Recuperación mejorada

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SituaciSituacióón Actual y Futura de la n TecnologTecnologíía en la Industria de a HidrocarburosHidrocarburosACADEMIA MEXICANA DE INGENIERÍASeminario “Aportaciones al debate sobre la Reforma Energética: los hidrocarburos” Dr. HéberCinco Ley17 de abril de 2008

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I.Retos en tecnología para la industria petroleraII.Aprovechamiento de la tecnologíaIII.Comentarios finalesCONTENIDO

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IMPORTANCIA DE LOS HIDROCARBUROS COMO FUENTE DE ENERGÍA A NIVEL MUNDIAL•En los años por venir se mantendráuna demanda creciente de fuentes de energía que: −Sean confiables y accesibles a gran escala−Sean cada vez más limpias y amigables al ambiente•El petróleo y gas natural continuarán siendo la principal fuente de energía en los años por venir. •Existen retos significativos en: −Disponibilidad oportuna−Seguridad industrial−Medio ambiente−Infraestructura para su desarrollo y entrega DEMANDAOFERTA HISTÓRICOPROSPECTIVOVIENTO / SOLAR / GEOTÉRMICA / HIDRÁULICANUCLEARBIOMASA1 X 1015BTU / AÑOFuente: OCDE, Global Oil andGas Study, 2007

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•Campos maduros •Manejo de agua•Aguas profundas•Desarrollo sustentable. •Crudos pesados•Gases ácidos•Yacimientos más complejos•Yacimientos más pequeñosCanadá•Crudos pesadosMar del Norte•Complejos HP/HT. Mar Caspio•Desarrollo. •Gas. •Eliminación de H2S. Rusia•Atención a campos gigantes de gas. Golfo de México•Desarrollo/ Exploración. •Imágenes sub-salinas. Medio Oriente•Optimización de campos maduros. •Gas amargo. •Carbonatos. America del Sur•Optimización de descubrimientos existentes de gas. Venezuela•Crudos pesados. África Occidental•Producción en aguas profundas. •Mar ultra profundo. •Innovaciones guiadas al LNG. •Desarrollo satelital. Australia•Atención a campos gigantes de gas. Fuente: Hart’sE & P Supplement, Research and Development. IMPULSORES DE RETOS TECNOLÓGICOS EN LA INDUSTRIA PETROLERA

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LAS 10 ÁREAS TECNOLÓGICAS MÁS RELEVANTES EN LA INDUSTRIA DEL PETRÓLEO1.Recuperación secundaria y mejorada2.Crudos pesados y arenas bituminosas3.Exploración y explotación en aguas profundas4.Tecnologías mejoradas para exploración5.Aceite y gas en lutitas bituminosas6.Reducción de emisiones de CO2 7.Hidratos de metano8.Eficiencia en el transporte de hidrocarburos9.Biocombustibles10.Conversión de carbón a líquidos y gasÁrea TecnológicaBreve desarrollo en este documento

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•Existeunagrancantidadde tecnologíasde recuperaciónsecundariay mejoradade hidrocarburos•La aplicaciónde estastecnologías, dependeen granmedidade laspropiedadesdel yacimiento•A nivelmundialse estimaqueel promediode la recuperaciónfinal de los yacimientosesdel 33% •En México, los retosprincipalesse relacionancon la explotaciónde yacimientosnaturalmentefracturadosmadurosy con los yacimientostipoChicontepecMicrobianaEstimulaciónAcústicaEstimulaciónMicroondasInyección decatalizadoresRecuperación deHidrocarburosInyección deaguaInyección degases QuímicosPolímerosGelesSurfactantesInyección degasesInyección deNitrógenoInyección deCO2TérmicosInyección devaporVaporAditivosInyección deaireNuevos procesosNuevos procesosRecuperaciRecuperacióón mejoradan mejoradaRecuperaciRecuperacióón secundarian secundariaRECUPERACIÓN SECUNDARIA Y MEJORADA

