Reservorios IReservorios IReservorios I

Ing. Nelson Cabrera Marz, Mscroneven@cotas.com.bo

UPSA Agosto 2013

Origen del PetrleoOrigen del PetrOrigen del Petrleoleo

Geologa bsica petrolera, origen e historia del uso del petrleo

ASPECTOS GENERALES DEL PETROLEO Y ASPECTOS GENERALES DEL PETROLEO Y DEL GASDEL GAS

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- Importancia de la Geologa Petrolera- Gradiente de temperatura en la tierra- Estratigrafa- Rocas y su ciclo de vida. Rocas

Sedimentarias- Origen, migracin y acumulacin de

Petrleo- Trampas de Petrleo- Composicin de los hidrocarburos- Caractersticas de un reservorio

Origen del Petrleo y Geologa Bsica Petrolera

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Importancia de la Geologa Petrolera

Estudiar la naturaleza de la corteza terrestre y su capacidad de acumular petrleo bajo presin.

La geologa estudia todas las fases de la historia de la tierra, incluyendo los procesos por los cuales los reservorios de hidrocarburos fueron creados.

Es la ciencia que proporciona las herramientas para la bsqueda y exploracin de yacimientos de petrleo y/o gas natural.

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Gradiente de Temperatura y Presin en la Tierra

* 1 oC por 27 m de profundidad (variacin lineal, aprox.)

* 3 oC por 100 m de profundidad

* La temperatura en el manto y en el ncleo se estiman a partir de los puntos de fusin de las rocas en cada capa. (no lineal)

* Aproximadamente, 1 lb/plg2 por 1 pie de profundidad.

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Importancia de la Estratigrafa

Estrato 2

Estrato 3

Estrato 1

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- ESTRATIGRAFA: Estudia la caracterizacin de los estratos (capas de rocas sedimentarias), relacin de secuencia, distribucin y origen de estas rocas.

- SEDIMENTACIN: Es el proceso de deposicin de slidos en la base del fluido.

- ROCAS SEDIMENTARIAS: Son rocas depositadas por un proceso de sedimentacin. Esencialmente todo el petrleo est contenido en rocas sedimentarias.

Importancia de la Estratigrafa

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Proceso de Sedimentacin

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Proceso de Sedimentacin

Arena

Roca arenisca (sandstone)

Roca Arenisca bajo el microscopio

Porosidad (negro)

Cemento

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Ciclo de Vida de las Rocas

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Origen del Petrleo

- Existe un limitado conocimiento acerca de cmo se forma el petrleo, su migracin y su acumulacin.

- Las teoras de formacin del petrleo consideran elementos orgnicos e inorgnicos.

- Para nuestro propsito se considera que el petrleo se forma de fuentes orgnicas (vida animal y vegetal), mediante CATAGENESIS (conversin del material orgnico).

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Muestras de Kerogen (IRAN)

Inmaduro Maduro Supermaduro

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Muestras de Kerogen (UK)

Inmaduro Maduro Supermaduro

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Factores que afectan a la migracin del petrleo

- Precisa de un gradiente de presin y/o un cambio de volumen. Sin estos factores es posible asociar la migracin a un sistema de drenaje por gravedad.

- La migracin depende de las propiedades de las rocas y los fluidos, incluido el movimiento del petrleo en las rocas.

- Las propiedades del Kerogen tambin contribuyen a la migracin.

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Factores que afectan a la migracin del petrleo

EFECTO DE LAS PROPIEDADES DE LAS ROCASEFECTO DE LAS PROPIEDADES DE LAS ROCAS

Porosidad AbsorcinPermeabilidad AdsorcinPoros y tamao de granos Cemento intersticialPresin Capilar Minerales hidratadosMojabilidad Caractersticas de fractura

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Factores que afectan a la migracin del petrleo

EFECTO DE LAS PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

Presin y gradiente de presin ViscosidadTemp. y gradiente de Temp. SaturacinComposicin del agua CompresibilidadTensin superficial Densidad

EFECTO DE LAS PROPIEDADES DEL KEROGEN

Cantidad y distribucin Absorcin de productosGeneracin de productos Maduracin

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Composicin de los Hidrocarburos

Si el petrleo crudo y el gas tienen origen orgnico, contienen componentes tpicos de materia vegetal y animal, la alteracin de estos se definen como HIDROCARBONATOS.

COMPOSICION DE UN PETROLEO CRUDOTamao de Molculas

Gasolina (C4 C10) 31%Kerosene (C11 C12) 10 %Gasoil (C13 C20) 15%Lubricante oil (C20-C40) 20 %Residuo (C40+) 24 %

100 %

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Composicin de los Hidrocarburos

COMPOSICION DE UN PETROLEO CRUDOTipo de Molculas:

Parafinas 30 %Naftenos 49 %Aromticos 15 %Asfaltos 6 %

100 %

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Composicin de los Hidrocarburos

COMPOSICION DE UN PETROLEO CRUDO

PAIS Gravedad API Sulfuro% USA,Oklahoma 37,3 0,11(dulce)MEXICO, Poza Rica 30,7 1,67 (amargo)IRAK, Kirkuk 36,6 (ligero) 1,93 (amargo)VENEZUELA,La Rosa 25,3 (pesado) 1,76 (amargo)BOLIVIA, 55 (muy ligero) 0,4 (dulce)

FarelativaDensidad

APIGravedad

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5,1315,141

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Mezcla en proporciones variables de hidrocarburos slidos, lquidos o gaseosos que se encuentran en los yacimientos bajo presiones y temperaturas mas o menos elevadas.

