ANALISIS TECNICO DE LAS CAUSAS QUE RESTRINGE PROSEGUIR CON LA
PERFORACION DEL POZO EXPLORATORIO USTAREZ X-1 (UTZ X-1)
I INTRODUCCIONLa perforacin del pozo exploratorio es una tarea
complicada para saber si realmente hay reserva de hidrocarburos en
el sitio donde la investigacin geolgica propone que se podra
localizar un depsito de recursos. La Ingeniera de la Perforacin de
pozos, al igual que cualquier otra ingeniera, se moderniza con el
incremento y avance tecnolgico, por lo que la informacin debe a su
vez ser actualizada en forma continua, ya que prcticas
convencionales dejan de serlo y tecnologas que en aos anteriores
eran innovacin, ahora se convierten en prcticas cotidianas.En
octubre de 1999 se inici la perforacin del pozo exploratorio
USTAREZ X-1 (UTZ X-1), operado por la empresa BRIDAS SAPIC
(BOLIPETRO), ubicado en el rea de la zona de ALTO IZOZOG,
CORDILLERA, SANTA CRUZ, a una distancia aproximada de 70 kilmetros
de la PLANTA DE GAS SAIPURU, AL SUR DEL DEPARTAMENTO DE SANTA
CRUZ.Donde segn estudios realizados en el lugar presenta muy buenos
parmetros geoqumicos y es roca madre probada de petrleo.Para la
perforacin del programa de perforacin exploratorio UTZ X-1, se
utiliza un equipo de perforacin de 1.000 HP de capacidad (Caballos
de Fuerza, por su sigla en ingls), tipo Super-Single.La profundidad
final programada para el pozo UTZ X-1 es de 32OO MetrosBajo Boca de
Pozo (mbbp), con objetivos en la Formacin LOS MONOS,la operacin
concluy el 9 de enero de 2000, La empresaencargada informa que la
perforacin fue interrumpido por la alta variacin de la temperatura
emitida por las formaciones,alcanzando perforar una profundidad de
3098 Metrosdonde se obtuvieron resultados no esperados con la
perforacin exploratoria.
1.1. breve descripcin de la propuesta.La investigacin se centra
en realizar un estudio tcnico que permita determinar las causas que
restringe proseguir con la perforacin exploratorioubicado en el rea
de la zona de ALTO IZOZOG, CORDILLERA, SANTA CRUZ,para ser ms
preciso en el POZO USTAREZ X-1y a partir de los resultados
obtenidos formular propuestas que conlleven a la continuidad con la
perforacin exploratoria del mismo pozo.1.2 planteamiento del
problema.La perforacin exploratorio de un pozo petrolero es un
trabajo muy complejo lo que implica realizar controles permanentes
durante el proceso. Elinadecuado control durante la perforacin
puede derivar problemas que daan los equipos de perforacin que
provocan un costo adicional e incluso al cese de la actividad.Se
presenta la problemtica por motivo que no se llega a conocer las
causas que conllevan al cierre del pozo exploratorio USTAREZ X-1,
al atravesar el sistema devrico, es decir al atravesar la formacin
los monos, debido a su gran espesor y caracterstica formacionales,
lutiticas, altas temperaturas, presiones anormales.Se convierte en
un verdadero obstculo para la perforacin rotatoria convencional con
lodo base agua y base aceite,modificando notablemente sus
propiedades geolgicas en condiciones dinmicas o esttica. Es por eso
que se debe conocer cules son las causa o daos que se dan a
consecuencia de la alta temperatura de la formacin los monos para
as tomar en cuenta ciertos parmetros, modificar el diseo de los
arreglos de fondo y tambin al lodo de perforacin, para minimizar
los gastos econmicos y evitar que la prdida de tiempo sea mayor a
la que se tena prevista.Con tal razn nace la necesidad de analizar
y estudiar los problemas que provocan los agentes del pozo UTZ X-1
y dar una posible solucin.
1.3 justificacin:El presente trabajo de investigacin, tiene un
alto nivel de justificacin debido a que ste determina con exactitud
las causas que interrumpen la perforacin exploratoria, considerando
que no existe un estudio concreto y palpable referente al tema, con
los resultados obtenidos del anlisis y estudio realizado nos lleva
a plantear posibles soluciones que permiten proseguir con la
perforacin exploratoria; hasta alcanzar el nico objetivo de
confirmar la existencia de reserva de hidrocarburos, en el pozo
USTAREZ X-1 que es el centro de estudio de la presente
investigacin.Por otra parte el trabajo realizado queda como un
referente bibliogrfico y de consulta para las posteriores
investigaciones relacionados al tema.
1.4 marco terico
1.4.1 exploracin petrolera.
La exploracin petrolera se puede definir como el conjunto de
actividades realizadas en campo y engabinete, que tienen como
objetivo la bsqueda y localizacin de yacimientos
petroleros.Dependiendo de la forma en que se obtiene la informacin,
los mtodos de exploracin se dividen endos grandes grupos, los
indirectos y los directos.
1.4.1.1. mtodos indirectos.Se adquieren datos del subsuelodesde
la superficie y se interpretan para establecer hiptesis sobre las
formaciones, su estructura,clasificacin de las rocas, etctera, todo
lo cual lleva a establecer la existencia de trampas capacesde
contener hidrocarburos.Tambin el anlisis qumico del suelo con
muestreos a diferentes profundidades indica lapresencia de
hidrocarburos y los estudios microbiolgicos determinan si
existenmicroorganismos consumidores de hidrocarburos en el suelo.
Las filtraciones sonindicaciones cualitativas pero no cuantitativas
y tampoco permiten asegurar que elreservorio est ubicado debajo de
la filtracin.El reconocimiento de campo adems de los anlisis y
registros anteriormente anotadospermite descubrir las rocas y
suelos expuestos, as como su distribucin pudiendo serregistrados en
un mapa llamado mapa geolgico. De otra parte se miden direcciones
einclinaciones de las capas que dan una idea acerca de las
estructuras presentes en el rea.Otra parte esencial de la geologa
de superficie es la Fotogeologa. Esta interpreta lageologa por
medio de fotografas areas que indican tipo de vegetacin, nmero
ydistribucin de corrientes de agua, anlisis de las expresiones
fotogrficas de las rocas,inclinacin y direccin de las capas etc.
Actualmente las fotografas o imgenes puedenobtenerse por avin,
satlite o radar, con lo cual se elaboran mapas geolgicos
muyprecisos. El radar, por ejemplo, puede penetrar un denso capo de
follaje produciendo asimgenes de la superficie de la tierra. Otra
tcnica area usada es el sensor remoto quemontado en un avin o
satlite, detecta rayos infrarrojos y revela cuerpos de
agua,intrusiones de agua salada, depsitos minerales, fallas,
etc.
1.4.1.2. metodos de exploracion.a) exploracion geofisicaLos
mtodos geofsicos ms usados en la Industria Petrolera, consisten en
medir las variaciones de la gravedad, magnetismo, magnetotelurica y
resistividades, que tienen su mayor aplicacin en la geologa
regional para delimitacin y extensin de las cuencas sedimentarias,
el espesor de la secuencia estratigrfica y los lineamientos
tectnicos.b) exploracion magnetometrica.Es un mtodo geofsico
relativamente simple en su aplicacin. El campo magntico de la
tierra afecta tambin yacimientos que contienen magnetita (Fe).
Estos yacimientos producen un campo magntico inducido, es decir su
propio campo magntico. Un magnetmetro mide simplemente los anomalas
magnticas en la superficie terrestre, cuales podran ser producto de
un yacimiento.
El mtodo magntico entrega informaciones acerca de la profundidad
de las rocas pertenecientes al basamento. A partir de estos
conocimientos se puede localizar y definir la extensin de las
cuencas sedimentarias ubicadas encima del basamento, que
posiblemente contienen reservas de petrleo.c) exploracion
gravimetricaEste mtodo aprovecha las diferencias de la gravedad en
distintos sectores. La gravitacin es la aceleracin (m/s2) de un
objeto qu est cayendo a la superficie. La gravitacin normal
(promedia) en la tierra es 9,80665 m/s2. Grandes cuerpos
mineralizados pueden aumentar la gravitacin en una regin
determinada porque rocas de mayor densidad aumentan la
aceleracin.