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•La mayor parte de la producciónse encuentraasociadaa yacimientosnaturalmentefracturados•Porsusrasgos, son difícilesde caracterizar, modelary simular•No se cuentacon casosanálogosparaemplearlosen la documentaciónde procesosde recuperación•Tecnologíasemergentes: −Caracterizaciónde los sistemasde fracturas−Simuladoresde yacimientosqueincluyanporosidadde matriz, vúguloy fractura−Perforaciónno convencional. −Recuperaciónmejoradacon nuevosprocesosZonas fracturadasNecesariodesarrollartecnologíasparaentendermecanismosde interacciónroca–fluidoy plantearprocesosde recuperaciónespecíficos. Definición de sistemas de fracturas con diversas fuentes de informaciónRETO EN MÉXICO:RECUPERACIÓN SECUNDARIA Y MEJORADA EN YACIMIENTOS NATURALMENTE FRACTURADOS

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•Inyecciónde nitrógenoen yacimientosfracturados•Recuperaciónmejoradaporprocesosde dobledesplazamiento•Pruebasde trazadoresen recuperaciónde hidrocarburos•Recuperaciónmejoradaporinyecciónde aire•Recuperaciónmicrobianade hidrocarburos•Recuperaciónde hidrocarburosporemisiónacústica•Diseñoy desarrollode productosquímicosquecambienla mojabilidadde la roca•Desarrollode productosquímicosparamejorarla producciónde hidrocarburosProceso experimental para calcular eficiencia de inyección de nitrógenoINSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO:PROYECTOS EN RECUPERACIÓN SECUNDARIA Y MEJORADA

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CRUDOS PESADOS•Gran parte de reservasmundialesse relacionana acumulacionesdondepredominanyacimientosde aceitepesadoy extra pesado−Difícilesde producir−Transportey manejocomplicado−Requiereprocesosy tratamientosadicionalesen superficieparasuaprovechamientoy comercialización−Altos contenidosde azufre, de metalesy de precursoresde la formaciónde carbón•Tecnologíasemergentes: −Perforaciónno convencional−Inyecciónde geles-espumas−Inyecciónde vapor con solventes−Mejoramientoin-situ−Mejoramientoen superficie−Procesamientode crudopesadoAplicación de procesos de recuperación mejorada en yacimientos de aceite pesado: Vapor, VAPEX, SAGD, Combustión in situ

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•Unaparte importantede la reservade crudopesadoen México, se localizaen yacimientoscostafuera, en el Golfode México•Estosyacimientosestánasociadosa carbonatosfracturados•Unaparte importantede lastecnologíasde producciónhansidodesarrolladasparayacimientosde areniscasy en ambientesterrestres•Las principalestecnologíasquepuedenser adaptadasparala explotaciónde estosyacimientosson: inyecciónde gases, inyecciónde solventesy mejoramientode crudoRETO EN MÉXICO:EXPLOTACIÓN Y PROCESAMIENTO DE CRUDOS PESADOS Y ULTRAPESADOS

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INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO:HIDROTRATAMIENTO DE CRUDOS PESADOSObjetivo:Obtener propiedades, rendimientos de fracciones y valores similares a crudos ligeros por medio de hidrotratamiento de crudos pesados•Beneficios: –Mejoría en la calidad del crudo–Condiciones moderadas de operación–Incremento en rendimiento de destilados0.010.5 máx---Sedimento %wtSedimento wt98180-220584Metales %Metales wtwt1.151.6-2.45.19Azufre %wtAzufre wt23.3823-2512.93ooAPIAPIResulResul-- tadotadoMetaMetaCrudo Crudo KMZKMZResultados de la prueba Semi-industrial: Con crudo de Ku-Maloob-Zap

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EXPLORACIÓN Y EXPLOTACIÓN EN AGUAS PROFUNDAS•Los yacimientos en aguas profundas se han convertido en la principal fuente de nuevas reservas costa afuera a nivel mundial•La participación de producción proveniente de aguas profundos respecto a la producción mundial alcanzóel 7.6% en 2006•Han comenzado a reemplazar parte de la producción de yacimientos convencionales a nivel internacional•Su desarrollo impone dos grandes retos: −Adquirir el conocimiento para administrar y operar las nuevas tecnologías−Tener una alta eficiencia en la ejecución de proyectosCubiertasCasco de flotaciónTendonesRisersCimentación

