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24 Noviembre, 2006
Nuevas Tecnologas para la Produccin Nuevas Tecnologas para la
Produccin de Hidrocarburos de Hidrocarburos
Dr. Hber Cinco Ley
Seminario: Las Limitaciones tcnicoSeminario: Las Limitaciones
tcnico--econmicas de las opciones econmicas de las opciones
energticas para el siglo XXI en el sector energtico energticas para
el siglo XXI en el sector energtico MexicanoMexicano
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ContenidoContenido
IntroduccinIntroduccin
Las Reservas en Mxico Las Reservas en Mxico
Desafos TecnolgicosDesafos Tecnolgicos
Ejemplos de Aplicaciones TecnolgicasEjemplos de Aplicaciones
Tecnolgicas Yacimientos Naturalmente FracturadosYacimientos
Naturalmente Fracturados Yacimientos ArenoYacimientos
Areno--ArcillososArcillosos Yacimientos de Aceite PesadoYacimientos
de Aceite Pesado Yacimientos en Aguas Profundas Yacimientos en
Aguas Profundas
ConclusionesConclusiones
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IntroduccinIntroduccin
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IntroducciIntroduccinn
En Junio de 2006, la produccin de aceite en Mxico alcanz En
Junio de 2006, la produccin de aceite en Mxico alcanz 3.293.29
millones de barriles por da y millones de barriles por da y
5.2755.275 miles de millones de miles de millones de pies cbicos
por da de gas natural.pies cbicos por da de gas natural.
Para responder al creciente consumo mundial de aceite, se Para
responder al creciente consumo mundial de aceite, se estn
desarrollando nuevas tecnologas para incrementar la estn
desarrollando nuevas tecnologas para incrementar la recuperacin de
aceite de campos maduros, de aceite recuperacin de aceite de campos
maduros, de aceite pesado, de yacimientos naturalmente fracturados,
pesado, de yacimientos naturalmente fracturados, yacimientos
arenoyacimientos areno--arcillosos, y la explotacin de yacimientos
arcillosos, y la explotacin de yacimientos en aguas profundas,
principalmente.en aguas profundas, principalmente.
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IntroducciIntroduccinnMxico es uno de los diez pases productores
mas importantes y gran porcentaje de sus recursos petroleros
provienen de yacimientos naturalmente fracturados, de yacimientos
areno-arcillosos, y en menor medida de aceite pesado. Existen
numerosos prospectos en aguas profundas del Golfo de Mxico.
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Las Reservas in MLas Reservas in Mxicoxico
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Ciclo de vida de las Reservas
La incertidumbre en la estimacin de reservas se La incertidumbre
en la estimacin de reservas se reduce con la vida productiva.reduce
con la vida productiva.
Nuevas tecnologas incrementan la Recuperacin.Nuevas tecnologas
incrementan la Recuperacin.
