A brief summary of the controversial method of extracting hydrocarbons. - Un breve resumen de el polémico método de extracción de hidrocarburos

1. FACULTAD DE INGENIERÍA
EN CIENCIAS DE LA TIERRA
Introducción a la ingeniería de Petróleo

3. INTRODUCCIÓN:
La creciente demanda de petróleo a nivel mundial, ha llevado a las empresas
petroleras, a desarrollar nuevos métodos de extracción, algunos no convencionales,
para maximizar la producción y cubrir la demanda. Uno de estos métodos es el
fracking, que hasta hace unos años atrás no era muy conocido y poco implementado
debido a las discusiones en torno al impacto ambiental que produce.
Los países que han implementado este método de extracción, han aumentado
considerablemente su producción de crudo. Este es el caso de Estados Unidos, que
antes producía 600 000 BPD; luego de usar el fracking, su producción aumentó a 3,5
MBD, y se estima que a este ritmo, en 2019 se convertirá en el máximo productor de
petróleo del planeta. A pesar de esta gran ventaja, existe un enorme descontento en
los ciudadanos, que se han visto afectos directa e indirectamente por el fracking.
Entre los problemas que ocasiona la fracturación hidráulica están la contaminación
de acuíferos, migración de gases y productos químicos como metales pesados hacia
la superficie, y en ciertos casos, el aumento en la actividad sísmica.

4. OBJETIVOS
Objetivo General:
• Realizar una investigación bibliográfica acerca del Fracking y analizar
la viabilidad de implementar este método de extracción de petróleo
en el Ecuador.
Objetivos Específicos:
• Investigar y comprender los procesos que se realizan en la
extracción de crudo por fracturación hidráulica.
• Establecer las ventajas y desventajas de utilizar este método de
extracción no convencional.
• Determinar la factibilidad de implementar el fracking en el Ecuador.

5. Petróleo y gas no convencionales
El Gas metano de carbón, constituye un tipo de gas no convencional
que se caracteriza porque sus vetas de carbón son la roca generadora,
el reservorio de metano y la trampa. Estos se encuentran en estado
casi líquido que es almacenado en su mayor parte en las fracturas,
además de encontrarse algunas veces como gas libre. La presión del
reservorio disminuye a causa del agua producida, esto provoca un
gradiente de concentración y a su vez una difusión del metano a las
fracturas, donde alcanzan un estado de saturación crítica, empezando
a fluir hacia el pozo. Estos pozos producen en poca cantidad al inicio, y
a su vez utilizan considerables tasas de producción de agua y a
medida que estas aumenta se logra pasar unos pocos barriles por día
a miles de barriles por día.

6. El Gas de esquisto, también conocido como Shale Gas, se refiere a
aquel gas contenido en la roca sedimentaria. Se encuentra absorbido en el
constituyente orgánico. Su producción se alcanza reduciendo la presión
del reservorio. Estas fracturas, al igual que las del gas metano, se
encuentran llenas de agua, y para bajar la presión se requiere
levantamiento artificial para extraerlas. La técnica se maximiza a través
del fracking que permite conectar el pozo accediendo a las
microfracturas naturales del reservorio.
Petróleo y gas no convencionales
Shale Gas. Fuente: Hillari. G 2014

7. Petróleo Shale Oil, contenido en la roca sedimentaria, se obtiene a
través del kerógeno. El kerógeno es un compuesto que tiene un alto
peso molecular lo que lo hace insoluble en solventes orgánicos. Este
compuesto a altas temperaturas forma petróleo, 60° a 120°C, y gas a
120° y 150°C, es decir el kerógeno desprende hidrocarburos fósiles. Sin
embargo el Petróleo Shale se forma cuando el kerógeno no alcanza las
temperaturas deseadas, formando así este tipo de yacimientos.
Petróleo y gas no convencionales
IMAGEN DE FORMA DE EXPLOTACION CONVENCIONAL Y NO CONVENCIONAL

8. Grandes reservas de petróleo de esquisto en
el mundo

9. Ante la implementación de Fracking, las reservas de petróleo de esquisto
del mundo han llamado la atención de las grandes empresas
norteamericanas para poder utilizar su técnica en ellas.
Sin embargo, otros países como Francia tienen vetada esta técnica. Esto
involucra daños ambientales, hasta un riesgo en alterar las condiciones
biológicas de cada país.
Grandes reservas de petróleo de esquisto en
el mundo

10. ¿Qué es el fracking?
Fracking. Fuente: horg.prg

11. La fracturación hidráulica o “fracking” es un método de extracción de
petróleo y/o gas de esquisto, que se usa después de que el pozo ha sido
completado. Consiste en la inyección de un fluido a gran presión en el
pozo para crear o restaurar pequeñas fracturas en la formación con el fin
de estimular la producción. Esto crea trayectorias que incrementan la
razón a la cual el crudo puede ser producido desde la roca almacén o
roca madre. La completación de un pozo petrolero se refiere a los
trabajos que se realizan con el fin de mantenerlo en óptimas condiciones
para producir de manera eficiente el gas o petróleo de la formación.
¿Qué es el fracking?

