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Técnicas Energéticas - 67.56

Exploración

Facultad de Ingeniería - UBA

Exploración es el término usado en la industria petrolera para designar la búsqueda de petróleo o gas. Es la fase anterior al descubrimiento.Para comprobar la existencia de hidrocarburos se debe recurrir a la perforación de pozos exploratorios.

Conocimiento del SueloLa corteza del planeta está formada por la yuxstaposición de distintas capas de rocas, que se depositaron sobre la primitiva de granito, que cubrió al magma

• Magmáticas o eruptivas (granito)

• Sedimentarias (arcillas, arenas, areniscas)

• Metamórficas (pizarras, gneis)

Conocimiento del Suelo

Anticlinales

Pliegues

Fallas

Trampas de Hidrocarburos

• a) Trampas estructurales - TRAMPA POR PLIEGUE- TRAMPA POR FALLA

• a) Trampas estratigráficas

Herramientas más utilizadas por los exploradores

•Mapas

•Aeromagnetometría y la gravimetría

•Geoquímica de superficie

Mapas

- de afloramientos (muestran las rocas que hay en la superficie)

- topográficos (indican las elevaciones y los bajos del terreno con curvas que unen puntos de igual altitud)

- de subsuelo (muestran la geometría y la posición de una capa de roca en el subsuelo). Usan la sísmica de reflexión

La sísmica de reflexión consiste en emitir ondas de sonido en la superficie del terreno.

•explosivos enterrados•camiones vibradores (en tierra)•cañones de aire (cuencas marinas)

El producto final es una "imagen" del subsuelo: grillado 2D (dos dimensiones)grillado 3D (tres dimensiones)

Ventajas de la sísmica en 3D respecto a la 2D:•Mayor información•reducen al máximo las incertidumbres con respecto a la geometría y la posición de las capas en el subsuelo.

Aeromagnetometría y la gravimetría

- Permiten determinar el espesor de la capa sedimentaria

- El costo de llevar a cabo una campaña de registro aerogravi/magnetométrico, cubriendo una concesión de 5.000 km2 de superficie ubicada en Sudamérica, está entre los 200.000 a 300.000 dólares.

Geoquímica de superficie

Detección de hidrocarburos acumulados en el subsuelo a través de la medición de los gases concentrados en muestras de suelo

Técnicas de Exploración

Exploración

DirectaIndirecta

Profunda

Geofísica y Geoquímica

Geológica

PorImágenes

Fotografía AéreaImagen SatelitalSLAR

GravimetríaMagnetometriaSismica

Rayos GamaPerfilaje eléctricoPerfilaje geoquímicoPerfilaje térmicoVelocidad de

PerforacionPerfilaje SonicoBioestratificaciónOtros

Exploración por ImagenesFotografia Aérea y Satelital

Caracteristicas de una zona determinada

Vegetación Topografía Corrientes de agua Tipos de roca Fallas geológicas Anomalías térmicas

Exploración por ImagenesFotografia Aérea y Satelital

Imagen tomada en noviembre de 1972 por un satélite de NASA que giraba a 500 millas de altura, muestra la topografía de la superficie de las Montañas de Ouachita ubicadas al sudeste de Oklahoma

Exploración por Imagenes

Que pasa cuando las condiciones atmosfericas no permiten sacar

Fotografías?

S.L.A.R

Side Looking Airborne Radar

se puede ver en esta figura una área en Sud América que nunca había sido explorada. Hasta la obtención de imagen de SLAR no había ningún mapa exacto de la región porque el área normalmente esta cubierta por las nubes

Métodos de Exploración Geológica

• de superficie:

- observación directa- análisis químicos- estudios microbiológicos- reconocimiento de campo- fotogeología

Exploración Geológica

Indirecta

Directa

Afloramientos de las formaciones.Se recogen muestras de las piedras

del suelo.fósiles

Los trabajos geológicos del campo completan las informaciones obtenidas con las fotografías aéreas

la apertura de zanjas o perforaciones poco profundas para la extracción de testigos de terrenos

Exploración Geofísica

Gravimetría

Magnetometría

Sísmica

Exploración GeofísicaGravimetría

Utiliza el principio que elementos de mayor densidad producen una mayor

gravedad

Exploración GeofísicaMagnetometría

Utiliza el principio que los distintos elementos que coponen el suelo producen distintas perturbaciones del campo magnético de

la tierra

Exploración GeofísicaSísmica

Orígenes finales de la 1ª Guerra Mundial

En 1921 perfeccionada como una herramienta útil en la búsqueda de petróleo

La técnica mas desarrollada en la exploración petrolera.

