Propuesta para la explotación de las lutitas
Edmundo Ramirez
En su excelente Barriles de BP No.177, el amigo Ing. Académico, Diego González Cruz, mostró, mediante gráficas, como mejoró el uso de la tierra, en los EEUU, en la explotación de las lutitas, luego que entraron en vigencia los Estatutos Federales y Regionales.
“Estas disposiciones eliminaron, en la explotación de las lutitas, la contaminación de las fuentes de aguas subterráneas, que ocurría ,porque los pozos no se estaban completando mecánicamente bien, en especial en su cementación, que al no hacerse correctamente, parte del gas y el petróleo salía del fondo del pozo e iba a las fuentes de agua subterránea, que servían a las localidades rurales; así como disponer de las aguas de los ríos y quebradas , en el fracturamiento de los pozos”, explica claramente el BP no.177, en el cual se publicaron , en inglés, ,los mencionados Estatutos.
Se muestran, a continuación, traducidos, a nuestro bello idioma
- Protección, Reporte y Requisitos de Descarga, de los Recursos Hídricos
- Desplazamiento de las Sustancias Químicas
- Control, Prevención, Reporte y Limpieza de Derrames
- Seguridad de los Trabajadores y de las Operaciones
- Requisitos para la Inyección del agua
Estatutos Regionales que Regulan la Actividad en la Explotación de las Lutitas en los EE..UU
- Permiso de perforación del pozo, con la ubicación de la plataforma o terreno del pozo, programa de revestidores y cementaciones. Plan de Protección Integral, para especies amenazadas o en peligro de extinción, notificaciones a propietarios de terrenos y de pozos de agua. Notificación al propietario u operador del campo, de almacenamiento de gas
- Plan de manejo del agua de los pozos de lutitas
- Proposición de métodos alternos en el revestimiento ,taponamiento, ventilación o equipamiento del pozo
- Enlace para pozos de petróleo y gas (individual o general, se permiten varios tipos de enlaces)
- Exención de distancia de manantial, arroyo, cuerpo de agua o humedal (para perforar el pozo a menos de 100 pies)
- Variación de la restricción de distancia ,de la construcción existente, con suministro de agua (para poner el pozo a menos de 100 pies)
- Aprobación de práctica s alternativas, de gestión de residuos
- Aprobación de una fosa para control, manejo o almacenamiento de los fluidos producidos.
- Revestimiento de fosa alterno
- Seguir los lineamientos para descargas de pozos de petróleo
- Permiso de gestión de la calidad del agua, para las instalaciones de tratamiento
- Fosas Revestidas alternas
- Reporte de paralización de Actividades
- Aprobación del plan de carreteras
- Aprobación de la transferencia o registro del pozo
- Clasificación de pozo abandonado
- Eliminación de sólidos externos
- Estaciones de transferencia de productos residuales e instalaciones de procesamiento
- Transporte de materiales y líquidos residuales.
- Permiso vial y de construcción de acceso a carreteras estatales
- Permiso de enlace a carreteras existentes
- Permiso de uso de la tierra, si se encuentra dentro de un Parque Forestal Nacional
- Permiso para tendido de tuberías que crucen cuerpos de agua
- Permiso para emisiones atmosféricas de motores, sin desplazamiento, por carretera
- Permiso para emisión de vapores de gas, de plantas de compresión de gas natural
- Permiso de alteración de la tierra, si es mayor de 20.000 mts. cuadrados
- Permiso para el control de erosión y sedimentación, si el área es mayor de 100.000 mts.. cuadrados
- Permiso para uso de aguas pluviales en actividades de construcción
- Permiso para rehabilitación, protección y remoción de bancos de grava
- Permiso para cruzar cuerpos de agua de servicio público
- Permiso para cruce de carreteras menores
- Permiso para cruce temporal de carreteras
- Mantenimiento, prueba, reparación, rehabilitación o reemplazo de obstrucción de agua.
Algunos renglones de los mismos, pueden implementarse, en nuestros países, en donde a diferencia de EEUU, el Estado es propietario del subsuelo y por tanto de los hidrocarburos que contenga.
A continuación mi propuesta:
- Crear una Asociación Estratégica: Exxon Mobil, Schlumberger, Halliburton y la empresa petrolera estatal.
1A. Exxon Mobil sería el socio mayoritario y por tanto el operador del proyecto.