TIEMPO
Exploracin Desarrollo yProduccin
Plataforma
Gasto Econmico
GA
STO
Extensin del Ciclo
de vida
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Los recursos petroleros en MLos recursos petroleros en
Mxicoxico(Enero 1(Enero 1roro, 2006), 2006)
77%
3%4%4%
12%Recursos Contingentes:222.2
Volumen Original de Aceite (N): 288.8 miles de millones de
barriVolumen Original de Aceite (N): 288.8 miles de millones de
barrilesles Reservas Probadas: 45.4 miles de Reservas Probadas:
45.4 miles de millonesmillones de barriles (16% de N) de barriles
(16% de N) EstimaciEstimacin de la n de la RecuperacinRecuperacin
Final: 66.6 miles de Final: 66.6 miles de millonesmillones de
de
barriles (23% de N)barriles (23% de N)
RecuperaciRecuperacin de reservas probadas 74%:n de reservas
probadas 74%:
Producidos:33.6
Probada Remanente:11.8
*Probable:11.6
*Posible:9.6
*IncrementalFuente: Reservas de Hidrocarburos de Mxico, SPE/PEP
(2006)
Miles de Millones de barriles
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RecuperacinRecuperacin de Reservas Probadas en los principales
de Reservas Probadas en los principales campos del campos del
paspas (Enero 1(Enero 1roro, 2006), 2006)
70.30
53.70
94.90
65.90 65.6074.00
ReservasProbadas producidas (%)
Campos Maduros Campos Maduros Incorporacin de
ReservasIncorporacin de Reservas Exploracin en Aguas
ProfundasExploracin en Aguas Profundas Incremento en Factores de
recuperacinIncremento en Factores de recuperacin Explotacin de
aceite pesadoExplotacin de aceite pesado
Mantener y/o incrementar la Mantener y/o incrementar la
produccin de aceiteproduccin de aceite
Recuperacin de Reservas Probadas > 50%:Recuperacin de
Reservas Probadas > 50%:
CC CAPCCKKMZ JTCAJB PEP
Source: Reservas de Hidrocarburos de Mxico,
SPE/PEP (2006)
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DesafosDesafos TecnolgicosTecnolgicos
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Tecnologas en la explotacin petrolera
Tecnologas que crean valor: Mejoramiento de aceite pesado Ssmica
de 3D y 4D Recuperacin Mejorada Reactivacin de Campos Maduros
Tecnologas que mejoran eficiencia: Automatizacin de
instalaciones Pozos horizontales y multilaterales Monitoreo en
tiempo real
Tecnologas que reducen costos: Pozos horizontales y
multilaterales Optimizacin de desarrollo
Tecnologas para el control: Medicin de la produccin Control de
emisiones Instrumentos de seguridad
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Sin embargo, la adquisicin y aplicacin de tecnologas, encuentran
obstculos en el entorno nacional, debido a:
Esquemas de contratacin rgidos Legislacin Exclusividad de
patentes Recursos humanos especializados limitados Niveles
insuficientes de inversin Entorno laboral
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Yacimientos Naturalmente Yacimientos Naturalmente
FracturadosFracturados
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Complejidad de los Yacimientos Naturalmente Complejidad de los
Yacimientos Naturalmente FracturadosFracturados
Caracterizacin de matriz, fracturas y vgulos Interaccin entre
matriz, fracturas y vgulos Alta saturacin de aceite residual en
matriz. Movimiento de fluidos.
Tecnologas EmergentesTecnologas Emergentes Caracterizacin
mediante Modelos de Triple Porosidad Simulacin mediante Modelos de
Triple Porosidad Productos para el control de movimiento de fluidos
Pozos no convencionales
Desafos TecnolgicosDesafos Tecnolgicos Caracterizacin y Modelado
de fracturas Recuperacin Mejorada Cuantificacin y localizacin de
las reservas remanentes
Yacimientos Naturalmente FracturadosYacimientos Naturalmente
Fracturados
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TecnologTecnologas que se aplican en Mas que se aplican en Mxico
xico Anlisis de Datos, y Estudios Anlisis de Datos, y Estudios
Tcnicos.Tcnicos.Modelado de YacimientosModelado de
Yacimientos
Modelado Geolgico
Simulacin de Yacimientos
0
20000
40000
60000
80000
0 5 10 15 20Year
Pro
duct
ion
Rat
e (S
TB
PD
)
OIL
WATER
Gas
Rat
e(M
SC
FPD
)
0
200
400
800
0 5 10 15
Pre
ssur
e(P
SI)
1000
2000
3000
5000
Year
DesarrolloDesarrollo Inyeccin de Nitrgeno Pozos Altamente
inclinados
Yacimientos Naturalmente FracturadosYacimientos Naturalmente
Fracturados
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ESCALA GRAFICA
0 30 Km.
DOS BOCAS
CARMEN CITY
200 m.
100 m.
50 m.
25 m.
