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IOR-EOR:
Una oportunidad histórica para México
Dr. Edgar Rangel Germán
26-Marzo-2015
1
CONTENIDO
i. Introducción
ii. Definiciones Relevantes
iii. IOR-EOR vs otras alternativas
iv. Metodología
v. Potencial de México
vi. Casos con mayor potencial
vii. Requerimientos para su implementación
viii. Retos
ix. Conclusiones
2
i. Introducción
Declinación de producción y decremento de reservas
Fuente: Comisión Nacional de Hidrocarburos, 2015
3
i. Introducción
Histórico de tasa de restitución de reservas a nivel nacional
Fuente: Comisión Nacional de Hidrocarburos, 2015
4
ii. Definiciones Relevantes
Etapas Tradicionales de Recuperación
Recuperación Primaria
Recuperación Secundaria
Expansión del sistema rocafluidos
Empujes: por gas en solución,
acuífero y/o casquete de gas
Desplazamiento por agua
Segregación gravitacional
Mantenimiento de Presión
(Inyección inmiscible de gas)
+ Sistemas artificiales
Recuperación Terciaria
Cualquier método aplicado
después de la Recuperación
Secundaria.
•Miscible
•Térmico
•Químico
•Otros
5
ii. Definiciones Relevantes
Clasificación convencional de métodos de EOR
Fuente: Lake et al., 1992.
6
ii. Definiciones Relevantes
Recuperación Mejorada o Enhanced Oil Recovery (EOR)
•
EOR, por sus siglas en inglés, se define como el conjunto
de métodos que emplean fuentes externas de energía y/o
materiales para recuperar el aceite que no puede ser
producido por medios convencionales (recuperación
primaria y secundaria).
•
Internacionalmente se ha aceptado que se dividan en
cuatro grandes grupos: métodos térmicos, métodos
químicos, métodos de inyección miscible de gases y otros
(como microbiana, eléctricos, otros).
7
ii. Definiciones Relevantes
Recuperación Avanzada o Improved Oil Recovery (IOR)
•
IOR, por sus siglas en inglés, fue un concepto definido
posteriormente al de EOR.
•
En algunas definiciones, IOR y EOR se utilizan como
sinónimos; en otros, el EOR es un subconjunto del IOR.
•
El IOR en sentido estricto también abarca un amplio
rango de actividades como implementación de técnicas
mejoradas
de
caracterización
de
yacimientos,
administración de yacimientos, y perforación de pozos de
relleno.
8
ii. Definiciones Relevantes
Aceite Remanente
Fuente: SPE-SLB (2010)
9
ii. Definiciones Relevantes
Diferentes Enfoques
Fuente: Izgec, 2012; Zeinijahrom, 2011; Rifaat, 2010.
10
ii. Definiciones Relevantes
Clasificaciones más generales
Fuente: Comisión Nacional de Hidrocarburos, 2012.
11
ii. Definiciones Relevantes
Aceite incremental recuperado (AIR) por EOR.
Incremento en la recuperación
sin acelerar la producción.
Menor recuperación
acelerando la producción.
Fuente: Lake, 2014.
Misma recuperación acelerando
la producción.
Mayor recuperación reduciendo
la producción.
12
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
Tasa Integral de Restitución de Reservas
𝐓𝐑 𝐈𝐧𝐭𝐞𝐠𝐫𝐚𝐥 =
i.
ii.
iii.
iv.
𝐈𝐧𝐜𝐨𝐫𝐩𝐨𝐫𝐚𝐜𝐢ó𝐧 ± 𝐃𝐞𝐥𝐢𝐦𝐢𝐭𝐚𝐜𝐢ó𝐧 ± 𝐃𝐞𝐬𝐚𝐫𝐫𝐨𝐥𝐥𝐨 ± 𝐑𝐞𝐯𝐢𝐬𝐢𝐨𝐧𝐞𝐬
× 𝟏𝟎𝟎
𝐏𝐫𝐨𝐝𝐮𝐜𝐜𝐢ó𝐧
Incorporación de volúmenes nuevos a través de la exploración.
Delimitación de campos.
Desarrollo de campos.
Revisiones como resultado de la adquisición y el análisis de nueva información.
