evaluación de localizaciones para la perforación … · el estudio geofísico aplica principios...
TRANSCRIPT
1/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Evaluación de LocalizacionesPara la Perforación Costa Afuera
Carlos AlvarezFast Track Training Program - IPM
Corrado LupoProject Support Center - IPM
2/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Evaluación de Localizaciones
IntroducciónTécnicas de Exploración Costa Afuera– Levantamiento Magnético– Levantamiento Gravimétrico– Levantamiento Sísmico– Tipos de Levantamiento Sísmico
• 2D• 3D• 4D
3/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Evaluación de Localizaciones
Evaluación del Lecho Marino– Batimetría– Sísmica Somera– Condiciones de AnclajeEstudios de Vientos y Corrientes Marinas Prevalecientes
4/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
Introducción
Explorar en busca de los yacimientos costa afuera es mucho más complicado que el hallazgo de localizaciones de interés en tierra firme.
La recolección de muestras bajo el agua es igualmente más difícil por lo que el estudio geológico debe basarse en técnicasmás avanzadas relacionadas con la geofísica
5/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
Introducción
El estudio geofísico aplica principios de la física para estudiar la geología en le fondo marino. Con su ayuda se han descubierto la mayor parte de las localizaciones costa afuera
Existen tres métodos para conducir un estudio geofísico:• Levantamiento o Registro Magnético• Levantamiento Gravimétrico • Levantamiento Sísmico
6/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Magnético
Consiste en medir las propiedades magnéticas de las rocas utilizando como referencia el campo magnético de la tierra
La medición se realiza utilizando un magnetómetro a bordo de un avión que sobre vuela el área de interés y registra las variaciones en el campo magnético de las rocas subyacentes
NO proporciona una información muy detallada pero es muy útil para formar una idea general del área en prospección
7/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Magnético
Las rocas ígneas y algunas metamórficas que contienen minerales de hierro exhiben propiedades magnéticas
Las formaciones sedimentarias que contienen hidrocarburos no manifiestan propiedades magnéticas
Las variaciones en las mediciones de intensidad del campo magnético local pueden dar una idea del tipo de formación en el subsuelo y con métodos avanzados de interpretación de los registros permiten definir el tipo de fluidos contenido en su espacio poroso
8/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Gravimétrico
Mide la variación de densidad en las diferentes rocas, utilizando como referencia el campo gravitacional de la tierra
Las formaciones del subsuelo ejercen diferentes grados de atracción en la fuerza gravitacional apreciable en la superficie
Tampoco proporciona información detallada del subsuelo
9/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Gravimétrico
10/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Sísmico
Es el método más completo de exploración y el que proporciona la información más detallada.
Más costoso que los anteriores pues requiere de equipos sofisticados y de una logística más complicada.
Utiliza personal especializado y multidisciplinario capaz de interpretar los datos colectados en el levantamiento.
11/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Sísmico
Se basa en que las formaciones del subsuelo responden con diferentes características de absorción y reflexión a las ondas de choque generadas por fuentes de energía
Los ecos de las ondas devueltas por las formaciones son captados en la superficie por un sismógrafo (medidor de vibraciones)
12/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Sísmico
Los parámetros medidos son el tiempo de tránsito y la intensidad de las ondas reflejadas por las capas de roca en el subsuelo
La medición e interpretación de los registros sísmicos permite determinar las características litológicas y la presión de las formaciones debajo del lecho marino así como también las estructuras geológicas del subsuelo.
13/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Sísmico
Fuente de Energía
Las ondas de choque se generan desde un barco especialmente adaptado con instrumentos que va navegando sobre el área de interésLa fuente de energía son cañones de aire comprimido dispuestos a lo largo de una línea (“Streamer”) que va suspendida y arrastrada por el barco a máximo 10 metros de profundidad con una longitud cercana a 4 kilómetros.
14/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Sísmico
Fuente de Energía
15/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Sísmico
Fuente Receptora
Hidrófonos distribuidos a lo largo de una línea de máximo 5kilómetros que flota arrastrada por el barco, recolectando las ondas de presión reflejadas por las diferentes capas debajo del lecho marino.
16/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Sísmico
17/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Sísmico
18/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Sísmico
19/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Sísmico
20/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Sísmico
Procesamiento – Primera Fase
Los “traductores” (“transducers”) a bordo del barco convierten la energía de presión captada por los hidrófonos en impulsos eléctricos enviados a los instrumentos que se encargan de medir el tiempo transcurrido entre la generación del impulso y la recolección del mismo (tiempo de llegada)
21/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Sísmico
Procesamiento – Segunda Fase
Los datos recibidos por diferentes canales son procesados por computadoras y convertidos en información sísmica que se muestra en forma de cortes transversales de las estructuras geológicas y las formaciones subyacentes al fondo marino en función de la profundidad establecida por los tiempos de reflexión.
