1.- Yacimientos no Convencionales: Geología y Morfología Principales características.
Yacimientos no convencionales
-
Upload
paola-andrea-sanjuan -
Category
Documents
-
view
167 -
download
6
description
Transcript of Yacimientos no convencionales
CONCEPTOS EXPLORATORIOS
DE LA PRODUCCION DE
YACIMIENTOS NO-
CONVENCIONALES
Ejemplos en Colombia
Ivan Leyva, Msc
Geólogo
2
Objetivo de la Presentación
• Conocer el espectro de los sistemas no-Convencionales y
entender su magnitud en Norte América y su expansión como
un fenómeno global.
• Discutir las principales caracteristicas de los Yacimientos
asociados a gas de Lutita (Shale Gas) y Yacimientos de Baja
Permeabilidad y aspectos exploratorios.
• Resaltar con diferentes ejemplos su potencial y estudios
adelantados en Colombia por PSE en las cuencas del Valle
Inferior del Magdalena y Cordillera.
• Generar interés en las nuevas generaciones sobre el desarrollo
de oportunidades en Yacimientos No-Convencionales.
3
El significado de la Palabra No-
Convencional
4
http://www.merriam-webster.com
5
No-Convencional NO ES UNICAMENTE
Gas de Lutita (Shale Gas)
Impacto de los Yacimientos No-
Convencionales
6
Unconventional Gas Accumulations
CBM
Shale GasShale Gas
Basin Center Gas
Tight gas
Conventional
Gas AccumulationsThe Tip of the Gas-berg
(Ben Law, 2002)
1,961 – 3,637 Tcf(CGPC, 2001; GTI, 2002; AEUB, 2003)
277 Tcf (Canadian Gas Potential Committee, 2001)
Unconventional Gas Accumulations
CBM
Shale GasShale Gas
Basin Center Gas
Tight gas
Conventional
Gas AccumulationsThe Tip of the Gas-berg
(Ben Law, 2002)
1,961 – 3,637 Tcf(CGPC, 2001; GTI, 2002; AEUB, 2003)
277 Tcf (Canadian Gas Potential Committee, 2001)
CANADA
10X
Larga Historia de los Yacimientos
No-Convencionales
Fredonia,
New York 1821
(Curtis, 2000)
2000 • Producción en
Norteamérica…desde 1821
• Producción diaria asociado
a Shale Gas: 5 BCF/dia
• 20-35 % de la producción
domestica de Norteamérica.
2011
8
Aumento de Tecnología
Barnett Shale - Texas
1997 2009
Que está pasando en el mundo y en Colombia…
• 2010- 2012 – PACIFIC RUBIALES ENERGY, comienza a realizar los análisis especiales en Pedernalito-1X, Cotorra-1X. Fracturamiento Hidráulico (1-4 Etapas) .
• 2010- 2011 - Ecopetrol SA crea el grupo de No Convencionales como una nueva división independiente de exploración. (Perforación La Luna-1. Valle Medio Magdalena)
• 2009-2011 Nexen firma el contrato de E&P Chiquinquira y Sueva en la cuenca de Cordillera con objetivo de Shale Gas. Perforación de 2 Pozos (Sueva-1 y Junin-1. Cordillera)
• MAR-10 - Primeros bloques de ShaleGas son adjudicados en Francia, Suecia y Polonia.
• MAR-10 - Royal Dutch Shell firma contrato con Petrochina para desarrollar un bloque de Tight Gas en China.
• ENE-10 - Total SA compra participación de Chesapeake Energy Corp por US$ 2.5 Billones
• DEC-09 - Exxon Mobil compra XTO Energy Inc por US$41 Billones.
• MAYO-09 - Talisman Energy reestructura su portafolio para volverse el Top Tier de Shale gas en Canadá.
10
Convencionales vs No-Convencionales
Convencional
Aspectos Importantes:
-Roca Fuente
-Reservorio
-Trampa
-Migración
-Sello
No-Convencional
Tomado de Colorado School of MInes
Cuales son los Aspectos Importantes ?
GAS DE LUTITA
(SHALE GAS)
11
12
• Lutita = partículas tamaño arcilla y limo que han
sido consolidadas en capas de roca de MUY
BAJA Permeabilidad.