Mi justificación para esta primera proposición es la siguiente: Exxon Mobil es la empresa perforadora de pozos petroleros, más poderosa, tecnológicamente y financieramente hablando, a nivel mundial.
La Argentina lo acaba de reconocer. Muy recientemente, le otorgó a la Exxon Mobil, una concesión en Vaca Muerta, el enorme activo de lutitas que ha estado impulsando, la producción de petróleo y gas natural del país
El gobierno de la provincia de Neuquén, donde se ubica la mayor parte del yacimiento, dijo en un comunicado fechado ,el 13 de Agosto del 2020, que otorgó la concesión de Los Toldos II Oeste, con una participación del 90%, para Exxon Mobil y un 10%, para Gas y Petróleo del Neuquén, la petrolera estadal de la provincia.
Recientemente, Ecopetrol, en Colombia, firmó un acuerdo con Exxon Mobi,l para explotación de las lutitas, sin haber recibido aprobación del Consejo de Estado. para iniciar el proyecto.
1B. Schlumberger, a nivel mundial, es la que mas sabe, determinar cuales lutitas “van pal baile y cuales no”. A pesar de su abundancia, pocos depósitos de lutitas pueden ser desarrollados como recursos de hidrocarburos.
Para ser prospectivas, las lutitas requieren tener un rango especifico de porcentaje en peso de Carbono Orgánico Total, ,tienen que tener una Madurez Térmica adecuada, es decir tienen que haber sido expuestas a las condiciones térmicas suficientes, durante un período de tiempo adecuado, para la conversión de la materia orgánica, en hidrocarburos.
Las lutitas ricas en arcillas, son malas candidatas tanto para la perforación horizontal, como para el fracturamiento hidráulico y peor aun, si contienen arcillas hinchables al agua, porque inhiben la producción de los hidrocarburos y generan una gran cantidad de problemas operativos.
De la misma manera que los yacimientos convencionales de petróleo y gas, las lutitas con potencial de producir hidrocarburos, muestran características específicas, que las diferencian de las lutitas, con poco o ningún potencial, en los registros eléctricos, las cuales se calibran, con los datos de los núcleos que se extraigan de los pozos.
Las características geológicas, especialmente las fracturas naturales, afectan la productividad del pozo. El conocimiento de la densidad y orientación de las fracturas, y de las propiedades de los esfuerzos locales, ayudan a tomar las decisiones sobre la ubicación y espaciamiento de los pozos, así como también a optimizar el programa del fracturamiento..
Los yacimientos convencionales se pueden drenar a través de grandes distancias, en cambio la recuperación de estos recursos de las lutitas, dependen de un óptimo espaciamiento entre pozos y de la maximización del volumen estimulado mediante fracturación.
Es necesario hacer corridas sísmicas, para determinar si hay fallas geológicas en el área. La existencia de fallas puede ser un gran problema cuando un operador está fracturando hidráulicamente, un intervalo de lutita.
Una falla geológica puede dominar el crecimiento de la fractura y reorientar
toda la energía del tratamiento dentro del sistema de fallas y fuera de la zona de destino. Las subsecuentes etapas de fracturación pueden crecer a través de
las fallas estimuladas previamente, lo cual agrega muy poco al volumen total estimulado.
Las fallas también funcionan como conductos que dirigen los tratamientos de fracturamiento hidráulico hacia zonas productoras de agua, lo cual puede potencialmente anular o reducir en gran medida la producción de hidrocarburos
Schlumberger, es también, que mas sabe elaborar el modelo geomecánico, tan necesario para determinar la orientación de los esfuerzos locales y en especial los horizontales, que orientaran hacia donde construir la sección horizontal del pozo.
Los recursos en lutitas, generalmente cubren grandes áreas geográficas y sus características de registros, pueden no variar significativamente, en sentido lateral en toda la cuenca.
Sin embargo, la sutil, y a veces no tan sutil, heterogeneidad lateral, dentro de estas secuencias resulta en áreas con características que contribuyen a una mayor producción y estimulación por el fracturamiento hidráulico.