22/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento Sísmico
23/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Tipos de Levantamiento Sísmico
Sísmica 2D
Antes de 1990 los levantamientos sísmicos se limitaban a presentar una serie de planos de reflexión tomados a lo largo de una línea sísmica debido a las limitaciones de procesamiento de las computadoras de la época. Los planos sísmicos presentaban las formaciones en función de la profundidad y la longitud de la línea sísmica, en 2 dimensiones (2D).
24/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Tipos de Levantamiento Sísmico
Sísmica 3D
El desarrollo de computadoras y procesadores más potentes le permitió a la industria tomar y procesar en tiempo real varios reflejos de una misma onda sísmica recibidos por múltiples líneas de hidrófonos arrastrados por el barco sísmico.
25/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Tipos de Levantamiento Sísmico
Sísmica 3D
Lecturas tomadas en frecuencia con las detonaciones pueden ser utilizadas para generar “cubos” de sísmica en función de la profundidad, la longitud de la línea sísmica y el ancho del arreglo de hidrófonos (3D). La correlación de varios cubos puede generar la entrega final de mapas tridimensionales del subsuelo en función de tiempos de reflejos o tiempos de llegada de las ondas reflejadas por las formaciones .
26/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Tipos de Levantamiento Sísmico
Sísmica 3D
27/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Tipos de Levantamiento Sísmico
Sísmica 3D
28/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Tipos de Levantamiento Sísmico
Sísmica 3D
29/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera– Tipos de Levantamiento Sísmico
Sísmica 4D
La sísmica 4D consiste simplemente en repetir un levantamiento sísmico 3D en la misma localización original, después de transcurrido un tiempo dado. Esta metodología agrega la función del tiempo a un arreglo 3D para dar lugar a la llamada “Sísmica 4D”. La instrumentación actual y el programa de cálculo utilizado son capaces de generar un mapa del subsuelo que se utiliza para visualizar los cambios en los yacimientos tras varios años de explotación.
30/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento del lecho marino
Una vez establecida el área de perforación se debe llevar a cabo un levantamiento sísmico somero que cubra como mínimo un área de 30 Kilómetros cuadrados alrededor de la localización elegida para perforar el pozo y con una profundidad de investigación de unos pocos metros
31/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento del lecho marino
El objetivo de este levantamiento es revelar información detallada acerca del lecho marino para establecer las condiciones para el anclaje o el apoyo de la unidad de perforación y a la vez detectar posibles obstáculos o problemas potenciales tales como: obstrucciones, gas superficial, conglomerados, rocas someras, fallas estructurales someras, formaciones coralinas, etc.
32/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Técnicas de Exploración Costa Afuera
– Levantamiento del lecho marino
33/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Evaluación del Lecho Marino
– Batimetría
Se utiliza una embarcación especializada en levantamientos marinos equipada con sonar para establecer la topografía y las formaciones a pocos metros de profundidad en el área de perforación.
34/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Evaluación del Lecho Marino
– Batimetría
35/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Evaluación del Lecho Marino
– Batimetría
36/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Evaluación del Lecho Marino
– Sísmica Somera
La sísmica somera se lleva a cabo con métodos y equipos más modestos comparados con un levantamiento sísmico extendido.
Su propósito principal es el de estudiar las capas de roca debajo del lecho marino en un rango de 0 a 500 metros de profundidad en el área de interés.
Usualmente se lleva a cabo con la misma embarcación que realiza el levantamiento batimétrico de la zona.
37/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Evaluación del Lecho Marino
– Sísmica Somera
La importancia de la sísmica somera radica en la detección de bolsas de gas superficial que son fácilmente identificables y que constituyen un alto riesgo para la perforación.
También permite detectar la presencia de conglomerados de roca que pudieran obstaculizar el avance de la perforación en las primeras fases del pozo.
38/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Evaluación del Lecho Marino
– Sísmica Somera
La sísmica somera se limita a un área de máximo 30 kilómetros cuadrados alrededor del de una localización.
Los puntos peligrosos en los que se identifica formaciones con gas superficial potencial se definen como “Puntos Brillantes” o “Bright Points”.