• Lutita : Reservorio + Fuente + Sello
• Almacenamiento de Gas: Adsorción (M.O) + Libre
(Fracturas, Matriz) + Solución
• Acumulaciones extensas (área)
• Variación de permeabilidad extrema
• Lutita no es HOMOGENEA
Conceptos básicos del play de Gas de Lutita
(Shale Gas)
Generación de Hidrocarburos en la
roca madre
13
SOTERRAMIENTO
Miki et al., 1991
ROCA FUENTE
14
Producción de Condensados en niveles
de maduración termal bajos
Sistema de Almacenamiento de Gas
GAS LIBRE
15
Escala Macro
Pirita
Framboidal
Materia
Orgánica
Escala Micro
Ejemplos de Gas Libre
Escala Macro
16
VALLE INFERIOR
Laminas centimétricas
CORDILLERA
Capas Arenosas / Fracturas SISTEMA DE
ALMACENAMIENTO
X
X
X
17
Ejemplos de Gas Libre
Escala Micro SISTEMA DE
ALMACENAMIENTO
Caolinita
Clorita
MICROSCOPIA ELECTRONICA:
VALLE INFERIOR DEL MAGDALENA
Pirita
Framboidal
18
SISTEMA DE
ALMACENAMIENTO
Sistema de Almacenamiento de Gas
GAS ADSORCION
Capacidad de Adsorción Valle Inferior
19
Parameters
As-Received
Slope, ton/scf:
Intercept, psia*ton/scf:
Regression Coefficient (squared):
Langmuir Storage Capacity, scf/ton:
Langmuir Pressure, psia:
Langmuir Equation:
Reservoir Pressure (Midpoint), psia:
Storage Capacity, scf/ton:
Absolute/Corrected Isotherm
Corrected Langmuir Storage Capacity, scf/ton:
Corrected Langmuir Pressure, psia:
Langmuir Equation:
Reservoir Pressure (Midpoint), psia:
Adsorbed Phase Methane Density, gm/cc
Storage Capacity, scf/ton:
Methane Langmuir
Parameters (U.S. Units)
Gs = (GsL*p)/(PL+p)
3,745.00
10.89
13.10
757.37
0.0764
57.8303
0.9995
0.372
12.59
15.88
977.29
Gs = (GsL*p)/(PL+p)
3,745.00
0
2
4
6
8
10
12
14
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Me
tha
ne
Sto
rag
e C
ap
ac
ity, s
cf/
ton
Pressure, psia
Langmuir Isotherm Graph
PEDERNALITO-1X
Corrected Lagmuir IsothermCorrected As-Received Data
Gas en Adsorción
Bustin et al.,2006
Implicaciones del Gas en Adsorción
y Gas Libre
20
Cuantificación Gas en Adsorción
Ejercicio Preliminar VIM
21
Escenario 320 acres radio de drenaje Escenario 775 acres radio de drenaje
Densidad= 2.26 g/cc
Gct= 12.59 scf/ton
Escenario 1:
Cilindro Radio: 454 m
AH = 375,678 ac.ft
Escenario 2:
Cilindro Radio: 640 m
AH = 802,972 ac.ft
Escenario 3:
Cilindro Radio: 1200 m
AH = 1,928,860 ac.ft
Scenario 1 : Drainage Radius 160 acres
160 acres radio de drenaje
Scenario 2 : Drainage Radius 320 acres Scenario 3 : Drainage Radius 775 acres
Operadores moviéndose a la ventana
de generación de aceite
22
Importancia de las propiedades
Geomecánicas y concepto de Fragilidad
23
Región Frágil Región Dúctil
BAJO PR
ALTO YM
Tomado de Rickman et al.,2008
PR = Radio de Poisson
YMS = Módulo de Young
Lutita rica en Sílice Lutita rica en Arcillas
Desarrollo y Trabajo de
Fracturamiento
24
VIDEO
La imporantancia de las barrera litológicas
en el trabajo de Fracturamiento
25
Ejemplo de Simulación
Pozo Vertical
26
5 Years 1 Year
10 Years 12 Years
27
1 Year
10 Years 20 Years
5 Years
Ejemplo de Simulación
Pozo Horizontal -5 Etapas
28
Ejemplos Valle Inferior
Fragilidad de la Roca
Identificación de posibles intervalos frágiles
DUCTIL FRÁGIL
3321-3395´(MD)
3819-3912´(MD)
4477-5276´(MD)
5285-5376´(MD)
5766-5947´(MD)
6048-6277´(MD)
Comparación Porosidad
Arena Apretada vs Lutita
30
Pedernalito-1X ; 4984´8 “ ; N//; 40x
750 μ
PROF: 4984 ´ 8”
PHI: 16 %
K (Klink) : 2.47 mD
RHOB: 2.68 g/cm3
50 micras
PROF: 4993’ 2.5”
PHI: 21.3 %
K (Klink) : 1.13 mD
RHOB: 2.67 g/cm3
Trabajo Petrográfico realizado por F. Yoris
CUARZO40%
PLAGIOCLASAS14%
FELDESPATO-k2%
ARCILLAS
44%
Mineralogía - DRX Pedernalito-1X
31
CUARZO
37%
PLAGIOCLASAS8%
FELDESPATO-k1%
ARCILLAS
54%
CALCITATr.