El objetivo principal de los estudios de gravimetra es medir la
atraccin gravitacional que ejerce la Tierra sobre un cuerpo de masa
determinada. Pero como la Tierra no es una esfera perfecta y no est
en reposo ni es homognea y tiene movimientos de rotacin y de
traslacin, la fuerza de gravedad que ejerce no es constante.Por
tanto, las medidas gravimtrica en exploracin son representacin de
anomalas en las que entran la densidad de los diferentes tipos de
rocas: sedimentos no consolidados, areniscas, sal gema, calizas,
granito, etc.Aparatos como el gravmetro permiten estudiar las rocas
que hay en el subsuelo. Este aparato mide las diferencias de la
fuerza de la gravedad en las diferentes zonas de suelo, lo que
permite determinar qu tipo de roca existe en el subsuelo.Con los
datos obtenidos se elabora un "mapa" del subsuelo que permitir
determinar en qu zonas es ms probable que pueda existir
petrleo.
d) exploracin ssmica.La exploracin ssmica es la bsqueda de
depsitos subterrneos de petrleo crudo, gas natural y minerales,
comercialmente viables, mediante el registro, el procesamiento y la
interpretacin de ondas acsticas inducidas artificialmente. La
energa ssmica artificial se genera en el terreno mediante
mecanismos vibratorios montados sobre camiones especiales. Las
ondas ssmicas se reflejan y se refractan en las formaciones rocosas
subterrneas y viajan de vuelta a unos receptores acsticos llamados
gefonos. Los tiempos de recorrido que son medidos en milisegundos
de la energa ssmica de retorno, unidos a la informacin obtenida e
en otros pozos exploratorios, ayudan a los geo cientficos a
calcular la estructura (pliegues y fallas) y la estratigrafa (tipo
de roca, ambiente sedimentario y contenido de lquidos) de las
formaciones subterrneas, y as determinar la ubicacin de los
potenciales objetivos de perforacin.
prospeccin ssmica 2d y 3d. Uno de los mtodos ms importantes y de
mayor aplicacin en la prospeccin petrolera es la adquisicin de
ssmica 2D y 3D. Actualmente es un requisito indispensable para la
valoracin de una cuenca o prospecto de exploracin exploratoria. El
mtodo consiste en la generacin de ondas ssmicas mediante una
explosin controlada, las cuales se propagan a travs de las
formaciones geolgicas a una velocidad que es funcin de los
componentes minerales y propiedades petrofsicas de cada tipo de
roca. Mediante gefonos dispuestos convenientemente en superficie se
registran los tiempos de llegada de las ondas reflejadas. Despus
del procesamiento de la informacin adquirida, se elaboran perfiles
o mapas ssmicos que al ser interpretados por gelogos y geofsicos,
permiten precisar el modelo geolgico-estructural presente en el
subsuelo. La tecnologa de ssmica tridimensional (3D) es un mtodo de
uso corriente inclusive en la etapa de exploracin, permite obtener
perfiles que muestran secciones en los planos X, Y y Z de un cubo
ssmico.
c) exploracion geoquimico.Los mtodos geoqumicos emplean
procedimientos qumicos en el laboratorio, con el propsito de
determinar la presencia o ausencia de rocas generadoras de
hidrocarburos, y se detectan emanaciones de asfalto, de
gas,impregnaciones de petrleo y depsitos naturales de parafinas.
Estos mtodos tambin ayudan a determinar el periodo geolgico en el
cual se originaron los hidrocarburos.Los mtodos geoqumicos tambin
se utilizan para identificar las prolongaciones de los yacimientos
ya conocidos o en explotacin y como ayuda en la toma de decisiones
en la seleccin de reas de inters para llevar a cabo la perforacin
como etapa final en la localizacin de yacimientos de hidrocarburos.
La exploracin geoqumica de superficie tambin investiga la presencia
de hidrocarburos qumicamente identificables que se encuentren en
superficie o cerca de la misma o los cambios inducidos por la
presencia de esos hidrocarburos en el suelo, con la finalidad de
localizar las acumulaciones en el subsuelo que le dieron origen. Su
rango de observacin se extiende desde aquellos afloramientos de
petrleo y/o gas de escala macroscpica (fcilmente visibles), hasta
los de escala microscpica en los que es necesaria la identificacin
de huellas o rastros de hidrocarburos no visibles o inferirlos a
travs de la identificacin de cambios en el suelo o en la superficie
del terreno producidos por la presencia de hidrocarburos.La
exploracin normalmente involucra una secuencia de pasos, tanto en
la etapa de planeacin como en la de ejecucin. La organizacin de un
estudio geoqumico, independientemente de la escala, est basada en
tres unidades funcionales principales:a) El trabajo de campo,
empleado primeramente en el muestreo.b) Laboratorio.c) La direccin
tcnica responsable para la toma de decisiones sobre el personal,
decisiones tcnicas y de operacin, as como la interpretacin de
resultados.
1.4.1.2. mtodos directos. En este mtodo la informacin proviene
del anlisis de las muestras de roca obtenidasdurante la perforacin
de los pozos; as como del registro e interpretacin de los perfiles
obtenidos atravs de sondas elctricas, electrnicas o snicas que se
introducen en los pozos durante superforacin.Estos mtodos se
complementan, ya que toda informacin adicional, permitir optimizar
elconocimiento que se tenga sobre el yacimiento y con ello,
desarrollarlos mejores planes para suexplotacin.Para poder
encontrar lugares en el subsuelo que pudieran contener petrleo,
comnmente llamadosyacimientos, es necesario hacer el proceso de
exploracin, el cual inicia con un reconocimientosuperficial de las
zonas probables que presenten ciertas caractersticas necesarias
para suponer queah puede haber un yacimiento petrolero (mtodos
indirectos), posteriormente se deben llevar a cabouna serie de
estudios sismolgicos, que nos determinaran si existen o no
objetivospetroleros, si el resultado es positivo de los estudios,
se determinan las localizaciones potenciales dealmacenar
hidrocarburos.Ya que se tiene toda esta informacin, la nica manera
de confirmar los resultados de los estudios esmediante la
perforacin de un primer pozo, llamado Pozo Exploratorio, el cual
nos presentara demanera fsica todas las predicciones que hicieron
los estudios anteriores (mtodos directos).Si el resultado de este
pozo es bueno, se tiene que perforar ms pozos para delimitar el
yacimiento ypoder pasar a la Ingeniera de Yacimientos.
1.4.1.2.1perforacin de pozos exploratorios.La nica manera de
saber realmente si hay petrleo en el sitio donde la investigacin
geolgica propone que se podra localizar un depsito de
hidrocarburos, es mediante la perforacin de un pozo.Culminados los
trabajos de geologa de superficie, prospecciones geofsicas y las
evacuaciones respectivas; se determina la perforacin de un pozo
exploratorio, cuya ubicacin recae en un punto de mxima culminacin
de la estructura estudiada y es all donde se recaban informaciones
valiosas, con los cuales se realizan interpretaciones tanto
litolgicas, estructurales, paleocuencas, paleoambientes,
geocronolgicas, condiciones petrofsicas de las rocas y muchas otras
interpretaciones de inters.
1.4.1.2.2 clasificacion de pozos segn su profundidadTanto los
pozos de exploracin como de explotacin, son categorizados de
acuerdo a su profundidad como: someros de 0 - 2000 metros,
intermedios de 2000 - 4000 metros y profundos mayores a 4000
metros.
1.4.1.3 operaciones de perforacin
A Continuacin se menciona la forma de perforaciones.