Schlumberger, dentro del modelo geomecánico, es quien determina los parámetros que requiere Halliburton, para el diseño y ejecución del fracturamiento hidráulico multietapas
Recientemente, Schlumberger. Introdujo el servicio Performance Live, que optimiza a control remoto, las operaciones en el sitio del pozo, al tiempo que mejora la seguridad y la eficiencia de la actividad. El servicio incluye experiencia en tecnología y dominio, dentro de un ecosistema digital, aprovechando, aplicaciones basadas en la nube y flujos de trabajo de datos automatizados, a través de una red, segura y sólida
Recién termina, de colocar en el mercado, la mecha de mecha de perforación
Strata Blade, a través de su filial Smith Bits, la cual es de elemento diamantado cóncavo ,que mejora la tasa de penetración (ROP) ,en una amplia gama de tipos de formaciones , al tiempo que resiste el daño, por el impacto de la perforación , de formaciones intercaladas
En pozos horizontales, de alcance extendido, la Strata Blade, perfora con una ROP más alta, en comparación con las PDC tradicionales, con cortadores planos.
1C. Halliburton: Diseña la trayectoria del pozo, hasta llegar a la cara de la formación y por supuesto también la perforación horizontal, dentro del yacimiento. Las herramientas MWD y LWD( medición de la ubicación geográfica de la sarta de perforación y los registros eléctricos ,durante la perforación ) son de Halliburton y tienes que pagárselas, si se atasca la sarta de perforación y no puedes recuperarla..
El atascamiento de la sarta de perforación, es una permanente espada de Damocles, que mantiene todo operador, que perfora pozos horizontales Venezuela, le debe una millonada de dólares a Halliburton, por herramientas MWD y LWD perdidas en los pozos.
Es asombrosa, las permanentes mejoras tecnológicas, que implementa, constantemente, Halliburton, en la perforación de pozos: acaba de lanzar una nueva mecha de perforación híbrida (Crush & Shear), que combina la eficiencia de los cortadores tradicionales, de diamante de diamante policristalino (PDC),con las capacidades ,de reducción de torque , de los elementos rodantes, para aumentar la eficiencia de la perforación y maximizar la estabilidad de la mecha , a través de los cambios de formación.
El año pasado, Halliburton, introdujo el servicio de telemetría de perforación automatizada, Quick Pulse, el cual ayuda a los operadores a perforar pozos laterales más largos, tomar mejores decisiones de la dirección y reducir el tiempo del pozo, para maximizar el valor de sus activos.
El sistema QuickPulse combina sensores direccionales, de vibración y de rayos gamma, con una fuerte señal de transmisión que supera la mayoría de las interferencias de fondo de pozo. El sistema prioriza automáticamente las vibraciones críticas, la cara de la herramienta y las mediciones de inclinación del fondo del pozo, lo que permite decisiones de perforación rápidas. Transmite datos en intervalos tan rápidos como tres segundos y mediciones de levantamiento completas, en tan solo 24 segundos
Halliburton introdujo , el mapeo de yacimientos en 3D,una nueva capacidad de registro, durante la perforación (LWD),la cual proporciona una representación detallada , de las estructuras del subsuelo, para mejorar la selección, de las localizaciones de los pozos ,en reservorios complejos
Tambien, recientemente, Halliburton, colocó en el mercado, unos nuevos equipos, de tipo electromecánicos, para el corte de tubería
Las nuevas herramientas, incluyen configuraciones de cuchillas o aspas simples giratorias, de alta precisión, en un punto predeterminado de la tubería, permitiendo a los operadores, realizar cortes en menos de dos minutos. Esta nueva tecnología, elimina la necesidad de cargas explosivas y cortadores químicos tradicionales., mejorando la seguridad de las operaciones , facilitando la recuperación de la tubería, en caso de pega de la misma ,durante la perforación o por operaciones de abandono del pozo.
Halliburton, ha evolucionado positivamente, en el proceso del fracturamiento hidráulico, el proceso mas complejo y costoso, en la explotación de las lutitas .Hace pocos años, presentó su programa “frac of the future”.
En un esfuerzo, por incrementar, el uso del gas natural, como combustible para motores, la firma desarrolló ,una solución técnica ,para la conversión de los equipos de bombeo ,utilizados en la fracturación , a un sistema dual, diesel/gas natural, mas eficiente ,mas limpio y. la extraordinaria bomba Q10, con un sistema de mezcla, que reduce las posibilidades de fracaso, en comparación con las mezcladoras tradicionales y el uso de alternativas, eficaces y económicas , a los biocidas ,que reducen , significativamente, las bacterias.
Es también digna de mencionar, el sistema de almacenamiento vertical implementado, el cual reduce las necesidades de espacio, en los pozos a fracturar.