PIRITATr
Caolinita
14%
Clorita
17%
Ilita12%
Esmectita
2%
I/S Mixtas *9%
Caolinita
13%
Clorita
16%
Ilita
9%
Esmectita1%
I/S Mixtas *
5%
4980. 4”
4995. 3”
Las Lutitas NO son Homogéneas
32
FM. BARNETT
FM. FAYETEVILLE
Kero
Clay
Carb
Quartz
Rock Typing Parameters
f (%) : 7.17%
Total Clay : 27 %
Total Quartz: 33 %
Total Carbonate: 20 %
TOC (%): 4.80 %
Maturity: Type III
ANALISIS DE DRX
BAJO CONTENIDO DE
ARCILLAS
50 micras
FM. PORQUERO
Comparación Mineralogía DRX
33
0.1 mm
Quartz
Kero
Clay
Rock Typing Parameters
f (%) : 4.7 %
Total Clay : 34 %
Total Quartz: 33 %
Total Carbonate: 8 %
TOC (%): 7.52 %
Maturity: Type II/III
0.1 mm
Kero
Clay
Carb
Quartz
Rock Typing Parameters
f (%) : 7.17%
Total Clay : 27 %
Total Quartz: 33 %
Total Carbonate: 20 %
TOC (%): 4.80 %
Maturity: Type III
FM. WOODFORD (DEVONICO MED. – MISSISSIPIENSE)
FM. BARNETT ( MISSISSIPIENSE)
FM. PORQUERO (MIOCENO)
CUARZO40%
PLAGIOCLASAS14%
FELDESPATO-k2%
ARCILLAS
44%
Rock Typing Parameters
f (%) : 16-21%
Total Clay : 44-54 %
Total Quartz: 37-40 %
Total Carbonate: 1-50 %
TOC (%): 0.7-1.2 %
Maturity: Type III/II
Propiedades Petrofísicas
de las Lutitas
34
VIM
Monitoreo de Fracturas -
Microsísmica
35 * Norm Warpinski. PINNACLE. Microseismic Monitoring.
Ejemplo de Microsísmica – Fm
Montney Canadá.