12. El pozo es de perforación mixta, es decir, es vertical al principio y
horizontal a lo largo de la formación donde se encuentra el hidrocarburo.
Para proteger los acuíferos de filtraciones de gas o petróleo, los casings
son insertados en el pozo a profundidades entre 1,000 y 4,000 pies. Este
proceso se repite hasta llegar que el reservorio es alcanzado.
Fracking

13. Fracking
Hay ciertas características o propiedades físicas que
determinan la trayectoria de menos resistencia al flujo. El
conocimiento de estas características es muy importante a la
hora de intentar optimizar los regímenes de producción y la
recuperación de hidrocarburos de un campo.
Estas características son:
• Orientación de las fracturas
• Longitud de las fracturas

14. Fracking
Orientación de las fracturas
Las fracturas hidráulicas son formadas en la dirección perpendicular al
menor esfuerzo. Mediante la experimentación se sabe que fracturas
horizontales ocurren a profundidades menores que aproximadamente
2,000 pies debido a la sobrecarga de la tierra. A profundidades mayores
a 2,000 ft, las fracturas estarán orientadas en la dirección vertical.
Orientación de fracturas. Fuente: Slideshare

15. Longitud de las fracturas
Los especialistas de la industria han establecido que la longitud de las
fracturas es el factor decisivo en lo que respecta al incremento de la
productividad y la recuperación.
Fracking
Longitud de fracturas. Fuente: Slideshare

16. El fluido de fracturación está compuesto de agua y arena en un 98 a
99.5%, la diferencia son aditivos químicos que depende de las
necesidades y las características del pozo. La inyección de fluidos en el
pozo se hace por secuencias.
Composición del fluido utilizado en la
fracturación
En la primera inyección, el líquido
está compuesto por una fracción
ácida que consiste en cientos de
miles de galones de agua
mesclados con un ácido diluido
Primera inyección. Fuente : hordago.org

17. Composición del fluido utilizado en la
fracturación
Luego se inyecta una fracción que
consiste aproximadamente en 100 000
galones de agua sin material de
apuntalamiento.
Después le sigue una combinación de
agua y material de apuntalamiento que
consiste en arena o material cerámico
para mantener abiertas las fracturas.
Fisuras abiertas
Tercera inyección. Fuente : hordago.org
Segunda inyección. Fuente : hordago.org

18. Tipo de aditivo Compuesto principal Propósito
Acido diluido (15%) Ácido hidroclórico o ácido
muriático
Ayuda a disolver minerales e inicia la
fracturación de la roca
Biocida Glutaraldehído Elimina bacterias en el agua que producen
bioproductos corrosivos.
Rompedor Persulfato de amonio Permite una rotura retardada de las cadenas
de polímeros del gel
Inhibidor de corrosión N, n-dimetil formamida Previene la corrosión en el tubo
Reticulante Sal de borato Mantiene la viscosidad de los fluidos a medida
que aumenta la temperatura
Reductor de fricción Poliacrilamida Minimiza la fricción entre el fluido y el tubo
Iron control Ácido cítrico Previene la precipitación de óxido de metal
Eliminador de oxigeno Bisulfato de amonio Remueve el oxígeno del agua para proteger el
tubo de la corrosión
Agente ajustador de
PH
Carbonato de sodio o potasio Mantiene la efectividad de otros componentes
como los reticulantes
Apuntalante Sílice o carbonato de potasio Permite a las fracturas mantenerse abiertas
para que el gas pueda salir
Tabla 1. Aditivos del fluido, compuesto principal y propósito. Fuente: Healy Dave, 2012

19. Composición del fluido utilizado en la
fracturación

20. Ventajas del fracking
Mejora la
producción
Desarrolla
reservas
adicionales
Sobrepasa zonas
altamente
dañadas
Reduce la
deposición de
asfáltenos
Conecta
sistemas de
fracturas
naturales
Asegura la
producción de
intervalos con
arcillas laminares
Disminuye el
número de pozos
necesarios para
drenar un área
Reduce la
necesidad de
perforar pozos
horizontales
Incrementa el
área efectiva de
drenaje de un
pozo
Disminuya la
velocidad de flujo
en la matriz rocosa