13
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
Volúmenes de Aceite
Fuente: Comisión Nacional de Hidrocarburos, 2014
14
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
Aceite Remanenete = 200 mmmb*
=
1,000,000,000
Barriles de Aceite
=
1 mmmb
* = Aceite
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
Reservas 1P = 9.8 mmmb*
* = Aceite
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
+
= Reservas 2P = 1P + 7.8 = 17.6 mmmb*
* = Aceite
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
+
+
= Reservas 3P = 1P + 2P + 11.7 = 29.3 mmmb*
* = Aceite
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
Recursos prospectivos
= RESERVAS 3P = 29.3 mmmb*
Aguas profundas
18.6 mmmb*
* = Aceite
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
Recursos prospectivos
= RESERVAS 3P = 29.3 mmmb
Aguas profundas
18.6 mmmb*
No convencionales
32 mmmb*
* = Aceite
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
Reservas de campos costa afuera en la zona estadounidense
del Golfo de México
Fuente: BOEM, 2014
Costa afuera
E.E.U.U.
Concepto
(mmbpce)
Total
Mediana
Media
56,155
10
44
21
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
Principales descubrimientos de aguas profundas en el mundo en 2014
País
Campo
Tirante
de Agua
(m)
Tipo de Fluido
Recursos
Totales
(mmbpce)
Angola
Orca
990
Aceite
403
China
Lingshui 17-2
1450
Gas
352
Senegal
SNE
1100
Aceite
330
E.E.U.U.
Anchor (GC 807)
1580
Aceite
300
E.E.U.U.
Guadalupe (KC 10)
1209
Aceite
300
Tanzania
Piri
2360
Gas
282
Colombia
Orca
674
Gas
264
Mauritania
Frégate
1627
Aceite, Gas y Cond.
250
Senegal
FAN
1427
Aceite
240
Angola
Bicuar
1560
Aceite, Gas y Cond.
194
Gabon
Leopard
2114
Gas
176
China
Lingshui 25-1
975
Gas
176
Tanzania
Taachui
609
Gas
176
E.E.U.U.
Leon (KC 642)
1867
Aceite
150
Tanzania
Giligiliani
2500
Gas
141
México
Exploratus
2500
Aceite y gas
125
Indonesia
Merakes
1372
Gas
114
Tanzania
Kamba
1379
Gas
114
Angola
Ochigufu
1337
Aceite
105
Costa de Marfil
Saphir
2300
Aceite
100
Brasil
Pitu
1733
Aceite
100
E.E.U.U.
Rydberg (MC 525)
2273
Aceite
100
Fuente: Wood MacKenzie, 2015
22
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
Casos de éxito de IOR-EOR
•
Duri
•
Ekofisk
•
Prudhoe Bay
•
Yates
23
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
Duri
Fuente: C&C DAKS, 2014.
24
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
Ekofisk
Fuente: C&C DAKS, 2014.
25
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
Ekofisk
Inyección continua de agua
100
90
Corte de agua (%)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
Recuperación
a la fecha (% del aceite en sitio)
.
Fuente: CNH con información de C&C DAKS, 2014
70
80
26
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
Prudhoe Bay
Fuente: C&C DAKS, 2014.
27
iii. IOR-EOR vs otras
alternativas
Yates
Fuente: C&C DAKS, 2014.
28
iv. Metodología
Métodos para escrutinio para la selección del EOR
Método
Consideraciones
Convencional
gráficas cruzadas y de
tipo radar comparando
propiedades como la
densidad, viscosidad,
temperatura, porosidad,
permeabilidad y
profundidad
Geológico
Avanzados
Híbridos
tipo de trampa, el
ambiente de depósito,
la era geológica, la
litología, el tipo de
estructura, y
diagénesis; así como
los coeficientes de
Dykstra-Parsons (DP)
Material
Literatura
Software
Literatura
minería robusta de
datos y téc nic as de
inteligenc ia artific ial
c omo redes
neuronales, lógic a
difusa y sistemas
expertos
Literatura
Convenc ional +
Geológic o
Software
Convenc ional +
Geológic o + Avanzado
Literatura
Autor
Carcoana
Taber
Green y Willhite
Turta y Singhal
PRIze, Canadá
Sword, Noruega
silisiclásticas
Kanp
Caers
Henson
Cokinos
Marique
carbonatos
Allan y Sun
Peden
Allain
Alegre
Ali
Hutchin
Balch
Mohaghegh
Weiss
Abdulraheem
Hamada
SelectEOR, Canadá
EORgui, Reino Unido
Rangel-German et
al.
Año
1992
1997
1998
2001
2007
2007
1999
2000
2001
2004
2007
2003
1991
1992
1993
1994
1996
2000
2000
2000
2009
2009
2011
2014
2012
29
iv. Metodología
Métodos para escrutinio para la selección del EOR
Árboles de
Decisión
Fuente: Comisión Nacional de Hidrocarburos, 2012..