2130
2170
2090
2050
FRONTERA
NITROGEN PLANT
NUEVO PROGRESO
ATASTA
CANTARELCANTARELLL
1
L-36
97
Km
L-24"
N
ATASTAESTATION
KUTZ CHAC-101
EKBALAMKU
L-36
85
K
m
NOHOCHNOHOCH--AA
INJECTION INJECTION PLATFORMPLATFORM
InyecciInyeccin de Nitrn de NitrgenogenoComplejo
CantarellComplejo Cantarell
Centro de produccin de Nitrgeno mas grande del mundo
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Gas
to In
yecc
in/
prod
ucci
n, M
Msc
f/d
Year
N2
conc
entr
aci
n, m
ol fr
acci
n
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Dec-02 Dec-03 Dec-04 Dec-05 Dec-06 Dec-07 Dec-08 Dec-09 Dec-10
Dec-11 Dec-12 Dec-13 Dec-14 Dec-150
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
Injected nitrogen
Total produced associated gas
Hydrocarbon produced gas
Nitrogen concentration
Modelado NumModelado Numrico del proceso de rico del proceso de
inyecciinyeccin de Nitrn de Nitrgenogeno
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Limitaciones TecnolLimitaciones Tecnolgicasgicas
El volumen de aceite esta controlado por las saturacin residual
deaceite, Sorg y Sor
Las tecnologas de recuperacin Las tecnologas de recuperacin
mejorada para extraer el aceite de mejorada para extraer el aceite
de la matriz, representan uno de los la matriz, representan uno de
los grandes retos para la industria grandes retos para la industria
petrolera mexicana.petrolera mexicana.
Campo Akal
Factor de recuperacin estimado despus de N2 ~ 0.46
Alrededor de 16,000 MMSTB de aceite inmvil se quedaran en el
yacimiento
Sorg = 55%
Sorw = 70%Zona invadida de agua
Zona invadida de gas
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Yacimientos ArenoYacimientos Areno--ArcillososArcillosos
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Complejidad de los Yacimientos ArenoComplejidad de los
Yacimientos Areno--ArcillososArcillosos Depsitos de baja
permeabilidad Continuidad limitada y/o muy heterognea,
formaciones delgadas Presin inicial baja y cercana a la de
saturacin (Chicontepec). Medios deformables( permeabilidad
y conductividad de fractura variables) Baja transmisividad
vertical Formacin reactiva a fluidos Baja productividad de
pozos
Limitaciones de ModelosLimitaciones de Modelos Representacin
limitada de la heterogeneidad Representacin limitada las fracturas
hidrulicas
Yacimientos ArenoYacimientos Areno--Arcillosos Arcillosos
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Tecnologas EmergentesTecnologas Emergentes Modelos
sedimentolgicos a nivel de microfacies Pozos multilaterales y/o
horizontales Recuperacin mejorada
Desafos TecnolgicosDesafos Tecnolgicos Caracterizacin geolgica
de sistemas turbiditicos
Mejoramiento de las imgenes ssmicas Descripcin de la distribucin
de heterogeneidades
Recuperacin Optimizada de Agua Pozos horizontales inyectores de
agua Pozos horizontales productores de aceite
Yacimientos ArenoYacimientos Areno--ArcillososArcillosos
ASP (lcali-Surfactante-Polmero)ASP
AguaAgua PetrleoPetrleo((RemRem. / . / ResRes.).)ASPASPPP
ASP
AguaAgua PetrleoPetrleo((RemRem. / . / ResRes.).)ASPASPPP
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OportunidadesOportunidades Grandes volmenes de reservas no
recuperadas (93% N) Grandes volmenes de aceite remanente de
aceite mediano y ligero en etapa de desarrollo Nuevas
oportunidades de produccin Gran potencial a travs de proyectos
de
Recuperacin Mejorada ( fuentes de CO2 y agua para inyeccin)
Aplicacin masiva de la perforacin multilateral y horizontal