Los petrleos crudos pueden ser de base parafnica, asfltica o mixta.

Los crudos de petrleo, segn la densidad, se clasifican en: a) Pesados (10 a 23,3 API). b) Medios (22,3 a 31,1 API). c) Livianos (superiores a los 31,3 API).

El grado API se fija mediante una escala adoptada por el American Petroleum Institute para medir la densidad de los petrleos brutos.

La escala vara generalmente entre 10 (equivalente a una densidad de 1,0000) y 100 (equivalente a una densidad de 0,6112) con relacin al agua a 4 C de temperatura.

Petrleo Concepto y Generalidades

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Composicin de los Hidrocarburos

COMPOSICION PROMEDIO DE GASES NATURALES (%)COMPOSICION PROMEDIO DE GASES NATURALES (%)

Lugar G Metano Etano Propano Butano Pentano+ CO2 N2

USA 0,6 91,3 3,2 1,7 0,9 0,56 0,1Bolivia 0,65 85,2 6,1 3,2 1,4 0,8 0,7 2,6

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Composicin Despacho de Gas Naturalde una Planta de Tratamiento (Campo Vbora Andina S.A.)

Elemento yi(%)Metano 84.979Etano 6.082Propano 3.339I-Butano 0.436N-Butano 1.081I-Pentano 0.257N-Pentano 0.302Hexano 0.22Heptano+ 0.254Nitrgeno 2.431Dioxido de Carbono 0.619

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Hidrocarburos, componentes y derivados

Ms pesado

Ms liviano

Petrleo crudo

GasolinaKerosnGas OilDiesel OilLubricante OilFuel OilLubricantes y grasasAsfaltos

Gas Natural

MetanoEtanoPropanoButano

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Ocurrencia del Gas Natural

1.- GAS ASOCIADO: Gas disuelto en petrleo crudo que es retenida en la solucin por la presin del reservorio. Esto ocurre a profundidades donde la presin es suficiente para mantener esto en la solucin.

2.- GAS NO ASOCIADO: Es el gas que no contiene petrleo crudo . Este gas es resultado de la profundidad, alta temperatura de la formacin de hidrocarburo donde el petrleo lquido no puede formarse. El gas seco es un gas no asociado sin hidrocarburos condensables a condiciones de separacin de petrleo y gas normales.

3.- GAS CONDENSADO: Contiene variables cantidades de hidrocarbonos condensables. Los hidrocarburos livianos con una fase gaseosa sepresentan como gas condensado.

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Trampas de Petrleo

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Trampas de Petrleo

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Caractersticas del Reservorio

Permeabilidad, representa la capacidad del medio poroso a conducir fluidos a travs de sus intersticios. La unidad de permeabilidad fue definida por API en 1935, como Darcy.

Porosidad, son los espacios intersticiales que quedan en la roca cuando sus granos en su acomodamiento, dejan vacos, se mide en %

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Porosidad Total y Efectiva

Porosidad Total 32%

Isolado (no efectiva)Porosidad 3%

Conectado (efectiva)Porosidad 29%

Grano

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- Uso del petrleo en civilizaciones antiguas.

- El primer pozo de petrleo.- Revolucin del uso del petrleo.- Importancia actual.

Historia del Uso del Petrleo

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Uso del petrleo en civilizaciones antiguas

- No se conoce exactamente cuando el ser humano utiliz porprimera vez el petrleo.

- Asfalto fu utilizado para calentamiento de moradas (6000 AC), y en la cultura egipcia para embalzamiento de momias y construccin de las pirmides, 3000 AC.

- Inicialmente se uso el petrleo natural como fuente de iluminacin y lubricante (1800s).

- En esta misma poca comenz a descubrirse procesos de destilacin para la obtencin de lubricantes y fuentes de iluminacin, as como el uso del asfalto. Con todo eso, el petrleo todava era considerado una substancia de menorimportancia.

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Uso del petrleo en civilizaciones antiguas

- El uso se limita al petrleo disponible porfiltraciones del subsuelo o minas de alquitrn.

- El gas natural fue utilizado comercialmente como combustible por siglos, teniendo sus inicios en China por el ao 900 AC.

- Mtodos de ingeniera han sido desarrollados para disear equipos que permitan producir gas de la tierra, separar este de los hidrocarburos lquidos y enviar este combustible al mercado.

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Los primeros pozos de petrleo

- La civilizacin China fu la primera en utilizar la perforacin de pozos para extraerel petrleo del subsuelo (300 AC).

- En 1858 se perfor el primer pozo en Norte Amrica en el estado de Ontario, con una profundidad de 18 m.

- Actividades de exploracin se iniciaron en 1919 y en 1922 la Standard Oil Co. inicisus actividades en Bolivia en la regin de Camiri.

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- Resultado del descubrimiento del petrleo desde 1850, numerosas refineras fueron construidas para obtener kerosene y lubricantes para maquinaria utilizada durante la revolucin industrial.

- Invencin de los motores a gasolina (1885) y motores diesel (1892) impulsaron a reemplazar las fuentes de potencia con vapor y electricidad.

- En 1903 se utiliz petrleo como combustible de aviones.

Revolucin del Uso del Petrleo

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Los primeros pozos de petrleo

Evolucin tecnolgica

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