1.4.1.3.1. Tcnicas de perforacin.
La plataforma de perforacin sirve de base para que los operarios
acoplen y desacoplen las secciones de tubera de perforacin que se
utilizan para aumentar la profundidad de perforacin. A medida que
aumenta la profundidad del orificio se va alargando el tubo y se
suspende de la torre la columna de perforacin. Cuando hay que
cambiar una barrena, se extrae del pozo toda la columna del tubo de
perforacin, separando cada una de las secciones que la integran y
disponindolas verticalmente dentro de la torre. Una vez colocada la
nueva barrena, el proceso se invierte y el tubo vuelve a situarse
en el agujero para proseguir con la perforacin. Ha de prestarse
mucha atencin a que el tubo de la columna de perforacin no se
disgregue y caiga en el interior del orificio, ya que sera difcil y
muy costoso recuperarlo y podra dar lugar, incluso. A que el pozo
tuviera que abandonarse. Otro problema que puede plantearse es que
las herramientas de perforacin se atasquen en el agujero al detener
la perforacin. Por ello, una vez que se inicia esta normalmente se
contina sin interrupcin hasta terminar el pozo.
1.4.1.3.2 Lodo de perforacin.El lodo de perforacin es un lquido
compuesto de agua o petrleo y arcilla con aditivos qumicos (por
ejemplo formaldehido, cal, hidracida sdica, baritina). A menudo se
aade sosa caustica para controlar el PH (acidez) del lodo de
perforacin y neutralizar aditivos del lodo y lquidos de terminacin
potencialmente peligrosos. El lodo de perforacin se inyecta en el
pozo bajo presin desde el tanque de mezcla en la plataforma de
perforacin, por el interior de la tubera de perforacin hasta la
barrena. Despus, el lodo asciende por entre la superficie exterior
de la tubera de perforacin y las paredes del agujero y vuelve a la
superficie, donde se filtra y recicla. El lodo de perforacin se
utiliza para refrigerar y lubricar la barrena, lubricar la tubera y
expulsar del agujero de perforacin los fragmentos de roca
triturados. El lodo de perforacin se utiliza tambin para controlar
el flujo que sale del pozo, al revestir las paredes del agujero y
oponer resistencia a la presin del gas, petrleo o agua que
encuentre la barrena. Se pueden inyectar chorros de lodo a presin
en el fondo del agujero para facilitar la perforacin. 1.4.1.3.3
Revestimiento y cementacin.
El revestimiento es una tubera pesada de acero especial que
reviste el agujero del pozo. Se utiliza para evitar el derrumbe de
las paredes del agujero de la perforacin y proteger los estratos de
agua dulce previniendo fugas del flujo de retorno de lodo durante
las operaciones de perforacin. El revestimiento sella tambin las
arenas impregnadas de agua y las zonas de gas a alta presin.
Inicialmente se utiliza cerca de la superficie y se cementa para
guiar la tubera de perforacin. Para ello se bombea una lechada de
cemento a la tubera y se la fuerza a subir por el espacio
comprendido entre el revestimiento y las paredes del pozo. Una vez
fraguado el cemento y colocado el revestimiento, se continua con la
perforacin utilizando una barrena de menor dimetro. Despus de
colocar en el pozo el revestimiento superficial, se montan en la
parte superior de este dispositivos anti- reventones (grandes
vlvulas, sacos o empaquetaduras), en lo que se denomina un rbol.
Cuando se descubre petrleo o gas, se entuba el fondo del pozo, es
decir, se reviste para evitar que penetren en el agujero de
perforacin tierra, rocas, agua salada y otros contaminantes, y
tambin con objeto de crear un conducto para las tuberas de
extraccin de crudo y gas.
1.4.2 control litolgico en un pozo exploratorio.
Con la perforacin de un pozo exploratorio, se obtienen datos
sobre muestras de rocas representativas del subsuelo (recortes y
testigos), los cuales son objetos de estudio y anlisis, deprincipio
en el pozo y posteriormente en un laboratorios especializados; con
cuyos datos se determinan: tipos de litologas atravesadas,
formaciones a los cuales corresponden las muestras rocosas,
condiciones petrofsicas de las rocas conformantes, tipos de fluidos
saturantes de las rocas (agua, petrleo, gas), determinaciones
qumico-mineralgicos , micro paleontolgicos, pases contactos
formacionales, zonas de fallas, zonas con hidrocarburos u
estriles.
1.4.2.1 descripcion litologica por
formaciones1.4.2.1.1.Caractersticas generales El Subandino Sur es
una tpica faja plegada y corrida de lmina delgada que limita al
este con la cuenca de ante pas no deformada y al oeste con el
sistema Interandino. En el Subandino Sur dominan los afloramientos
de edad carbonfera a negena, con elevaciones promedio de 700 a 1800
m s.n.m, mientras que en el Interandino dominan los afloramientos
de unidades devnicas y silricas, y alturas por encima de los 1800 m
s.n.m. Estructuralmente este lmite marca un cambio en el nivel de
despegue basal, desde pelitas silricas en el Subandino Sur a un
basamento pre-silrico en el Interandino y Cordillera Oriental. Las
pruebas de este cambio en el nivel de despegue incluyen variaciones
abruptas en la elevacin del terreno, adems de evidencias geofsicas
(gravimtricas y magnetoteluricas). El Subandino Sur estconformado
por anticlinales aflorantes, estrechos y de gran continuidad a lo
largo del rumbo, limitados por amplios y profundos sinclinales
longitudinales que los separan. El espaciamiento entre estructuras
es sumamente regular, aunque suelen presentar inflexiones a lo
largo del rumbo que son interpretadas como zonas de transferencia
por algunos autores. Otros trabajos mencionan posibles controles
del basamento o controles en la geometra de las secuencias
sedimentarias pre-orognicas para explicar dichas inflexiones. Los
flancos frontales (orientales) de estos anticlinales suelen tener
altas inclinaciones e incluso pueden presentarse rebatidos. Los
flancos dorsales (occidentales) presentan una actitud variable en
las distintas estructuras, con inclinaciones que varan desde unos
30 a subverticales. La estructura profunda est conformada por
corrimientos de bajo ngulo, con despegue basal en las pelitas
silricas de la Formacin Kirusillas y despegues superiores en la
Formacin Los Monos de edad devnica. Otros despegues secundarios se
desarrollan en unidades ms jvenes (Formacin Ipaguaz de edad
permotrisica). La superficie de despegue basal parece ser bastante
plana y presenta una suave inclinacin (entre 1,5 y 2,5) hacia el
oeste. En el lmite sur de las Sierras Subandinas, la inclinacin del
despegue es hacia NO debido a la subsidencia por carga combinada
con el basculamiento provocado por la apertura de la cuenca de rift
de Lomas de Olmedo, de edad cretcica.1.4.2.1.2 Niveles
estructuralesDe acuerdo a la ubicacin de los niveles de despegue
principales, y al comportamiento mecnico de las diferentes
unidades, se puede dividir a la columna estratigrfica deformada en
tres intervalos estructurales. Nivel estructural inferior:
Comprende las unidades del Silrico y el Devnico Medio (formaciones
Kirusillas, Tarabuco, Santa Rosa, Icla, Huamampampa y la seccin
basal de la Formacin Los Monos). Est limitada por niveles de
despegue localizados en la Formacin Kirusillas y en la seccin basal
de la Formacin Los Monos. El espesor general de este nivel
estructural es de alrededor de 2500-3000 m. Nivel estructural
intermedio: Est compuesto por la parte media de la Formacin Los
Monos. Se encuentra limitado por niveles de despegue ubicados cerca
de la base y el techo de la Formacin Los Monos. El espesor general
de este nivel estructural es de alrededor de 600 a 800 m en las
zonas no deformadas, y puede llegar a alcanzar los 3000 m de
espesor en los ncleos anticlinales de algunas estructuras. Este
nivel es responsable del desacople entre las estructuras profundas
y las superficiales. En este nivel estructural son caractersticas
las elevadas presiones porales. Nivel estructural superior:
Comprende todas las unidades desarrolladas por encima del nivel de
despegue localizado en la seccin superior de la Formacin Los Monos.