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RETO EN MÉXICO:EXPLORACIÓN Y EXPLOTACIÓN OPORTUNA EN AGUAS PROFUNDAS DEL GOLFO DE MÉXICO•Un alto porcentajede incorporaciónde reservasprovendráde aguasprofundas(>500 m) •En la exploracióncostafueray en particular en el Golfode México, los retosse relacionancon: −Mejoresprácticasparaplaneacióny diseñoparael desarrollode campos−Alta eficienciaen ejecuciónde proyectos−Mejoresimágenessísmicasen ambientescon sal−Detecciónde cuerposdelgadosde arenas−Mejorinterpretacióny modeladodel subsuelo−Mejoresindicadoresparainferir
propiedades de rocasy fluidosen el
subsuelo
Aguas Someras < 500 mAguas Profundas > 500 mAguas Ultraprofundas> 1500 m

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ASIMILACIÓNDESARROLLO TECNOLÓGICOINVESTIGACIÓN(*) INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO:ESTRATEGIA EN AGUAS PROFUNDAS1.Administración integral de proyectos2.Caracterización de peligros, riesgos y confiabilidad3.Construcción de pozos4.Equipos y sistemas de producción5.Operación6.Materiales1.Perforación y terminación de pozos2.Sistemas submarinos3.Ductos, risersy umbilicales4.Sistemas flotantes5.Equipos y sistemas sobre cubierta6.Control y automatización7.Operación y mantenimiento1.Oceanografía 2.Hidráulica marítima3.Riesgo y confiabilidad de sistemas de producción4.Geotecnia y cimentaciones5.Control y automatización6.Materiales7.Aseguramiento de flujo8.Perforación(*) En nichos específicos

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TECNOLOGÍAS MEJORADAS PARA EXPLORACIÓN•Extender capacidades para yacimientos más complejos−Imágenes de mayor calidad−Identificación más precisa de trampas−Modelos geológicos más precisos−Permite el análisis cuantitativo•Detección de acumulación de hidrocarburos previo a la perforación−Mejor caracterización del riesgo−Incremento en el éxito exploratorio−Innovaciones en modelado electromagnético 3D y de imágenes más nítidas

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RETO EN MÉXICO:INCORPORACIÓN DE NUEVOS PATRONES DE ADQUISICIÓN SÍSMICA•Imágenes sísmicas del subsuelo. −Mejores diseños de adquisición sísmica. −Métodos avanzados de migración en profundidad que aprovechan la capacidad de cómputo emergente. −Métodos que integran datos sísmicos y de otras fuentes para la definición cuerpos salinos, ej.: gravimetría, gradiometría, magnetoteluria. −Métodos de modelado para mejorar la adquisición y el procesamiento de datos sísmicos.Mejor resolución sísmicaProspectos subsalinos

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INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO:PROYECTOS EN EXPLORACIÓNProyectos: •Visualización de playssubsalinosmediante la integración de métodos potenciales con sísmicos. •Discriminación de fluidos en el subsuelo mediante sísmica. •Geometría y arquitectura sedimentaria de sistemas clásticos. •Modelado de procesos geológicos. −Estructurales. −Calidad de roca almacén. −Generación/migración de hidrocarburos−Presión de poro. Descomposición espectral para definición de fluídosDefinición de cuerpos salinos en el subsueloBloques en sistemas clásticos Terciarios del Golfo de México

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•Producción requerida al 2021: ~575 mbd•Requiere desarrollo y administración de tecnología específica que incremente significativamente la productividad por pozo, controlando al máximo los costos. •Se estima que los costos de desarrollo y producción por barril serán significativamente superiores al promedio actual•Aumentar factor de recuperación•Implica multiplicar la actual capacidad de ejecución−Necesidad de perforar 1,000 pozos por año−1½vecesel total de pozosperforadosen 2007•Ampliar el abanico de posibilidades de desarrollo de campos petroleros•Áreas de explotación petrolera: a)Exploración y desarrollo de los recursos prospectivos en las cuencas del suresteb)Explotación de campos abandonadosc)Desarrollo del paleocanalde Chicontepecd)Exploración y desarrollo de las aguas profundas del golfo de México•Debido al tiempo de maduración que toma la óptima explotación de estas regiones y el riesgo asociado, es fundamental contemplar su desarrollo paraleloRETO EN MÉXICO:CHICONTEPEC