36
Frac Spacing
Frac Height
Perfiles de Producción
Típico de Gas de Lutitas
37
OPERATORS ARE RE-
FRACING PREVIOUS WELLS
Rocas Madres de las principales
Cuencas de Colombia
38 38
Fm. Villeta (Putumayo)
Fm. La Luna (Catatumbo)
Fm. Chipaque (Cordillera)
Fm. Gacheta (Llanos)
Fm. La Luna (VMM)
Fm. Porquero (VIM)
Principales Plays
de Lutita de Norteamérica
39
Clasificación de Yacimientos
Gas de Lutita (Shale Gas)
40
YACIMIENTOS DE BAJA
PERMEABILIDAD
(TIGHT GAS/LOW PERM)
41
• Yacimientos con Permeabilidad: 0.001 – 0.1 mD
• Reservorio: Areniscas/Limolitas/Carbonatos
• Se comporta mas hacia el rango de los
convencionales (e.g. Trampa, Migración)
• Abundantes Shows de Gas durante la perforación*
• Baja producción de Agua (1.0 bbl/mmcf)*
• Presión Anormal*
• Ausencia de Contacto Agua/Gas
Conceptos básicos del play de Baja
Permeabilidad (Tight Gas)
sandstone
conglomerate
carbonate
CBM/NGC
Tight Gas or
Conventional
> 70%
organics
SHALE GAS sandstone
conglomerate
carbonate
CBM/NGC
Tight Gas or
Conventional
> 70%
organics
SHALE GASSHALE GAS
Gas en Lutitas
CBM
Gas Asociado a
Carbones
TIGHT GAS
TIGHT LIGHT OIL
Reservorios de Baja K
Mapa de Ubicación de los principales
Yacimientos de Baja Permeabilidad
42
-Zonas de Baja/Alta complejidad tectónica
- Cuencas con desarrollo de Gas asociado a lutitas
43
Clasificación de Yacimientos
Baja Permeabilidad(Low Perm /Tight)
GAS/ACEITE
RESERVORIOS
BAJA PERM PROPIEDADES RESERVORIO
FACIES
PRESION RESERVORIO
ROCA FUENTE –KEROGENO
PROXIMIDAD ROCA FUENTE
TIPO DE TRAMPA
LEGENDA
Campo de Jonah - Wyoming
44
GAS/ACEITE
RESERVORIOS
BAJA PERM PROPIEDADES RESERVORIO
FACIES
PRESION RESERVORIO
ROCA FUENTE –KEROGENO
PROXIMIDAD ROCA FUENTE
TIPO DE TRAMPA
LEGENDA
JONAH FIELD Greater Green River Basin
Wyoming, USA
Profundidad: 8200 – 11,800 ft
Gradiente Presión: 0.55-0.59 psi/ft
Producción Típica : 1 – 4 MMCFGPD
QI despues de estimulación
RESERVORIO - Lenticular
Objetivo: Fm. Lance (Maastrichtiano)
Φ: 8 – 12% K: 0.01 - 0.1 mD
Espesor: 2800 – 4200 ft
Channel Dimensions: Alto: 10-100 ft
Ancho: 150-4000 ft
ROCA FUENTE: FM LANCE INFERIOR
Litología: Lutitas Carbonosas + niveles de carbón
Kerogeno : Tipo III
Proximidad: Intercalada
Origen Gas : Crackeo Primario
TRAMPA
Estructural: Intersección fallas
de rumbo
Sello: Intra-formacional
45
Perfil de Permeabilidad Pedernalito-1X
Generalities
PROBE PERMEATER:
Resolución : 0.001 mD
4 mediciones x pie
Método no destructivo
6.1 mD
2.17 mD
0.68 mD
0.248 mD
<0.001 mD
0.53 mD
Variabilidad de permeabilidad
10 muestras < 0.001 mD
Rango : 0.02 – 7 mD
0.402 mD
0.834 mD
6.321 mD
1.2 mD
PLAY DE ARENAS (LOW PERM)
Comparación Perfil K
46
Formación MONTNEY
Edad: Triasico
NE British Columbia
Area: Pouce Coupe
Target: Tight Gas
Prom. K : 0.02 mD
VIM POZO A
Prom. K : 4.9 mD
VIM POZO B
Prom. K: 1.05 mD
47
5959´6” Punto de medida: 9.03 mD
Arenisca lenticular con deformación sinsedimentaria, englobada en lutitalimosa/arenosa.
Tomado de F. Yoris.
Pedernalito-1X ; 4984´8 “ ; N//; 40x
750 μ
CUARZO40%
PLAGIOCLASAS14%
FELDESPATO-k2%
ARCILLAS
44%
VIM
Arenas con ALTO
Vshale.
VIM
Caolinita
13%
Clorita
16%
Ilita
9%
Esmectita1%
I/S Mixtas *
5%
PLAY DE ARENAS (LOW PERM)
Comparación Mineralogía
Registro ECS (mineralogía) indica contenido
importante de cuarzo. Arenas con alta arcillosidad.
XRD en progreso.