En los ejes sinclinales, el espesor de este nivel estructural puede
superar los 7000 m de espesor.
Figura 1.5: Modelo estructural esquemtico de un anticlinal
terico tpico del Subandino Sur y la definicin de los diferentes
niveles estructurales involucrados en la deformacin.
1.4.2.1.3 edad de la formacionEl comienzo de la deformacin de la
Cordillera Oriental y el levantamiento del Altiplano ha sido tema
de debate desde hace dcadas. Las diferentes alternativas que se
proponen contemplan un levantamiento gradual que habra comenzado en
el Eoceno, seguido por un levantamiento ms rpido ocurrido alrededor
de los 6 Ma. Durante el Mioceno se produce el levantamiento
definitivo del Altiplano como consecuencia de la combinacin de un
levantamiento termal por delaminacin y una estructuracin de la
corteza inferior, producto del aumento de gradiente geotrmico y
desarrollo de transiciones frgil-dctil en la corteza superior. El
aumento de gradiente geotrmico estara relacionado a la prdida de la
corteza inferior y manto litosfrico producto de la delaminacin
cortical. En el Subandino Sur de Bolivia, diferentes autores
proponen que la deformacin habra comenzado en el sector occidental
entre los 12,4 y 8,5 Ma. Los depsitos marinos de la transgresin
paranaense, de 15 a 11 Ma edad, llegan al pie de la Cordillera
Oriental, por lo que se puede asumir que la deformacin en el
Subandino Sur habra comenzado con posterioridad a dicha edad.
1.4.2.1.4. nivel de despegue de la formacion los monos. Los
despegues de la Formacin Los Monos tradicionalmente han sido
ubicados estratigrficamente en los tercios inferior y superior de
la unidad. La zona englobada entre dichos niveles de despegue es la
que se ha denominado Nivel Estructural Intermedio. La capacidad de
funcionar como despegue de las pelitas de la Formacin Los Monos est
ntimamente relacionada a la existencia de elevadas presiones
porales. Las sobrepresiones estn bien definidas en numerosas
perforaciones de la industria de hidrocarburos. La Formacin Los
Monos tiene un espesor de aproximadamente 500 m, el cual resulta
ser considerablemente inferior al que se verifica en el resto del
Subandino Sur. En esta posicin, tambin se verifica que la Formacin
Los Monos presenta facies ms gruesas, con alto contenido de limos y
areniscas. De acuerdo a la restauracin de una seccin estructural de
esta estructura se puede inferir que el plano de falla inicial a lo
largo del nivel de despegue superior de la Formacin Los Monos habra
sido de aproximadamente 15 Km (figura 4.15), por lo que resulta
evidente que dicha unidad ha actuado como un eficiente nivel de
despegue en esta posicin. Esto permite inferir que son las
sobrepresiones, y no tanto las caractersticas litolgicas, las que
resultan ser un factor determinante en el desarrollo de niveles de
despegue dentro de la Formacin Los Monos. Los lmites superior e
inferior del nivel estructural intermedio estaran acotados al
intervalo estratigrfico donde se verifica la existencia de
sobrepresiones, de forma tal que las secciones superior e inferior
de la unidad quedaran excluidas de dicho nivel estructural y se
mantendran ligadas a los niveles estructurales superior e inferior
respectivamente. Este comportamiento se puede explicar por la
distribucin vertical de las sobrepresiones. Al estar los niveles
superior e inferior en contacto con unidades ms permeables, y con
presiones porales normales, en dichos niveles se producira un
alivio de sobrepresiones limitando su capacidad de funcionar como
despegue.Figura 4.15: Reconstruccin cinemtica de la seccin
estructural de la estructura de Suaruro Mandiyuti. El plano de
falla inicial se habra extendido por aproximadamente 15 Km a lo
largo del nivel de despegue superior.
1.4.2.1.5. seccion estructural parapeti.Usando como referencia
el mapa geolgico, los topes formacionales de algunos pozos ubicados
cerca del frente de deformacin, la topografa y secciones
estructurales publicadas previamente por diferentes autores, se
confeccionaron dos secciones estructurales regionales en posiciones
cercanas a los ros Pilcomayo y Parapet (traza de los cortes en la
figura 2.3).Como ngulos de despegue se usaron 2,5 para la seccin
del Ro Parapet y 2 para la seccin del Ro Pilcomayo. Estos valores
son similares a los que se usan en los cortes presentados en
numerosas publicaciones.La deformacin que involucra al basamento en
el Interandino est representada esquemticamente tomando de
referencia las secciones estructurales de Kley. De acuerdo a una
restitucin por longitud de lnea se estima un acortamiento de 70 km
para la seccin del Ro Pilcomayo y de 92 km para la seccin del Ro
Parapet. Esto representa un acortamiento de 34% (Pilcomayo) y 42 %
(Parapet).Figura 2.3: Mapa geolgico con la traza de las secciones
estructurales.
1.4.3 reconstruccin litoestratigrfico.
Con el del estudio de las muestras de cuting o recortes, es
posible la reconstruccin litoestratigrfica de las formaciones
atravesadas con la perforacin, as son determinadas el tipo de roca,
tipo de estratificacin, tipo de cuenca receptora o paleo-cuenca,
paleo-ambiente formacional, etc.
1.2.4. reconstruccin estructural.
En base a los estudios y anlisis anteriores y ayudados con
anlisis de espesores atravesados, presencia de material milontico,
perfiles estratigrficos y otros; es posible la reconstruccin
estructural representada en el subsuelo.
1.2.4.1 columna estratigrafica de los campos izozog en pozo
ustarez x-1
a) formacin huamampampa
Nombre: Huamampampa,Rango: Formacin Litologa: Arenisca y
limonitas con intercalacin de lutitas Edad: Devnico Distribucin:
Zona central, Sur de la Cordillera Oriental, Subandino y cuenca del
Chaco Espesor: Variable, llega alcanzar los 600m.Limites: Inferior
concordante con la formacin lcla y superior concordante con la
formacin los monos. Es el principal reservorio de gas en el
Subandino sur, esta es una arenisca de muy baja porosidad 2% a 3%,
pero es altamente fracturada (porosidad secundaria). La formacin
Huamampampa esta constituida por capas de arenisca finas y
medianas, alternando horizontes pelticos de espesores variables
entre 12 a 32 metros, en su parte inferior posee una intercalacin
de arenisca gris marrn amarillo, grano medio a fino, subredondeado
a subanguloso, de seleccin regular a buena, abundante matriz,
miccea, cemento silicio; hacia arriba pasa gradualmente a un
predominio arenoso, observndose espordicamente intercalaciones
arcillosas. Areniscas cuarcticas de grano medio a fino, estas rocas
son grises, coloradas, claras, medio duras y micceas, son comunes
las camas delgadas de lutitas y limolitas. La secuencia superior
del Huamampampa, normalmente llamada sucia, es comprendida de
lutitas interestratificadas y areniscas lticas. La secuencia ms
baja normalmente llamada limpia, esta conformada por areniscas
macizas, ricas en cuarzo de grano fino a medio, con intercalaciones
menores de lutitas y areniscas lticas. La formacin Huamampampa se
caracteriza por los altos buzamientos, esta presenta un sistema de
esfuerzos tipo Strike Slip, alta presin de formacin y esta
altamente fracturada.Los problemas potenciales son: la estabilidad
de pozo, Breack outs, abrasividad, aprisionamientos de
Impregnados.
b) formacin santa rosaEsta formacin es la ms antigua, (si vale
el termino), de las formaciones del Devnico y presenta areniscas
grises a gris blanquecinas, grano medio a fino, intercaladas por
lutitas gris olivo claro a gris oscuro, son duras y micceas, con
laminacin paralela y ondulada, estratificada en bancos macizos de
hasta 4 m en parte se observa areniscas conglomerdicas, con clastos
de cuarzo, areniscas y milmetros de lutita gris oscuro (5 a 10 cm).
