversión de carbón a líquidos y gas

Área Tecnológica Breve desarrollo en este documento

66

• Existe una gran cantidad de tecnologías de recuperaciónsecundaria y mejorada de hidrocarburos

• La aplicación de estas tecnologías, depende en gran medida de laspropiedades del yacimiento

• A nivel mundial se estima que el promedio de la recuperación final de los yacimientos es del 33%

• En México, los retos principales se relacionan con la explotación de yacimientos naturalmentefracturados maduros y con los yacimientos tipo Chicontepec

Microbiana EstimulaciónAcústica

EstimulaciónMicroondas

Inyección decatalizadores

Recuperación deHidrocarburos

Inyección deagua

Inyección degases

Químicos

Polímeros

Geles

Surfactantes

Inyección degases

Inyección deNitrógeno

Inyección deCO2

Térmicos

Inyección devapor

VaporAditivos

Inyección deaire

Nuevos procesosNuevos procesos

RecuperaciRecuperacióón mejoradan mejorada

RecuperaciRecuperacióón secundarian secundaria

RECUPERACIÓN SECUNDARIA Y MEJORADA

77

• La mayor parte de la producción se encuentra asociada a yacimientosnaturalmente fracturados

• Por sus rasgos, son difíciles de caracterizar, modelar y simular

• No se cuenta con casos análogos paraemplearlos en la documentación de procesos de recuperación

• Tecnologías emergentes:− Caracterización de los sistemas de

fracturas− Simuladores de yacimientos que

incluyan porosidad de matriz, vúgulo y fractura

− Perforación no convencional.− Recuperación mejorada con

nuevos procesos

Zonas fracturadas

Necesario desarrollar tecnologías para entendermecanismos de interacción roca–fluido y plantear procesos de recuperación específicos.

Definición de sistemas de fracturas con diversas fuentes de información

RETO EN MÉXICO: RECUPERACIÓN SECUNDARIA Y MEJORADA EN YACIMIENTOS NATURALMENTE FRACTURADOS

88

• Inyección de nitrógeno en yacimientosfracturados

• Recuperación mejorada por procesos de doble desplazamiento

• Pruebas de trazadores en recuperación de hidrocarburos

• Recuperación mejorada por inyección de aire

• Recuperación microbiana de hidrocarburos

• Recuperación de hidrocarburos por emisiónacústica

• Diseño y desarrollo de productos químicosque cambien la mojabilidad de la roca

• Desarrollo de productos químicos paramejorar la producción de hidrocarburos

Proceso experimental para calcular eficiencia de inyección de nitrógeno

INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO: PROYECTOS EN RECUPERACIÓN SECUNDARIA Y MEJORADA

99

CRUDOS PESADOS

• Gran parte de reservas mundiales se relacionan a acumulaciones dondepredominan yacimientos de aceitepesado y extra pesado−Difíciles de producir−Transporte y manejo complicado−Requiere procesos y tratamientos

adicionales en superficie para suaprovechamiento y comercialización

−Altos contenidos de azufre, de metales y de precursores de la formación de carbón

• Tecnologías emergentes:−Perforación no convencional− Inyección de geles-espumas− Inyección de vapor con solventes−Mejoramiento in-situ−Mejoramiento en superficie−Procesamiento de crudo pesado

Aplicación de procesos de recuperación mejorada en yacimientos de aceite pesado: Vapor, VAPEX, SAGD, Combustión in situ

1010

• Una parte importante de la reserva de crudo pesado en México, se localizaen yacimientos costafuera, en el Golfode México

• Estos yacimientos están asociados a carbonatos fracturados

• Una parte importante de lastecnologías de producción han sidodesarrolladas para yacimientos de areniscas y en ambientes terrestres

• Las principales tecnologías quepueden ser adaptadas para la explotación de estos yacimientos son: inyección de gases, inyección de solventes y mejoramiento de crudo

RETO EN MÉXICO: EXPLOTACIÓN Y PROCESAMIENTO DE CRUDOS PESADOS Y ULTRAPESADOS

1111

INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO: HIDROTRATAMIENTO DE CRUDOS PESADOS

Objetivo: Obtener propiedades, rendimientos de fracciones y valores similares a crudos ligeros por medio de hidrotratamiento de crudos pesados

• Beneficios:

– Mejoría en la calidad del crudo

– Condiciones moderadas de operación

– Incremento en rendimiento de destilados0.010.5 máx- - -Sedimento %wtSedimento %wt

98180-220584Metales %Metales %wtwt

1.151.6-2.45.19Azufre %wtAzufre %wt

23.3823-2512.93ooAPIAPI

ResulResul--tadotado

MetaMetaCrudo Crudo KMZKMZ

Resultados de la prueba Semi-industrial: Con crudo de Ku-Maloob-Zap

1212

EXPLORACIÓN Y EXPLOTACIÓN EN AGUAS PROFUNDAS

• Los yacimientos en aguas profundas se han convertido en la principal fuente de nuevas reservas costa afuera a nivel mundial