Limitaciones TcnicoLimitaciones Tcnico--EconmicasEconmicas
Cartera de proyectos con valor menor al de
fracturados Campos en reas sensibles ambientalmente Requiere de
grandes inversiones de capital
Yacimientos ArenoYacimientos Areno--ArcillososArcillosos
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Descripcin de canales enposicin estratigrfica
Yacimientos ArenoYacimientos Areno--ArcillososArcillosos
Planeacin del desarrollo
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Yacimientos de Aceite PesadoYacimientos de Aceite Pesado
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Oportunidades Tecnolgicas en Mexico en la explotacin de aceite
pesado
Caracterizacin/Simulacin de YacimientosCaracterizacin/Simulacin
de Yacimientos
Yacimientos de Aceite PesadoYacimientos de Aceite Pesado
Ssmica 4D, Ssmica 4D, Ssmica 3D de Fractura, Ssmica 3D de
Fractura, Ssmica MulticomponenteSsmica Multicomponente Geoqumica de
ProduccinGeoqumica de Produccin Ssmica de Pozo VSP 3DSsmica de Pozo
VSP 3D Modelado de Aceites EspumantesModelado de Aceites Espumantes
Simulacin ComposicionalSimulacin Composicional Simulacin Integral
2SSimulacin Integral 2S
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Desarrollo de YacimientosDesarrollo de Yacimientos
Perforacin HorizontalPerforacin Horizontal Perforacin
MultilateralPerforacin Multilateral Instrumentacin
InteligenteInstrumentacin Inteligente Inyeccin de GelesInyeccin de
Geles Inyeccin de EspumasInyeccin de Espumas FracPackFracPack
Bombas ElectrocentrfugasBombas Electrocentrfugas
Yacimientos de Aceite PesadoYacimientos de Aceite Pesado
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Recuperacin Secundaria y MejoradaRecuperacin Secundaria y
Mejorada
Yacimientos de Aceite PesadoYacimientos de Aceite Pesado
Zona depetrleo
LGN Frentede
Extraccin
PozoInyector
PozoProductor
Inyeccin de Inyeccin de Nitrgeno y CONitrgeno y CO22 Inyeccin
Optimizada de Agua Inyeccin Optimizada de Agua
Mejoramiento in SituMejoramiento in Situ
Inyeccin de SolventesInyeccin de Solventes
Inyeccin de DiluentesInyeccin de Diluentes
Recuperacin TrmicaRecuperacin Trmica
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CCE
BTPK
JSK
N2 H2O
INYECCIN DE AGUA OPTIMIZADA
Yacimientos de Aceite Yacimientos de Aceite PesadoPesado
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POZO PRODUCTOR
POZO INYECTOR
CAMARA DE VAPOR
5 MTS.
INJECTOR
PRODUCER
STEAM CHAMBER
INYECCIN DE VAPOR MEDIANTE PROCESO VAPEX
Yacimientos de Aceite Yacimientos de Aceite PesadoPesado
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Yacimientos de Aceite Yacimientos de Aceite PesadoPesado
CRUDOCRUDOMEJORADOMEJORADO
25 25 APIAPI
Aplicacin de Tecnologa
CRUDO8 API
CRUDOCRUDOMEJORADOMEJORADO
25 25 APIAPI
Aplicacin de Tecnologa
CRUDO8 API
BENEFICIOSBENEFICIOS
Es una extraccin de las fracciones livianas del aceite, basado
en la solubilidad diferencial de los componentes del aceite en el
solvente utilizado
Aumento de la calidad del aceite (mayor oAPI) Alta recuperacin
de aceite (70 % en laboratorio) Reduccin sustancial de fracciones
pesadas y metales Aumento en la tasa de produccin No ocasiona dao a
la formacin (areniscas) Se recupera hasta el 90% del LGN
inyectado
Mejoramiento In-Situ
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Visualizacin de Oportunidades Tecnolgicas para Ku, Maloob y
Zaap
Yacimientos de Aceite Yacimientos de Aceite PesadoPesado
PEMEX EXPLORACIN Y PRODUCCINREGIN MARINA NORESTEACTIVO KU MALOOB
ZAAP