As mismo, se observan concreciones ferruginosas y de pirita; los
niveles peliticos de esta formacin datan como Gediniano- Devnico
inferior, el contenido fosilfero de esta unidad en las secciones
trabajadas es muy pobre, solamente se encontraron braquipodos,
datndolos como devnico inferior.
1.2.5 perfiles.
En intervalos o tramos perforados, se corren perfiles de diverso
tipo, acorde a las necesidades requeridas, estos pueden ser:
radioactivos, diferencia de potencial, resistividad, snico,
neutrnico, resonancia nuclear y otros.Estos perfiles son ayudas
para las reconstrucciones litolgicas, estratigrficas,estructurales,
contenidos de hidrocarburos y mineral, grado de porosidad, densidad
de las rocas atravesadas, grado de compactacin y de fracturamiento
de las rocas, tramos con presiones normales, anormales y
subnormales, calibre del agujero, grado de cementacin, invasiones
sufridas por las formaciones a partir de los fluidos de inyeccin
etc., etc.
1.2.5.1. modelado de sistemas petrolero 1d.
El modelado de sistemas petroleros permite evaluar variables
como la historia de subsidencia y compactacin, la madurez de rocas
generadoras, la generacin de hidrocarburos y la evolucin trmica de
la cuenca. Para analizar la posible incidencia de la evolucin
trmica de la Formacin Los Monos y su influencia en la generacin de
sobrepresiones y en el comportamiento del nivel de despegue
superior, se realizaron modelos de sistemas petroleros 1D. Los
mismos se realizaron utilizando software PetroMod v11 1D Express,
cuya licencia es de distribucin gratuita. Los modelos se hicieron
en diferentes posiciones de la cuenca de antepas, en la zona ms
cercana al frente de deformacin actual del Subandino Sur (Fig.
3.6). De esta forma se pretende analizar a la Formacin Los Monos en
una posicin donde la deformacin sea incipiente y pueda ser tomada
de referencia para comparar con la situacin inicial de la
deformacin en los diferentes trenes estructurales del Subandino Sur
generados en el pasado. 1.4.5.2 modelado de sistemas petroleros 1d
en formaciones icla y kirusillas.
En todos los modelos se verifica que las formaciones Kirusillas
e Icla alcanzaron una alta madurez mucho tiempo antes de la edad de
la estructuracin del Subandino Sur. En el modelo de la ubicacin del
pozo Tatu el cociente de transformacin (TR) de la seccin superior
de la Formacin Icla habra llegado a 93% hacia fines del Cretcico
(vese figura 3.12). Lo mismo ocurre en el resto de los modelos,
donde se verifica que tanto la Formacin Icla como la Formacin
Kirusillas habran alcanzado valores de TR mayores a 90% con
anterioridad a la deformacin negena (vasefigura 3.12).
Figura 3.12: Evolucin del cociente de transformacin (TR) de la
seccin media de las formaciones Icla (azul) y Kirusillas (rojo) en
el modelo de Tat.
El cociente de transformacin que alcanzan las formaciones Icla y
Kirusillas en dichos modelos es sustancialmente ms bajo. En el caso
de la Formacin Icla, el cociente de transformacin que habra
alcanzado sera de aproximadamente 75%. Esto deja abierta la
posibilidad de que la Formacin Icla sea una roca madre efectiva.
Dada la alta madurez alcanzada por los niveles de dicha unidad, con
valores de reflectancia de vitrinita (Ro) entre 1,4% en el tope y
1,9% en la base, su potencial aporte quedara restringido a
hidrocarburos gaseosos. En el caso de la Formacin Kirusillas, aun
asumiendo cinticas de quergenos, el cociente de transformacin habra
alcanzado al 90% para el Cretcico superior, por lo que se asume que
dicha unidad tiene pocas posibilidades de ser una roca madre
efectiva para las estructuras negenas (figura 3.13).
Figura 3.13: Evolucin del cociente de transformacin (TR) de la
seccin media de las formaciones Icla (azul) y Kirusillas (rojo) en
el modelo de Tat.
1.4.6 control geolgica en pozos exploratorios.
Durante la perforacin de un pozo exploratorio, el gelogo
petrolero realiza los siguientes controles:a) Control Litolgicob)
Control Petrofsicoc) Control de tiempos de penetracin y de
retornod) Control de densidad de las lutitas (presiones
anormales)e) Control de presiones (formacionales y gradientes de
presin)f) Control de pases formacionalesg) Control de zonas de
fallas (zonas de prdidas)h) Control de manifestaciones
Hidrocarburferasi) Control durante las pruebas de formacinj)
Control durante los perfilajesk) Control durante la extraccin de
testigos y el estudio de los mismos..l) Evaluaciones en zonas de
inters.m) Envo de informacin diaria y quincenal sobre las
operaciones de campo yresultados obtenidos hasta esa instancia.n)
Como parte culminante de las operaciones realizadas en el control
durante laperforacin de un pozo exploratorio, es la elaboracin del
informe final correspondiente al cita pozo petrolero, basado en un
historial seguido durante el tiempo de la duracin operativa.
1.4.6.1 Factores que llevan al fracaso de la perforacin
exploratorio
Mala informacin acerca de la columna geolgica esperada, un diseo
de pozo no apropiado, la mala estimacin de las geopresiones, el mal
uso de los equipos de perforacin, el uso de un lodo de perforacin
no adecuado Formaciones inestables. Seguridad del personal.
Capacitacin del personal no adecuadaen su respectiva rea. Evaluacin
deimpacto ambiental. Econmicos. Seleccin de equipo adecuado. No
contar con suficiente informacin geolgica y geofsica del rea.
Acuferos someros. Fallas geolgicas. Altas temperaturas.Estas son
los factores que causan al fracaso de la perforacin exploratoria,
en este caso se estudiaran con prioridad el factor
1.4.7 sobrepresiones.Los principales mecanismos que se reconocen
como responsables de la generacin de sobrepresiones son la
compactacin, el aumento de volumen de fluidos y el empuje de agua o
de hidrocarburos. El empuje de agua o de hidrocarburos es el
mecanismo mediante el cual la circulacin de aguas subterrneas o la
flotabilidad de hidrocarburos (de menor densidad que el agua)
genera un empuje de fluidos que frente a niveles de muy baja
permeabilidad dara lugar al aumento de presiones porales. Este
mecanismo solo podra ser responsable de un aumento menor de las
presiones porales. De esta forma, los principales mecanismos que se
reconocen como responsables de generar sobrepresiones de gran
magnitud son la compactacin y el aumento de volumen de fluidos
debido a la generacin de hidrocarburos. La compactacin es un
mecanismo efectivo de generacin de sobrepresiones cuando dicho
proceso es producto de un soterramiento abrupto. Este proceso solo
es posible en rocas de baja permeabilidad donde el escape de
fluidos est limitado por las mismas caractersticas de la roca. Este
mecanismo es tpico de cuencas jvenes con muy alta tasa de
sedimentacin, como son los deltas de edad terciaria y algunas
cuencas intracratnicas. En cuencas ms antiguas no suele ser
efectivo debido a la lenta fuga de fluidos vertical y/o lateral
hacia rocas de mayor permeabilidad. En el caso de la Formacin Los
Monos parece poco probable que el soterramiento abrupto sea el
causante de las sobrepresiones encontradas. Si bien en los ltimos
10 Ma dicha unidad fue sometida a una rpida sobrecarga producto de
los depsitos sinorognicos negenos, la historia de soterramiento de
la cuenca sugiere que la Formacin Los Monos habra perdido la mayor
parte de su contenido original de fluidos con anterioridad a dicho
evento. Los modelos de cuenca y sistemas petroleros que se hicieron
en el frente de deformacin sugieren que para el final de Paleozoico
la porosidad de la Formacin Los Monos era prcticamente la misma que
en la actualidad, indicando que el soterramiento y la compactacin
posteriores no habran afectado de manera significativa el volumen
de roca.Figura 3.3: Evolucin de la porosidad (azul) y la
profundidad (rojo) para las pelitas devnicas de la Formacin Los
Monos en el modelo de Itaguazurenda (vese Apndice A). En el cuadro
de la derecha se resalta la evolucin de los ltimos 10 Ma, donde se
observa que mientras aumenta notablemente el soterramiento, la
porosidad se mantiene aproximadamente constante.