SísmicaProcedimiento

Se produce una onda sísmicaSe propaga la onda por el terreno

Al llegar a la interfase entre dos capas parte de la onda se refleja a la superficie.

En superficie la onda reflejada es captada por un geofono

Midiendo tiempo e intensidad de la onda reflejada se puedesaber la profundidad y espesor de la capa

Sísmica

La adquisición de datos era lenta y costosa

Los resultados obtenidos eran muy buenos para la construcción de mapas del subsuelo

Sísmica

Vibraciones o Descenso de peso Explosiones

VIBROSEIS

Sísmica

Sísmica

Sísmica

Problema Adquisición

de datos

Sistemas digitales de registro sísmico

OPSEIS EAGLE

Sistema OPSEIS EAGLE

Diseñado para operar en ares difíciles: ríos, lagos, pantanos, montañas, selvas

Permitieron multiplicar exponencialmente la adquisición de datos pero la interpretación de los mismos todavía demandaba gran cantidad de tiempo y mano de obra.

Sísmica

Problema interpretación de datos

EXPLORACION ASISTIDA POR

COMPUTADORAS

Sistemas CAEX 3D Y 2D

CAEX 3D

C A EXExploración Asistida

por Computadoras

Areas donde las trampas sonpequeñas y complicadas

Altos costos por el uso del proceso 3-D

$ 60,000 por milla cuadrada

1° estudios con 2-D

La información compilada alimenta a una computadora, la que da en una imagen tipo cubo del área del subsuelo

CAEX 2DCAEX 2-D es resultado del 3-D

Utilizar tantos atributos de 3-D como sea posible

Puede completar proyectos en dos tercios de tiempo menos que los viejos métodos "manuales".

Maneja menos datos que el 3D por lo que es mucho mas económico

Se usa de punto de partida para una futura exploración 3D

Fases de la reflexión sísmica

• Topografía y corte de líneas

• Perforación de pozo sísmico- pozos experimentales o de cateo- pozos de descubrimiento- pozos de delimitacion o de valoración- pozo seco

• Detonación y registro

Exploración ProfundaRayos Gamma

Perfilaje Eléctrico

Perfilaje Geoquímico

Estudios de BioestratificaciónCronometraje de Perforación

Perfilaje Térmico

Perfilaje de Presión

Perfilaje Sónico

Resonancia Magnética

Estudios Indirectos Alta probabilidad de encontrar petróleo

Pozos Exploratorios

Hay Petróleo Es rentable extraerlo

Finalidad de los pozos exploratorios

• obtención de muestras del terreno a distintas profundidades y análisis de las mismas

• medición directa a diferentes profundidades de las propiedades y características del terreno (rayos gamma, perfilaje eléctrico, geoquímica, etc)

Rayos Gamma

Tiene alta penetración por lo quepermite una medición muy precisa

Se estimula con radiación Gamma y se toman las lecturas

Cada capa que se vaatravesando tiene una determinada radioactividad

Registros Patrón

Perfilaje Eléctrico

Muy efectivo con agua salada pero no con agua dulce

Asegura un buen diseño constructivo del pozo

Determina la conductibilidad eléctrica de las distintas capas

Los registros se ven distorcionados con el movimiento de los barros durante la perforación

..

Perfilaje Geoquímico y Estudio de Bioestratificación

Vestigios de hidrocarburos

Luego de pasar por una zaranda los desechos que llegan a la superficie con los barros son

separados y estudiados por químicos y paleontológo en busca de:

..

Fósiles asociados a capas en las que es posible la existencia de petróleo

Cronometraje de Perforación

Al cronometrar la velocidad con que avanza el trepano en una determinada capa se puede conocer la dureza de la misma

Distintas capas tienen distinta dureza que puede ser conocida por estudios anteriores

..

Es un estudio complementario

Perfilaje Térmico

Al fluir distintos elementos por el pozo ese gradiente se modifica

Gradiente de Temperatura

..

Perfilaje de Presión

Por lo general se realiza junto con el de temperatura

Similar al perfilaje térmico

..

..

ReferenciasTrabajo Practico Roberto Agote. C1 2005El abecé del Petroleo y el GasJournal of petroleum technologyRevista E&P

Revista Petrotecnia, IAPGwww.slb.comwww.halliburtonwww.exxon.comwww.westerngeco.com/q-seabedwww.pdvsa.comwww.geodatos.clwww.ecopetrol.gov.cowww.chevron.com/about/learning_center/primer/www.leeric.lsu.edu/bgbb/5/techniques.htmlwww.cptdc.com