Deseo cerrar, todos estos elogios, a Halliburton, para justificar su inclusión, en la Asociación Estratégica que propongo, mencionando, que esta empresa, a través de su filial , Landmark , presentó Digital Well Operations Decisión Space 365, una solución en la nube, la cual representa, el primer software, de operaciones de pozos ,abierto e integrado a la industria, que conecta a la perfección, toda la cadena de valor: operadores ,proveedores de servicios, de logística y de plataformas
Las operaciones de pozos digitales, conectan el sitio de la plataforma y los trabajadores de campo, con los centros de operaciones remotos, mediante el Live Plan, el cual es un gemelo digital del pozo, que crea y mantiene, vistas en tiempo real, de cada fase del pozo, combinando el diseño y la ejecución, para aumentar, la eficiencia operativa y reducir los costos de construcción del pozo.
He intentado, de la mejor manera, que he podido, justificar la creación de una Asociación Estratégica , Exxon Mobil , Schlumberger, Halliburton y la petrolera estatal correspondiente, como una buena opción ,para la explotación de las lutitas, en donde el Estado ,sea el propietario de los recursos de hidrocarburos.
Parece que el mundo petrolero , se ha percatado, de la utilidad, de las Asociaciones Estratégicas ,en la explotación de los hidrocarburos:: la noruega Equinor, Exxon Mobil y Petrogal, la unidad brasileña de la portuguesa Galp, explotan, el área de Bacalhau, un activo importante, en el área brasileña del presal, de la cuenca de Santos, con participaciones de 40%,40%y 20% ,respectivamente.
- Plan de Pozos Pilotos integrales
Se deben perforar, tantos pozos verticales, como horizontales, para correrle los registros eléctricos de última tecnología , tomarle núcleos y efectuarles fracturamientos hidráulicos multietapas, como sean necesarios, con las respectivas corridas de registros de producción, post fracturamientos, que permitan determinar, en toda su extensión, la prospectividad, productiva y rentabilidad de las lutitas ,en cuestión ,antes de iniciar , el proceso de explotación de las mismas ,con el espaciamiento entre los pozos ,debidamente definido.
Este plan, de los pozos pilotos integrales, que se deben perforar, debe ser preparado por la Asociación Estratégica.
- Constitución de Equipos de Trabajo, , integrados por representantes de las empresas, de la Asociación Estratégica, para
- La. Protección, Reporte y Requisitos de Descarga, de los Recursos Hídricos
- Desplazamiento de las Sustancias Químicas
- Control, Prevención, Reporte y Limpieza de Derrames
- Seguridad de los Trabajadores y de las Operaciones
- Relación con el Ente Regulador Estatal
- Consecución de los Permisos de Perforación de los Pozos, con la ubicación de la plataforma o terreno del pozo, programa de revestidores y cementaciones., incluyendo corrida de registros de cementación, de última tecnología y pruebas de presión, a cada revestidor cementado, de manera de eliminar, toda posibilidad de comunicación entre los estratos de agua potable y los estratos de hidrocarburos o de agua, inferiores.
- Presentación del Plan de los Pozos, a construir, para la obtención del agua, para los fracturamientos hidráulicos.
- Presentación del Plan de los Pozos ,que se perforararan ,para recibir los desechos , de los fracturamientos o la utilización de pozos abandonados ,con ese propósito ,previa evaluación mecánica de los mismos, con ese propósito (“waste wells disposal”)
- Plan de Protección Integral, para especies amenazadas o en peligro de extinción
- Plan de manejo del agua., de los pozos productores
- Permiso vial y de construcción ,de accesos, a carreteras estatales
- Permiso de enlace, a carreteras existentes
- Permiso para tendido de tuberías ,que crucen cuerpos de agua
- Permiso para uso de aguas pluviales, en actividades de construcción
- Permiso para cruzar, cuerpos de agua, de servicio público
- Permiso para cruce, de carreteras menores
- Permiso para cruce temporal, de carreteras
Referencias
- Barriles de Papel No. 177: El rol del Estado en el desarrollo de los hidrocarburos en lutitas , Académico Ing. Diego González Cruz
- Estatutos Federales y Estadales de los EEUU, en la explotación de las lutitas
- Publicaciones de la Revista Petroleum : Editor in Chief, Jorge Zajía
- Publicaciones Técnicas de Schlumberger