RESULTADOS DRX
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
0 2000 4000 6000 8000 10000
Em
bed
men
t (m
m)
Pressure (psi)
4979.60 ft 4984.70 ft 4996.40 ft
48
Test Temperature F 70
Proppant Mass (lb/ft2) 2
Proppant type 20/40 Optiprop G2
Prueba de Embedment
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
0 2000 4000 6000 8000 10000
Em
bed
men
t (m
m)
Pressure (psi)
4979.60 ft 4984.70 ft 4996.40 ft
0.635 mm Chatanooga & Woodford:
Edad Devónico Med. –
Carbonifero Inf.
49
Perfiles de Producción
Típico de Reservorios Baja Permeabilidad
50
FLUJO DE TRABAJO
PARA IDENTIFICACION DE ZONAS
PROSPECTIVAS
Bustin et al, 2008
51
Passey et al, 1990 A practical Model for Organic Richness from Porosity and
Resistivity Logs.
AAPG V. 74 No.12 December 1990
METODO DE PASSEY
A mayor separación ( Δlog R) mayor contenido de materia orgánica
RES VS SÓNICO RES VS DENSIDAD RES VS NEUTRON
Identificación de Materia Orgánica
a partir de Registros.
Calibración de Datos
de Laboratorio con Registros
52
COT% calculado
por registros
Valle Inferior Pozo A
53
Estimulacion es REQUERIDA!
54
Baja Permeabilidad =
Estimulación Hidraulica
Multi-Etapas
Productividad del pozo incrementó ~2.5 veces en
comparación con la prueba inicial. La producción de
Gas después del trabajo de fracturamiento fue de 1.6
MMscfd y la presión en cabeza aumento a 1366 psi.
Relación Gas / Condensado aumento de 12 a 30
bbl/mmscf.
VIM
ANTES / DESPUES
1 ETAPA DE FRACTURA
Valle Inferior Pozo B
55
NET PAY
CONVEN
PAY/TIPO DE
FLUIDO
ESPECTO.
DE MASAS
SHOWS
DURANTE
PERF.
FRACTURABILIDAD
DE LA ROCA
ANOMALIA
ACUSTICA
Dúctil
Cordillera - Gas Log on SHALES
56
CHIPAQUE FM
FOMEQUE FM
Cordillera Pozo A
57
Bustin et al, 2008
58
“According to Statoil in LA they are deeper
than in the US”
Parámetros Claves
Exploración - Profundidad
0
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
8,000
9,000
10,000
11,000
12,000
13,000B
arn
ett
Fa
ye
ttevill
e
Ha
yn
esvill
e
Ma
rce
llus
Mo
ntn
ey
Mu
skw
a
Wo
od
ford
PO
RQ
UE
RO
LM
V
CH
IPA
QU
EC
OR
D
FO
ME
QU
EC
OR
D
Dep
th (
Ft)
DEPTH (Ft) "BIG 7" SHALE PLAYS
VIM
CORDILLERA
0
500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
4,000
4,500
Barn
ett
Fayett
eville
Hayn
esville
Marc
ellu
s
Mo
ntn
ey
Mu
skw
a
Wo
od
ford
PO
RQ
UE
RO
LM
V
CH
IPA
QU
EC
OR
D
FO
ME
QU
EC
OR
D
Th
ick
ne
ss
(F
ee
t)
THICKNESS (Ft) "BIG 7" SHALE PLAYS
59
VIM
CORDILLERA
Parámetros Claves
Exploración - Espesor
60
VIM
Catatumbo Basin
Cordillera Basin
Lower Magdalena Basin
Parámetros Claves
Exploración - Contenido Orgánico
Oportunidad Exploratoria Valle Inferior
61
Almacenamiento de Gas :
1) Baja Permeabilidad:
- Permeabilidad: 2.4 - 7 mD
- Porosidad: 16% (Núcleo)
2) LUTITA:
- Permeabilidad: 4.5E-07 - 0.8 mD
- Porosidad: 19-20% (Núcleo)
- Saturaciones Gas (Sg): 28-50%
- Contenido Orgánico (COT): 0.3 – 1.3 %
- Madurez Termal (Ro): 0.48 – 0.63 %
- Predominancia Kerógeno: Tipo III y II
Reflexión
62
PREGUNTAS
63
VIM POZO A
VIM POZO B