30
iv. Metodología
Teorema de Naïve Bayes
𝑃𝑟
𝑆𝑖 − 𝑆𝑓 ≥ 0.15
=
𝐸𝑖
𝑃𝑟
𝐸𝑖
∗ 𝑃𝑟 𝑆𝑖 − 𝑆𝑓 ≥ 0.15
𝑆𝑖 − 𝑆𝑓 ≥ 0.15
𝑃𝑟 𝐸𝑖
La probabilidad de que un candidato (yacimiento) tenga un cambio de saturación mayor
o igual a 15% (por ejemplo) dado que se tiene un grupo de variables conocida del
Sistema roca fluido y la tecnología a aplicar (vapor, tipo de formación, porosidad,
permeabilidad, profundidad. Grados API, viscosidad, temperatura y saturación inicial de
aceite).
Etapa 1:
Entrenamiento de la herramienta usando las bases de datos.
Etapa 2:
(Prediccion) de resultados para los candidatos (yacimientos) a estudiar.
31
v. Potencial de México
Two rankings were calculated: (1) According to the probability of having a change
in saturation of at least 15%. (2) With the expected oil volume to be recovered,
Ejercicio con 2 jerarquizaciones, la 1ra de acuerdo a la probabilidad de obtener un
(i.e.
the recoverable volume times the Bayesian probability associated to at least
cambio en la saturación de aceite de al menos 15%, y la segunda respecto al volumen de
aaceite
15% que
change
in oil recuperar
saturation).
se espera
Ranking Ranking2 Candidate # Prob[Si-Sf]>15
3
5
2
4
6
7
13
8
16
18
20
9
10
1
11
14
17
19
12
15
21
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
30
22
182
126
118
222
62
214
54
78
70
358
350
654
342
334
294
286
526
518
310
58%
53%
88%
57%
52%
51%
27%
46%
23%
19%
16%
42%
37%
93%
30%
26%
21%
18%
30%
26%
11%
Porosity
(%)
°API
Depth
(mts)
10
10
3
9
9
10
10
10
10
10
10
12
12
25
8
8
10
10
11
11
8
29
29
12
32
32
36
39
36
39
44
44
26
26
10
38
38
43
43
37
37
40
1,250
1,250
2,061
1,100
1,100
1,200
1,100
1,200
1,100
1,200
1,200
1,150
1,150
650
975
975
1,200
1,200
1,150
1,150
1,200
Temperature Viscosity
(°C)
(cp)
60
60
34
60
60
60
61
60
61
62
62
61
61
48
62
62
62
62
63
63
64
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
8
8
1,084
4
4
0
0
2
2
1
Formation
Siliciclastics
Siliciclastics
Carbonates
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Siliciclastics
Permeabilities
RV
Technology
(mD)
(MMBbl)
0.19
0.19
515.68
0.26
0.26
0.31
0.05
0.31
0.05
0.70
0.70
0.17
0.17
2,248.93
0.15
0.15
0.24
0.24
0.17
0.17
0.19
Steam
CO2
CO2
Steam
CO2
Steam
Steam
CO2
CO2
Steam
CO2
Steam
CO2
Steam
Steam
CO2
Steam
CO2
Steam
CO2
Steam
6,880
6,880
3,282
4,016
4,016
2,618
4,828
2,618
4,828
4,773
4,773
1,705
1,705
647
1,763
1,763
2,051
2,051
899
899
2,013
E[0.15*RV]
(MMBbl )
32
597
546
432
343
313
198
192
179
166
132
112
107
95
90
80
70
63
54
40
35
34
v. Potencial de México
Aceite
Remanente
en sitio
135 mmm bls
80 mmm bls
EOR @
5% ROIP
6.8 mmm bls
4 mmm bls
Ritmo máximo
de producción
de aceite
@ R/P = 30 años
1 mmbpd
El potencial de IOR-EOR es inmenso
33
vi. Casos con mayor
potencial
•
Carbonatos Fracturados (Cantarell y KMZ)
•
Chicontepec
•
Aceites Pesados y Extrapesados Terrestres y Marinos
34
vi. Casos con mayor
potencial
Carbonatos Fracturados (Cantarell y KMZ)
Distribución del “matriz” y
“fractura” para aceite entre los
sistemas de Akal
•
•
•
Aplicación de Métodos de CEOR y
Sudación Inteligente.
1979
40
%
Matriz
Fractura
60
%
2013
Especialistas en la administración
integral de yacimientos naturalmente
fracturados (YNF) con énfasis en
métodos de recuperación avanzada
(IOR).