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•RetoChicontepec. −Yacimientoheterogéneo, formadoporunaalternanciade arenas y arcillascementadasporcarbonatos−Distribuciónirregular de lasformacionesde interés−Yacimientode bajapermeabilidady con pozosde bajaproductividad−Presentaunabajapresióninicialdel yacimiento−RecuperaciónprimariaesperadaparaChicontepec: 5-7% •Tecnologíasemergentes. −Imágenesmejoradasdel subsuelo−Pozosno convencionales−Recuperaciónmejoradacon nuevosprocesos−Inyección optimizada de agua. −Inyección de CO2−Inyección de químicos (ASP) −Nuevas tecnologías por desarrollar. Sección esquemática de la distribución de formaciones en el área de ChicontepecINSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO:ÁREAS TECNOLÓGICAS DE INTERÉS PARA CHICONTEPEC

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I.Retos en tecnología para la Industria PetroleraII.Aprovechamiento de la tecnologíaIII.Comentarios finalesCONTENIDO

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PROPÓSITO DE LA INVERSIÓN EN IDT EN EMPRESAS PETROLERAS•La investigación y desarrollo tecnológico en un sector industrial, intensivo en capital e infraestructura es un componente clave sicontribuye a: −Mejorar costo, calidad y rendimiento de equipos e infraestructura −Crear productos de mayor valor agregado−Crear nuevos procesos más eficientes−Incrementar la seguridad y proteger el medio ambiente•Para lograr el aprovechamiento de los recursos financieros es indispensable orientar su ejercicio a los objetivos de negocio•El primer paso es preparar una Política y Estrategia Tecnológica que oriente la posible aplicación de los recursos

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APROVECHAMIENTO DE RECURSOS IDT Filosofía de “empuje de mercado” Seguimiento y evaluación de resultaos Asimilación y transferencia tecnológica oportuna para satisfacción de necesidad del cliente o usuarioEjecución de proyectos de IDT a través de un proceso de desarrollo de nuevas tecnologías y productos Capacidades “suficientes”para incorporación de la nueva tecnología o aprovechamiento del productoAdministración de un portafolio balanceado (corto vslargo plazo; innovador vsincremental) Suficiencia y continuidad de recursos financierosPOLÍTICA Y ESTRATEGIA TECNOLÓGICAAprovechamiento / Aplicación de conocimientos y desarrollos tecnológicos Retroalimentación

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OPORTUNIDAD DE LA IDTFlujo de Efectivo para un Producto o Tecnología NuevaOportunidadPercepción de la oportunidadInvestigación y DesarrolloEscalamientoAplicación - LanzamientoTiempo de recu- peraciónExtinciónTiempo del Ciclo de InnovaciónTiempo Flujo de efectivo Clientes o usuarios satisfechosIngre- sosresi- dualesCosto IDTCosto de Escalamiento y Transferencia“Valle de la muerte” Ingreso de recupe- raciónOportunidadPercepción raciónEscalamientoInvestigación y Desarrollo

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I.Retos en tecnología para la Industria PetroleraII.Aprovechamiento de la tecnologíaIII.Comentarios finalesCONTENIDO

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1.1.La éépoca del petrpoca petróóleo fleo fáácilcil……¡¡se acabse acabóó!! 2.2.““La nueva tecnologLa tecnologíía es ina inúútiltil……a menos que sepas ca cóómo mo aplicarlaaplicarla”” 3.3.La aplicaciLa aplicacióón de la tecnologn tecnologíía requiere:a ••OrientaciOrientacióón de negocion negocio••Trabajo en equipo entre personasTrabajo personas••Sinergias entre organizacionesSinergias organizaciones••Riesgo compartidoRiesgo compartido4.4.PEMEX y el IMP estPEMEX estáán tomando acciones aceleradas para n tener un mejor aprovechamiento de la tecnologtener tecnologíía a trava travéés de s un proceso de gestiun gestióón de tecnologn tecnologíía.a. COMENTARIOS FINALES

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¡Muchas Gracias!