39/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Evaluación del Lecho Marino
– Sísmica Somera
40/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Evaluación del Lecho Marino
– Condiciones de Anclaje
El levantamiento batimétrico debe ser tan detallado que permita determinar los puntos para el anclaje óptimo de una unidad flotante de perforación cuyas anclas pueden extenderse a varios cientos de metros de distancia a la redonda en puntos del fondo marino que garanticen un buen agarre para soportar la tensión y el arrastre generado por el movimiento de la unidad debido al oleaje, los vientos y corrientes marinas prevalecientes en el área durante las operaciones.
41/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
Las condiciones ambientales y meteorológicas generales del área de perforación deben ser estudiadas antes de movilizar una instalación de cualquier tipo hacia una localización seleccionada.
Dicho análisis es efectuado por la misma compañía que lleva a cabo el estudio la batimetría y la sísmica de poca profundidad
42/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
Mareas
Corrientes
Oleaje
Vientos
43/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Mareas
El termino “marea” se utiliza para describir variaciones en el nivel de la superficie del mar en períodos mayores al del oleaje.
Las mareas toman en cuenta el movimiento vertical de las aguas y, como se ha visto, se generan por influencia gravitacional combinada de la luna y el sol sobre la masa de agua oceánica
44/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Mareas
45/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Mareas
46/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Mareas
47/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas – Corrientes Marinas
El termino “corriente marina” se utiliza para describir el movimiento lateral del agua del mar
Desde un punto de vista de ingeniería se estudia el perfil de velocidades que puede impactar un cuerpo flotante y tambien la distribución regional de las corrientes de agua
El estudio permite elaborar planes de contingencias para asegurar la estabilidad de la unidad flotante y para el correcto manejo de emergencias por derrames de fluidos peligrosos o de alto impactoambiental
48/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Corrientes Marinas
49/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– CorrientesMarinas
50/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– CorrientesMarinas
51/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Oleaje
Elevaciones en la superficie marina en periodos tipicamente menores de un minuto y lungitudes de ola inferiores a un kilómetro
Las olas se generan por la interacción de los vientos con la superficie del agua
El oleaje es una variable importante que genera cargas de impacto en contra de estructuras flotantes y puede restringir la actividad de perforación.
52/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Oleaje
53/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Oleaje
54/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Oleaje
55/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Oleaje
56/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Vientos
El movimiento de masas de aire genera los vientos que constituyen un importante elemento en la meteorología marina.
La medición de las intensidades y perfiles de velocidad de los vientos es fundamental para determinar el comportamiento de superficies marinas y de su efecto sobre las estructuras flotantes (unidades de perforación o de producción)
57/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Vientos
58/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Vientos
59/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Vientos
60/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
– Vientos
61/61 CL- CAIntroducción a la Perforación Costa AfueraEXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN
Estudio de los Vientos y las Corrientes Marinas
Esquemas ambientales (ejemplos)Gulf of Mexico West Africa
Wind
42 m/sec
Wind
25 m/sec
Wind
35.42 m/secWind
38.5 m/sec
Wind
40.0 m/sec
Hmax 23.2m
Hs 12.5 m
Hmax 7.1 m
Hs 4.0 m
Hmax 14.5 m
Hs 7.8 m
Hmax 31.5 m
Hs 16.5 m
Hmax 3.2 m
Hs 18.0 m
Brazil Offshore Norway Atlantic Frontier
Max. Temp. = 30°C Max. Temp. = 30°C Max. Temp. = 30°C Max. Temp. = 14°C Max. Temp. = 18.5°C
Min. Temp = 1.5 °C
Seabed current
0.63 m/sec
Min. Temp = 4.0 °C
Seabed current
0.5 m/sec
Min. Temp = 4.0 °C
Seabed current
0.5 m/sec
Min. Temp = 4.0 °C
Seabed current
0.1-0.51 m/sec
Min. Temp = 1.9 °C
Seabed current
0.5 m/sec
Water depth
2,000 mWater depth
2,000 m
Water depth
1,500 m
Water depth
1,000 m
Water depth
700 m
Waves
Surface current 1.10-2.57 m/sec
Waves
Surface current 2.06 m/sec
Waves
Surface current 1.75 m/sec
Waves
Surface current 1.96 m/sec
Waves
Surface current 1.41 m/sec
Dep
th, m
(Hurricanes/loop)
Fuente: Tangen, “Challenges for the North Sea’s First Deepwater Project, Ormen Lange, “Instok, Houston, Mar. 7,2000.