21. Desventajas del fracking
• La falta de exploración de nuevas fuentes de energía
Los que no están de acuerdo con el fracking afirman que seguir explotando cada
pulgada cuadrada de la nación, en una búsqueda desesperada de más gas
natural y el petróleo sólo es retrasar lo inevitable.
• Utilización grandes cantidades de agua
El concepto de la utilización de grandes cantidades de agua a la sonda
subterránea de petróleo y gas, que ni siquiera pueden estar disponibles ha dado
que pensar a muchos observadores ambientales.
• Incremento de la contaminación
En cualquier lugar de 10 a 40 por ciento de las aguas residuales fracking fluye
de nuevo a la superficie de perforación inicial. Esto podría tener consecuencias
de largo alcance a largo plazo, ya que los suministros de agua subterránea
pueden contaminarse

22. Fracking en el Ecuador
El Oil Shale se produce por medio de fracturas en la literita, en este caso
la literita es la roca madre, la roca fuente, el reservorio y el sello.
El Oil Shale es una roca inorgánica, es una roca no porosa que contiene
un poco de material orgánico bajo la forma de kerógeno. Se podría que
esta roca es similar a la roca fuente la diferencia entre estas dos rocas es
que la Oil Shale tiene un 40% más de kerógeno en su interior por eso la
gran ambición de querer explotar este recurso en el ecuador porque en
otros países como en estados unidos está dando un alto resultado de
producción.

23. Fracking en el Ecuador
El Oil Shale contiene más kerógeno que la roca fuente pero menos
que el carbón, el principal interés del Oil Shale no está en los
combustibles sólidos sino en los combustibles líquidos.
Además dos tercios de las reservas de Oil Shale se encuentran en
los estados unidos en donde este momento se encuentra una alta
producción de petróleo que se la ha logrado sacra por medio de este
método llamado fracking.

24. Fracking en el Ecuador
El Oil Shale contiene más kerógeno que la roca fuente pero menos
que el carbón, el principal interés del Oil Shale no está en los
combustibles sólidos sino en los combustibles líquidos.
Además dos tercios de las reservas de Oil Shale se encuentran en
los estados unidos en donde este momento se encuentra una alta
producción de petróleo que se la ha logrado sacra por medio de este
método llamado fracking.

25. Fracking en el Ecuador

26. BREVE
RESUMEN DE
FRACKING

27. 321

29. Conclusiones:1. La fracturación hidráulica es una técnica muy controversial, con consecuencias severas
al medio ambiente, pero que seguirá siendo utilizada al producir grandes cantidades de
dinero.
2. Ecuador no puede adoptar esta técnica de extracción, porque lastimosamente en el
país no se encuentran yacimientos de gas y/o petróleo de esquisto.
3. El fracking es un método muy efectivo en la estimulación de pozos poco permeables, y
será indispensable en los próximos años debido a que son cada vez menos los pozos
de alta permeabilidad.
4. La geometría, longitud y orientación de las fracturas hidráulicas, influyen en la
producción del pozo.
5. El diseño del tratamiento por fracturamiento hidráulico depende de las características
del yacimiento como la profundidad, permeabilidad y conductividad adimensional.

30. Bibliografía:
• Administration, U. E. (2015). EIA. Obtenido de EIA.Bennett, L. (1992). Schlumberger.
Recuperado el 26 de agosto de 2015, de
http://www.slb.com/~/media/Files/resources/oilfield_review/spanish06/spr06/p46_61.pdf
• Organización Latinoamericana de Energía. (2015). Riesgos de la explotación de los
hidrocarburos no convencionales en América Latina y el Caribe. Quito: Olade.
• Sparrow, T. (01 de Noviembre de 2013). EcoPortal. Recuperado el 26 de agosto de 2015,
de Fracking: EE. UU. Y la fiebre de esquisto en América Latina:
http://www.ecoportal.net/Temas-
Especiales/Energias/Fracking_EE._UU._Y_la_fiebre_de_esquisto_en_America_Latina
• TELESUR. (19 de noviembre de 2014). ¿Qué es fracking? ¿QUÉ ES EL FRACKING?
Venezuela. Recuperado el 30 de agosto de 2015, de
https://www.youtube.com/watch?v=toNc6aFuxBE