• La participación de producción proveniente de aguas profundos respecto a la producción mundial alcanzó el 7.6% en 2006

• Han comenzado a reemplazar parte de la producción de yacimientos convencionales a nivel internacional

• Su desarrollo impone dos grandes retos:

−Adquirir el conocimiento para administrar y operar las nuevas tecnologías

−Tener una alta eficiencia en la ejecución de proyectos

Cubiertas

Casco de flotación

Tendones

Risers

Cimentación

1313

RETO EN MÉXICO: EXPLORACIÓN Y EXPLOTACIÓN OPORTUNA EN AGUAS PROFUNDAS DEL GOLFO DE MÉXICO

• Un alto porcentaje de incorporación de reservas provendrá de aguas profundas(>500 m)

• En la exploración costafuera y en particular en el Golfo de México, los retos se relacionan con:− Mejores prácticas para planeación y

diseño para el desarrollo de campos− Alta eficiencia en ejecución de

proyectos− Mejores imágenes sísmicas en

ambientes con sal− Detección de cuerpos delgados de

arenas− Mejor interpretación y modelado del

subsuelo− Mejores indicadores para inferir

propiedades de rocas y fluidos en el subsuelo

Aguas Someras < 500 mAguas Profundas > 500 mAguas Ultraprofundas > 1500 m

1414

ASIMILACIÓN DESARROLLO TECNOLÓGICO

INVESTIGACIÓN(*)

INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO: ESTRATEGIA EN AGUAS PROFUNDAS

1. Administración integral de proyectos

2. Caracterización de peligros, riesgos y confiabilidad

3. Construcción de pozos4. Equipos y sistemas de

producción5. Operación6. Materiales

1. Perforación y terminación de pozos

2. Sistemas submarinos3. Ductos, risers y

umbilicales4. Sistemas flotantes5. Equipos y sistemas

sobre cubierta6. Control y

automatización7. Operación y

mantenimiento

1. Oceanografía 2. Hidráulica marítima3. Riesgo y confiabilidad de

sistemas de producción4. Geotecnia y

cimentaciones5. Control y automatización6. Materiales7. Aseguramiento de flujo8. Perforación

(*) En nichos específicos

1515

TECNOLOGÍAS MEJORADAS PARA EXPLORACIÓN

• Extender capacidades para yacimientos más complejos

− Imágenes de mayor calidad

− Identificación más precisa de trampas

−Modelos geológicos más precisos

−Permite el análisis cuantitativo

• Detección de acumulación de hidrocarburos previo a la perforación

−Mejor caracterización del riesgo

− Incremento en el éxito exploratorio

− Innovaciones en modelado electromagnético 3D y de imágenes más nítidas

1616

RETO EN MÉXICO: INCORPORACIÓN DE NUEVOS PATRONES DE ADQUISICIÓN SÍSMICA

• Imágenes sísmicas del subsuelo.

− Mejores diseños de adquisición sísmica.

− Métodos avanzados de migración en profundidad que aprovechan la capacidad de cómputo emergente.

− Métodos que integran datos sísmicos y de otras fuentes para la definición cuerpos salinos, ej.: gravimetría, gradiometría, magnetoteluria.

− Métodos de modelado para mejorar la adquisición y el procesamiento de datos sísmicos. Mejor resolución sísmica

Prospectos subsalinos

1717

INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO: PROYECTOS EN EXPLORACIÓN

Proyectos:• Visualización de plays subsalinos

mediante la integración de métodos potenciales con sísmicos.

• Discriminación de fluidos en el subsuelo mediante sísmica.

• Geometría y arquitectura sedimentaria de sistemas clásticos.

• Modelado de procesos geológicos.− Estructurales.− Calidad de roca almacén.− Generación/migración de

hidrocarburos− Presión de poro.

Descomposición espectral para definición de fluídos

Definición de cuerpos salinos en el subsuelo

Bloques en sistemas clásticos Terciarios del Golfo de México

1818

• Producción requerida al 2021: ~575 mbd

• Requiere desarrollo y administración de tecnología específica que incremente significativamente la productividad por pozo, controlando al máximo los costos.