Esto deja a la generacin de hidrocarburos como el mecanismo ms
probable en la generacin de altas presiones porales en los niveles
pelticos de la Formacin Los Monos, lo que constituye una de las
hiptesis principales con la que fue encarada este estudio. Modelos
numricos sugieren que la generacin de hidrocarburos lquidos puede
generar sobrepresiones significativas solo en casos donde existen
rocas generadoras sumamente ricas en materia orgnica, con valores
de Carbono Orgnico Total (COT) del orden de 10%. Por otro lado, la
generacin de gas podra generar sobrepresiones importantes an en
rocas madre de bajo COT (~1%). Este ltimo sera el caso de peltas
devnicas de la Formacin Los Monos, las cuales rara vez superan el
2% de COT. La generacin de gas por craqueo de petrleo, tambin
denominado craqueo secundario, puede resultar en un sustancial
aumento de volumen de fluidos, y por lo tanto de presiones porales.
En el caso del Subandino Sur, varios autores han propuesto que la
generacin de gas y condensado estara relacionada al craqueo
secundario en los niveles generadores de la Formacin Los Monos.
1.4.8 geoquimica de las rocas madre.La nica roca generadora
comprobada en el Subandino Sur es la que corresponde a la Formacin
Los Monos, sin que existan evidencias de peso que indiquen
generacin en niveles ms antiguos. De todas formas, en los modelos
se decidi incluir a las potenciales rocas madre de las formaciones
Icla y Kirusillas para no descartar ninguna posibilidad, y para
evaluar la evolucin y posible incidencia de las mismas en el
desarrollo de la faja plagada y corrida. No se dispuso de datos de
composicin geoqumica de las rocas madre en los pozos de referencia
que se usaron para la construccin de los modelos. Esto se debe en
gran medida a la ausencia de los mismos, ya que las perforaciones
cercanas al frente de deformacin en general no han atravesado a la
Formacin Los Monos, ni a las ms profundas formaciones Icla y
Kirusillas. Por ello es que se han utilizados datos provenientes de
estudios regionales. Esto resulta una buena aproximacin ya que los
datos regionales publicados en diferentes posiciones del Subandino
Sur sugieren una gran continuidad y constancia de las
caractersticas de las rocas madre a los largo del frente de
deformacin. Por otro lado, las conclusiones del presente anlisis se
basan principalmente en la evolucin trmica, la cual no sera
dependiente de las variables geoqumicas de las rocas madre. Por el
mismo motivo tampoco se dispuso de datos de madurez de las rocas
madre en la posicin de los modelos, los cuales hubieran servido
para una calibracin ms precisa de los mismos. Sin embargo, esta
limitacin no debera afectar los resultados en esta posicin de la
cuenca, ya que la reconstruccin de la historia trmica sugiere que
la situacin actual de la cuenca en el frente de deformacin es la de
mayor soterramiento y temperatura a la que habran estado sometidas
las rocas madre. En otras palabras, logrando una calibracin
confiable de las temperaturas de fondo y el flujo trmico actual se
puede asumir que los valores de madurez actuales no deberan diferir
de los modelados. 1.4.9 flujo termico (hf)El flujo trmico basal
actual en el Subandino Sur y Cuenca de Chaco ha sido analizado por
diferentes autores. En general existe coincidencia en que el mismo
se ubica entre 40 y 60 mW/m2.Henry y Pollack (1988) realizan un
estudio regional sobre 35 posiciones distribuidas entre el
altiplano, Subandino Sur y la Cuenca de Chaco. Para el Subandino
Sur y la Cuenca de Chaco definen un flujo trmico promedio de 50
mW/m2. Springer y Frster (1998) y Springer at al. (1999) realizan
un estudio regional que cubre una transecta completa de las Andes
en el norte de Chile y sur de Bolivia. Estos autores describen un
flujo trmico de 80 mW/m2 en la Cordillera Oriental, que hacia el
antepas baja hasta valores de alrededor de 40 mW/m2 en la zona del
Subandino Sur y la Cuenca de Chaco Otros autores analizaron el
flujo trmico en posiciones cercanas a la zona de estudio. En la
zona de Camiri, Moretti et al. (1996) describen un rango de flujo
trmico de entre 47 y 68 mW/m2. Husson et al. (2002) definen un
flujo trmico de 50 mW/m2 en la zona de la Sierra de Charagua. Muy
cerca del anterior, en la estructura de Itaguazurenda, Husson et
al. (2002) definen un flujo trmico de 55 mW/m2. Un poco ms al sur,
en la estructura de San Alberto, estos mismos autores definen un
flujo trmico de 40 mW/m2 (vese figura 3.8). En el presente estudio
se calibr el flujo trmico basal utilizando datos de diferentes
pozos ubicados en las estructuras de El Espino, Itaguazurenda y
Capirenda (vese figura 3.8). De los pozos se obtuvieron las
temperaturas de fondo correspondientes a diferentes profundidades y
medidas en distintas carreras de perfilaje.En la estructura de
Itaguazurenda se realizaron dos modelos utilizando los datos de los
pozos ITG-1 y ITG-2, cuyos parmetros se pueden consultar en el
Apndice A. La mejor calibracin de las temperaturas se obtuvo con un
flujo trmico basal de 51 mW/m2 (vese figura 3.9).
Figura 3.9: Calibracin del flujo trmico basal en la estructura
de Itaguazurenda (modelos ITG1 e ITG-2). A la izquierda, evolucin
del flujo trmico utilizado. Derecha: curva de temperatura y puntos
de calibracin.
En la estructura de Capirenda se obtuvieron valores similares a
los de la zona de Itaguazurenda y El Espino. Los parmetros
utilizados en el modelo (CPR-1) se pueden consultar en el Apndice
A. La mejor calibracin se obtuvo con un flujo trmico basal de 50
mW/m2 (vesefigura 3.11).
Figura 3.11: Calibracin del flujo trmico basal en la estructura
de Capirenda (modelo CPR-1). A la izquierda, evolucin del flujo
trmico utilizado. Derecha: curva de temperatura y puntos de
calibracin.
1.4.10 gradientes geotermicas.
La condicin trmica existente en la tierra, es de fundamental
importancia en las teoras geolgicas y geofsicas. El conocimiento de
la temperatura sub-superficial y ms particularmente, de variacin
regional que sufre la gradiente geotrmica, sigue siendo uno de los
principales estudios en todos los campos de la ciencia.En la
industria petrolera, es de gran importancia conocer la temperatura
sub-superficial, por la asociacin que presenta con temperaturas de
fondo muy elevadas en pozo profundo y pozo geotrmico.Una teora
bsica de geofsica, aun no verificada por el nmero limitado de
determinacin del flujo de calor a travs de la corteza terrestre,
afirma que existe una correlacin entre el flujo de calor y al ms
notables caractersticas geolgicas y topogrficas. En esta correlacin
como es lgico, tendra una marcada influencia los diferentes fluidos
contenidos en las formaciones. El problema se manifiesta en la
conductividad direccional, que tiene la lutitas, pizarras y algunas
areniscas, observada en pozos a travs de materiales
anisotropicos.La aplicacin de la informacin de la temperaturas
sub-superficiales es muy amplia. Un anlisis rpido permite afirmar
que son raras las diferentes fases de la industria petrolera que no
tengan una estrecha relacin con las variaciones de temperatura. As,
podemos mencionar durante la perforacin de pozos, en la
determinacin de las temperaturas de circulacin de lodo, diseo de
herramientas adecuadas, en las operaciones de cementacin, en la
perdida de circulacin, en interpretacin cuantitativa de registros,
en la produccin de petrleo y gas, en el clculo de reserva, e los
diferentes mtodos de recuperacin secundaria como ser, estimulacin
de pozos, inyeccin de agua etc. Como un estudio especfico, en base
a las temperaturas de fondo y gradientes geotrmicas calculadas,
correspondientes a unas 75 estructuras perforadas en nuestro pas,
iniciado conjuntamente con al scripps institution y oceanography de
california, el estudio de flujo trmico regional.