PRONSTICO DE PRODUCCIN DE ACEITEPROMEDIO ANUAL
0
200
400
600
800
1000
1981
1984
1986
1989
1992
1995
1998
2001
2004
2007
2010
2013
2016
2019
2022
2025
2028
Qo
(MB
PD
)
DESARROLLO + MANTTO. DE PRESIN
DESARROLLO, POZOS ACTUALES +FUTUROSBASE, EXPLOTACIN CON POZOS
ACTUALES
HISTORIA promedio anual
Optimizacin de estrategias de explotacin (Bombeo neumtico,
estimulacin con surfactantes viscoelsticos, acidificacin matricial,
perforacin inclinada, BEC, perforacin horizontal y mutilateral)
Optimizacin de la Inyeccin de Nitrgeno (Espumas, Simulacin
Integral 2S y Composicional)
Modelado de Fractura (Multicomponente, 3D de Fractura) Monitoreo
de proyectos de inyeccin (Ssmica 4D, Instrumentacin
Inteligente,
Geoqumica)
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Yacimientos de Aceite Yacimientos de Aceite PesadoPesado
Limitaciones tcnico-econmicas para la aplicacinoportuna de
nuevas tecnologas:
Gran porcentaje de la reserva de aceite pesado en Mxico se
encuentra en yacimientos fuera de costa. La tecnologa existente
para la explotacin de aceite pesado ha sido desarrollada
parayacimientos localizados en el continente.
Dado que los precios del crudo dependen de su calidad,
lacomercializacin del aceite pesado se facilita utilizando
tecnologas de mejoramiento de crudo.
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Yacimientos en Aguas ProfundasYacimientos en Aguas Profundas
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Complejidad del desarrollo de Yacimientos en Aguas Profundas
Altos costos de descubrimiento
Altos costos de desarrollo
Tecnologa incipiente en Mxico. Involucra un plan agresivo de
transferencia de tecnologa
Carencia de experiencia
Yacimientos en Aguas ProfundasYacimientos en Aguas Profundas
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OilGas
OilGas
Gulf of MexicoGulf of Mexico
S. AmericaS. America
W. AfricaW. Africa
Asia PacificAsia Pacific
NW EuropeNW Europe
MediterraneanMediterranean
Yacimientos en Aguas ProfundasYacimientos en Aguas Profundas
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Yacimientos en Aguas ProfundasYacimientos en Aguas Profundas
Risers: Tecnologa avanzada en la produccin de aceite en
aguasprofundas.
Los desarrollos y patentes pertenecen a operadoras lderes en
explotacin de yacimientos en aguas profundas.
Mxico tiene limitados recursos financieros y tecnolgicos, y una
legislacin rgida que dificultan el desarrollo, mediante alianzas,
de sus yacimientos en aguas profundas
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Profundidades de los nuevos desarrollosProfundidades de los
nuevos desarrollos
0 / 0
1000 / 305
2000 / 610
3000 / 915
4000 / 1220
5000 / 1525
6000 / 1830
7000 / 2135
8000 / 2440
Atlantis & NaKikaSemisPies / Metros
Mad Dog SparMad Dog Spar
AngolaAngolaFPSO's FPSO's & TLP's& TLP's
DesarrollosDesarrollosActualesActualesProduccinProduccin
ThunderThunderHorseHorseSemiSemi
HooverDDCV
GirrasolFPSO
HolsteinHolsteinSparSpar
UrsaTLP
MarlinMarlinTLPTLP
MarsMarsTLPTLP
Ram/PowellTLP
FoinavenSchiehallion
FPSO
PompanoPompanoSS TBSS TB
N.Sea 1980 1995 2000 2005
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ConclusionesConclusiones
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El acceso y aplicacin de nuevas tecnologas en la explotacin de
reservas petroleras en Mxico esta limitada por: Recursos
financieros insuficientes Entorno social y laboral Legislacin
Esquemas de contratacin Recursos humanos especializados escasos
ConclusionesConclusiones