• Se estima que los costos de desarrollo y producción por barril serán significativamente superiores al promedio actual

• Aumentar factor de recuperación

• Implica multiplicar la actual capacidad de ejecución

− Necesidad de perforar 1,000 pozos por año

− 1½ veces el total de pozosperforados en 2007

• Ampliar el abanico de posibilidades de desarrollo de campos petroleros

• Áreas de explotación petrolera:a)Exploración y desarrollo de

los recursos prospectivos en las cuencas del sureste

b)Explotación de campos abandonados

c)Desarrollo del paleocanal de Chicontepec

d)Exploración y desarrollo de las aguas profundas del golfo de México

• Debido al tiempo de maduración que toma la óptima explotación de estas regiones y el riesgo asociado, es fundamental contemplar su desarrollo paralelo

RETO EN MÉXICO: CHICONTEPEC

1919

• Reto Chicontepec.− Yacimiento heterogéneo, formado

por una alternancia de arenas y arcillas cementadas porcarbonatos

− Distribución irregular de lasformaciones de interés

− Yacimiento de baja permeabilidady con pozos de baja productividad

− Presenta una baja presión inicialdel yacimiento

− Recuperación primaria esperadapara Chicontepec: 5-7%

• Tecnologías emergentes.− Imágenes mejoradas del subsuelo− Pozos no convencionales− Recuperación mejorada con

nuevos procesos

− Inyección optimizada de agua.− Inyección de CO2− Inyección de químicos (ASP)−Nuevas tecnologías por desarrollar.

Sección esquemática de la distribución de formaciones en el área de Chicontepec

INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO: ÁREAS TECNOLÓGICAS DE INTERÉS PARA CHICONTEPEC

2020

I. Retos en tecnología para la Industria Petrolera

II. Aprovechamiento de la tecnología

III. Comentarios finales

CONTENIDO

2121

PROPÓSITO DE LA INVERSIÓN EN IDT EN EMPRESAS PETROLERAS

• La investigación y desarrollo tecnológico en un sector industrial, intensivo en capital e infraestructura es un componente clave sicontribuye a:

−Mejorar costo, calidad y rendimiento de equipos e infraestructura

−Crear productos de mayor valor agregado

−Crear nuevos procesos más eficientes

− Incrementar la seguridad y proteger el medio ambiente

• Para lograr el aprovechamiento de los recursos financieros es indispensable orientar su ejercicio a los objetivos de negocio

• El primer paso es preparar una Política y Estrategia Tecnológica que oriente la posible aplicación de los recursos

2222

APROVECHAMIENTO DE RECURSOS IDT

Filo

sofía

de

“em

puje

de

mer

cado

”Seguim

iento y evaluación de resultaosAsimilación y transferencia tecnológica oportuna para

satisfacción de necesidad del cliente o usuario

Ejecución de proyectos de IDT a través de un proceso de desarrollo de nuevas tecnologías y productos

Capacidades “suficientes” para incorporación de la nueva tecnología o aprovechamiento del producto

Administración de un portafolio balanceado (corto vslargo plazo; innovador vs incremental)

Suficiencia y continuidad de recursos financieros

POLÍTICA Y ESTRATEGIA TECNOLÓGICA

Aprovechamiento / Aplicación de conocimientos y desarrollos

tecnológicos

Retroalim

entación

2323

OPORTUNIDAD DE LA IDT

Flujo de Efectivo para un Producto o Tecnología Nueva

Oportunidad Percepción de la

oportunidad

Investigación y

DesarrolloEscalamient

o

Aplicación -Lanzamiento

Tiempo de recu-peración

Extinción

Tiempo del Ciclo de Innovación

Tiempo

Fluj

o de

efe

ctiv

o

Clientes o usuarios satisfechos

Ingre-sosresi-

duales

Costo IDTCosto de

Escalamiento y Transferencia

“Valle de la muerte”

Ingreso de

recupe-ración

Oportunidad Percepción de la

oportunidad

Investigación y

DesarrolloEscalamient

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Aplicación -Lanzamiento

Tiempo de recu-peración

Extinción

Tiempo del Ciclo de Innovación

Tiempo

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Clientes o usuarios satisfechos

Ingre-sosresi-

duales

Costo IDTCosto de

Escalamiento y Transferencia

“Valle de la muerte”

Ingreso de

recupe-ración

EscalamientoInvestigación y

Desarrollo

2424

I. Retos en tecnología para la Industria Petrolera

II. Aprovechamiento de la tecnología

III. Comentarios finales

CONTENIDO

2525

1.1. La La éépoca del petrpoca del petróóleo fleo fáácilcil…… ¡¡se acabse acabóó!!

2.2. ““La nueva tecnologLa nueva tecnologíía es ina es inúútiltil…… a menos que sepas ca menos que sepas cóómo mo aplicarlaaplicarla””

3.3. La aplicaciLa aplicacióón de la tecnologn de la tecnologíía requiere:a requiere:

•• OrientaciOrientacióón de negocion de negocio•• Trabajo en equipo entre personasTrabajo en equipo entre personas•• Sinergias entre organizacionesSinergias entre organizaciones•• Riesgo compartidoRiesgo compartido

4.4. PEMEX y el IMP estPEMEX y el IMP estáán tomando acciones aceleradas para n tomando acciones aceleradas para tener un mejor aprovechamiento de la tecnologtener un mejor aprovechamiento de la tecnologíía a trava a travéés de s de un proceso de gestiun proceso de gestióón de tecnologn de tecnologíía.a.

COMENTARIOS FINALES

2626

¡Muchas Gracias!