1.4.11temperatura de la tierra y fuente de calor La perforacin
en la corteza terrestre a travs de pozos perforados en diferentes
regiones, demuestra que la temperatura incrementa gradualmente con
la profundidad, con notables variaciones de una zona a otra. Se
tiene evidencia, en actualidad, que el origen del calor irradiado
hacia la corteza terrestre, proviene de un ncleo central caliente y
de la desintegracin de elementos radioactivos presentes en ciertos
tipos de rocas.Por una parte, el ncleo caliente, es el resultado de
proceso de enfriamiento lento que sufre nuestro planeta desde que
se form. Por otra, los elementos radioactivos presentes,
principalmente en rocas gneas, producen fenmenos exotrmicos en
proceso de desintegracin. Estas consideraciones, nos permiten
reducir que todas las rocas de la corteza terrestre, contienen en
su interior de una fuente inagotable de calor. El incremento de la
temperatura con la profundidad, se determina, en base a las
gradientes geotrmicas observadas, a la conductividad trmica de las
rocas corticales y al calor producido por elementos radioactivos.
Por tanto, un clculo exacto de estos factores, nos permite conocer
el flujo trmico en zonas prximas a la superficie de la
tierra.1.4.12 flujo de calor y conductividades termicasEl calor
puede ser transmitida, de un punto a otro, por tres mecanismos de
propagacin: conduccin, conveccin y radiacin. En el estudio de la
temperatura de la corteza terrestre, consideramos el proceso de
conduccin, y al tratar de los fluidos que circulan en perforacin de
un pozo, ser necesario tomar en cuenta los mecanismos de conduccin
y conveccin.Existe un equilibrio trmico en la profundidad de la
tierra, que depende de varios factores. Especialmente la
conductividad trmica de las rocas y la velocidad de los fluidos de
calor, fenmeno que estudia la ley de FOURIER dada por la
ecuacin:
Esta ley establece que la cantidad instantnea de calor, a travs
de una seccin, es igual al producto del rea seccional tomando en
direccin normal al mismo flujo por la gradiente de temperatura, y
un factor de proporcionalidad que es la conductividad trmica del
medio. En el caso de la corteza terrestre, la transferencia de
calor a travs de cualquier medio es independiente del tiempo, y la
ecuacin (1) toma la expresin:
La temperatura de la tierra est controlada principalmente por la
conductividad trmicas de la formaciones, que depende de la
conductividad de sus partculas slidas, su geometra y de la
conductividad de los fluidos comprimidos, dentro de la estas
partculas slidas. Muchos son los factores que incluye en la
conductividad trmica de las rocas, los ms importantes son las
siguientes:1. La compactacin de las rocas. La conductividad trmica
aumenta con la consolidacin de la una roca.2. La anisotropia de las
rocas. La conductividad trmica, es mayor en la direccin paralela al
estrato, que en la perpendicular.3. Porosidad. La conductividad
trmica es considerablemente menor en formaciones secas y muy
porosas, observandose un fenmeno contrario cuando los poros
almacenan fluidos.4. Naturaleza y composicin de las partculas
slidas. Las areniscas tienen una conductividad trmica mayor de las
lutitas, lo cual debera a la mayor conductividad trmica del
cuarzo.
El calor especfico de los sedimentos y rocas gneas, varia
ampliamente con la cantidad de agua libre contenida. La distribucin
de temperatura en la costra de la tierra, es independiente del
calor especfico de las formaciones, salvo el caso en que estas no
estn en equilibrio trmico. Para un pozo que est en equilibrio
trmico el caudal es esencialmente constante, y la gradiente
geotrmica a cada profundidad varia inversamente con la
conductividad trmica K de las rocas. As en un tramo de lutitas,
caliza, arenisca, el registro de equilibrio trmico da una gradiente
alta de 100 C/Km a travs de la zona lutitica, una gradiente
intermedia en zona de caliza 40-50 C/Km y una gradiente baja en la
zona de arenisca de 8-10 C/Km. En la siguiente tabla muestra una
correlacin aproximada de la conductividad trmica aparente y las
gradientes geotrmica, con la litologa del pozo exploratorio del
campo IZOZOG, con diferencia de algunos pozos de otros campos.
1.4.13 gradientes geotermicas y temperatura de pozoLas
gradientes geotrmicas estn controladas, por el flujo de calor
propagado hacia la superficie de la tierra, y la conductividad
trmica de las rocas y fluidos contenidos en ellas. Se define como
el incremento que acusa la temperatura con la profundidad. En un
pozo equilibrio trmico, los cambios en la conductividad trmica,
tienden a balancearse resultando una gradiente relativamente
lineal. Pero como las rocas en diferentes partes de la tierra
tienen conductividades diferentes, es de espesor que varen tambin
las gradientes geotrmicas.La gradiente geotrmica se calcula por la
relacin:
De esta relacin, podemos encontrar la ecuacin para calcular la
temperatura de fondo, a cualquier profundidad:Es particularmente
importante para los ingenieros de fluidos de perforacin conocer el
gradiente geotrmico en el rea cuando disean un pozo profundo. La
temperatura de fondo de pozo puede calcularse sumando la
temperatura de la superficie al producto de la profundidad y el
gradiente geotrmico.
En ciertos casos se usa la gradiente recproca, o sea distancia
vertical entre dos puntos, considerando una diferencia de 1F. Una
gradiente geotrmica, puede considerarse normal, si est dentro de
rango de 1-1.5 F/100 pies o si su reciproca est dentro de los 100 y
66.6 pies por F. en la zona de costa del golfo (EE.UU),donde los
sedimentos son aparentemente horizontales (intercalaciones de
lutitas y arenisca), la gradiente geotrmica es de 1.5 F/100 pies,
que por ser considerada normal representativa del rea, ha sido
tomada como standard en la norma del API. Esta dada por la
ecuacin:
La temperatura de superficie vara ampliamente en diferentes
regiones de la tierra considerndose un valor promedio de 15 C, con
variaciones promediadas durante el ao de 2 C.
1.4.14 superficies iso-gradientes.Si unimos los puntos de igual
temperatura, o de igual gradiente, se obtienen las superficies o
contornos isotrmicos o isogradientes respetivamente. Una unidad de
estas se denomina isogeoterma o isogradiente geoterma. En la figura
1 se muestra un corte entre naranjillos e izozog donde se puede
apreciar las superficies isotrmicas. El campo de naranjillos tiene
una gradiente de 100 pies/F y del pozo izozog 9 de 38 pies /F. casi
todas las rocas de la zona de izozog pueden considerarse como roca
viejas y correspondientes al precmbrico. En cambio en naranjillos
las variaciones suaves de temperatura hacen suponer que las
formaciones son ms jvenes.
1.4.15 factores que afectan las gradientes geotermicas.En la
perforacin de pozos exploratorio de petrleo, la circulacin de lodo
quiebra el equilibrio trmico en la formaciones atravesadas
alterando el comportamiento de la superficies isotermas y como
consecuencia perturbando la gradiente geotrmica, tanto radial como
longitudinalmente. El proceso de circulacin del lodo comprende tres
fases diferentes:1. El fluido entra en el sondeo y atraviesa toda
la herramienta hasta el fondo.2. El fluido sale del sondeo, a travs
del trepano, hacia el espacio anular.3. El fluido recorre todo el
espacio anular, hasta descargarse en superficie.
Este proceso de circulacin genera un intercambio de calor,
enfriando la formaciones ms profundad y calentando las
superficiales. Una vez que la circulacin cesa el fluido tienden
equilibrarse con la temperatura esttica de fondo, producindose una
restitucin de la temperatura, anloga a la restitucin de la presin
durante la prueba de produccin de un pozo.El equilibrio trmico
puede alcanzarse en un tiempo variable, llegando al equilibrio
trmico exacto en un tiempo indefinido, lo cual depende del
historial de circulacin y parmetros fsicos, constituyendo as lo que
se llama un transiente de temperatura. La temperatura del fluido de
perforacin se aproxima asintticamente a la de la formacin.Los
parmetros fsicos que afectan la temperatura en un pozo y que
obviamente influirn sobre la gradiente geotrmica son los
siguientes:1. Caudal de circulacin.2. Tipo de lodo (base aceite o
agua)3. Profundidad.Las gradientes geotrmicas calculadas para todos
los campos y pozos exploratorios sub andina varan ampliamente,
tanto local como regionalmente por las condiciones topogrficas y
litolgico estructurales diferentes, en un rango de 0.60-2.60 F/100
pies. Alcanzando gradientes anormalmente alta en la zona de izozog,
que se caracteriza por ser ms caliente de la regin sub andina con
2.60 F/100 pies como gradiente geotrmica mxima. Ver la grfica y la
tabla del campo izozog.
1.5 HIPOTESIS:Conocer e interpretar cada una de las causas que
llevan al cierre de pozo nos ayudara a evitar el fracasar en
futuras perforaciones
1.6 COBERTURAEl actual trabajo de investigacion;
tecnicamente,centra su inters analizar y determinar los diferentes
daos que causan la elevada temperatura de la formacion los monos y
en base a los resultados de la investigacin dar propuestas de
recomendaciones de operacin para reducir esto defecto que tiene la
formacion hacia la perforacion, tanto gastos econmicos, tiempo y
asi tambien evitar daos a la sarta de perforacion u equipos de
perforacion.se desenvuelve en diferentes contextos tomando encuenta
los lineamientos culturales, polticos, desde nuestra casa superior
de estudios que son aplicados en la enseanza y aprendizaje.Por otro
punto, en la parte tcnica cientfica cabe mencionar que el trabajo
de investigacin se centra en una zona hidrocarburifera en cuanto
nos favorece a proseguir con la investigacin planteada.En el ambito
social es amplio la investigacion porque involucra a todo el
plantel estudiantado de la universidad, para ser mas preciso la
carrera de Ingenieria en Petroleo y Gas Natural ya que la
informacion recopilada kedara como una referencia bibliografica
para las posteriores investigaciones.
II. OBJETIVOS:
1.2. objetivo general Analizar las causas que ocasionan la
detencin de la perforacin exploratoria en el POZO USTAREZ X-1 para
que a partir de los resultados alcanzados establecer propuestas que
conlleven la continuidad con la perforacin exploratoria del mismo
pozo.
1.3. objetivos especificos Recopilar informacin tcnica referente
a la perforacin y las operaciones que conlleva la peroracin del
POZO UTZ X-1. Identificar las causas que produjeron el cierre o
abandono del pozo exploratorio UTZ X-1 Determinar cules son las
formaciones a perforar en el POZO UTZ X-1 de acuerdo ala geologa
estructural litolgica del lugar. Obtener resultados positivos y
plantear soluciones alternativasa la problemtica.
III. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION.
3.1 localizacion.
La presente investigacin se desarrolla dentro del PARQUE
NACIONAL KAA IYA DEL GRAN CHACO cercano a la frontera paraguaya el
pozo exploratorio UTZ X-1 el cual se encuentra ubicada en la
provincia cordillera en la ZONA DE ALTO IZOZOG del departamento de
SANTA CRUZ.
3.2 materiales
Los instrumentos que hemos utilizado en nuestra investigacin
aplicada de acuerdo a nuestras tcnicas y necesidades para una
investigacin del presente trabajo son la siguiente:a) Cmara
filmadora y fotogrfica: uno de los equipos utilizados para
recolectar informacin y despus procesar los datos.b) Equipo de
computacin; este instrumento nos permitir sistematizar toda la
informacin recopilada y completar el informe final.c) Cuaderno de
campo, bolgrafo, texto, tablero, internet, material
bibliogrfica.
3.3 enfoque de la investigacion
El presente trabajo se basa en un enfoque de orden de analizar y
recopilar informacin, ya que en funcin a los alcances obtenidos del
campo sobre la problemtica de las causas abordada, estos seran
analizados e interpretados para asi obtener los resultados del
problema en estudio.
3.4 estrategias de intervencion.
3.4.1 Organizacin interna.
En el orden temtico sobre cada concepto que nos lleve al
objetivo planteado.Como trabajo de campo: estar en lugar
especificado para recolectar informacin para la presente
investigacin. Se cont con la coordinacin de:
Rectora Vice-Rectora Director-IPGN Asesor tcnico Asesor lingista
Tribunales tcnicos Tribunales Lingista
Sistematizar los datos recolectados...3.4.2 Organizacin
externa:
Autoridades no solo de la institucin sino como los profesionales
entendidos en la materia. Con la comunidad, y las comunidades que
estn ubicados alrededor del campo.Con empresas dedicadas a la
actividad para medir los trminos y obtener una conclusin.
3.4.3 Promosin y difusin.La principal fuente de difusin del
presente trabajo investigativo sera defendido en una defensa
publica de grado formal y ademas quedar en la biblioteca de la
UNIBOL GUARANI y pueblos de tierras bajas Apiaguaiki Tpa como
material bibliogrfico para los semestres siguientes y cualquier
persona interesada en el tema.
3.4.4. Muestra y tamao de la muestra.
Por la magnitud de la investigacion y el problema abordado, la
realizacin de la presente trabajo de investigacion se localiza en
la zona de ALTO IZOZOG en el pozo exploratorio UTZ X-1 operado por
la empresa BRIDAS SAPIC (BOLIPETRO).Utiliza un equipo de perforacin
de 1.000 HP de capacidad (Caballos de Fuerza, por su sigla en
ingls), tipo Super-Single.
3.4.5. Recoleccin de informacin.
Para la recoleccin de informacin se prosedio de la siguiente
manera: Revisin y consulta de bibliografa que contribuyan al
desarrollo de investigacion. Consulta en la red para recopilar
informacin, para el enriquecimiento del tema abordado. Como trabajo
de campo: reuniones, entrevistas y encuentros con la personas del
rea petrolera los cuales nos brindaron la informacin para concluir
nuestro trabajo.3.4.6 recolecion de muestra.Para la recoleccin de
la muestra y as analizar el enfoque de la investigacin, se concentr
en la oficina central del operador de dicha empresa
BOLIPETRO.Tambin con la ayuda de algunas personas experimentadas en
el tema, con el propsito de que tengamos una informacin confiable y
que sea de mucha importancia para el desarrollo de nuestro tema de
investigacin.
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
NROACTIVIDADESABRILMAYOJUNIOJULIO
1Elaboracin del ttulo del proyecto
2Recoleccion de informacin
3Redaccin de cada uno de los puntos
4Redaccin de los objetivos
5Redaccin del fundamento teorico
6Trabajo de campo
7Procesamiento de los datos obtenidos en el campo
8Redaccin de las conclusiones y reflexiones
9 Presentacin de la tesina en borrador
10Revisin de los puntos corregidos
11Presentacin de la tesina a diseo final
12Defensa de trabajo de investigacion
PRESUPUESTOnro.Descripcin de los bienes y
serviciosCantidad/pasajeCosto (bs)
1Materiales de escritorios500
2Computadora porttil14000
3Cmara filmadora11500
4impresiones1400
5Salidas a trabajo de campoIda/vuelta600
6ViticosIda/vuelta500
total9000
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