Akal ha atravesado por varios
métodos de recuperación mejorada y
parece que el Chemical EOR es la
siguiente etapa.
10
%
90
%
Volumen Original
Volumen Remanente
35
vi. Casos con mayor
potencial
Chicontepec
Estos depósitos turbidíticos
de gran heterogeneidad
almacenan
de barriles de crudo
¿Cuáles son los retos?
Caracterización y
administración de
depósitos del tipo
yacimientos compactos
Perforación no
convencional
Fracturamiento intensivo
Se requiere un progarma
agresivo de IOR-EOR 36
vi. Casos con mayor
potencial
Aceites Pesados y Extra-pesados Terrestres y Marinos
•
De los principales campos de aceite pesado y
extrapesado destacan: Kayab, Pit, Ayatsil,
Cacalilao y Pánuco, con valores cercanos o
superiores a los 3,000 millones de barriles de
aceite.
•
Proyecto Samaria Neógeno: Piloto exitoso de
de inyección térmica de vapor. Inicialmente
de forma cíclica (huff and puff).
•
En países como Alaska, Canadá, Venezuela,
Rusia, los métodos de recuperación térmica
son necesarios desde el inicio de la
explotación de los campos, de otra forma los
factores de recuperación esperados son muy
bajos (<5%).
37
vii. Requerimientos para su
implementación
•
Cambio del paradigma en la explotación de campos.
•
Definición de una Política Pública por IOR-EOR.
– Gasificación de México
– Fondos Conacyt
– Proyectos virtuosos Gobierno-Academia-Industria
– Régimen fiscal ad hoc
38
vii. Requerimientos para su
implementación
•
Regulación de IOR-EOR.
Inicio oportuno de las operaciones de EOR para todos los yacimientos
competitivos y los no tan competitivos.
Presentación oportuna de un plan de mantenimiento de presión para los campos.
Presentación periódica de volúmenes de aceite, gas y otras sustancias
inyectadas, producidas o generadas.
–
–
–
•
Administración de proyectos de IOR-EOR.
•
Economía del proyecto
•
Experimentos de laboratorio
•
Identificación de análogos
•
Grupo de Trabajo y capacitación de personal
•
Materiales
•
Actividades de perforación de pozos
•
Pruebas Piloto
•
Procesos de selección de los métodos IOR-EOR.
•
Masificación
•
Caracterización de Yacimientos
•
Modelado numérico
39
viii. Retos
Retos relacionados con recursos humanos
•
Se requiere una cantidad sin precedentes de especialistas, profesionistas y técnicos con
experiencia en:

Métodos de EOR, así como el desarrollo de una
gestión de suministro de materiales a escalas con
las que nunca hemos trabajado.

Administración
integral
de
yacimientos
naturalmente fracturados (YNF) con énfasis en
métodos de recuperación avanzada (IOR) en
estos yacimientos; es probable que en el mundo
existan menos de diez expertos en EOR en YNF.
•
Caracterización y administración de depósitos del tipo “tight oil”, perforación no
convencional y fracturamientos, así como en métodos de IOR-EOR para
yacimientos altamente heterogéneos.
•
Aceites pesados y extrapesados y viscosos.
40
viii. Retos
•
Retos Tecnológicos.
–
–
•
Tecnologías de IOR-EOR en (a)Yacimientos Naturalmente Fracturados, (b)
Chicontepec, (c) Aceites pesados y viscosos.
Tecnologías para yacimientos costa fuera, fracturados, con alto contenido de
ácido sulfhídrico, alto contenido de dióxido de carbono y alta presión y
temperatura.
Retos de Infraestructura.
–
–
–
–
Infraestructura costa fuera para EOR.
Desarrollo de Chicontepec: Manejo masivo de materiales como agua,
apuntalantes, químicos, aditivos, etc.
Infraestructura superficial como caminos, ductos, compresores, estaciones de
bombeo, etc.
Tuberías de revestimiento y cementos que soporten las altas temperaturas a las
que el vapor es inyectado, así como la infraestructura superficial relacionada con
la generación de vapor.
41
ix. Conclusiones
•
La industria internacional ha demostrado que los métodos de IOR-EOR son
reales, tangibles, y han contribuido con grandes volúmenes a las reservas y
producción internacional. Los factores de recuperación observados son
superiores al 50%, y en México los factores de recuperación objetivo no tienen
por qué ser menores.
•
A pesar de los vastos recursos de hidrocarburos que México posee la
producción continúa declinando, al igual que las reservas.
•
Existen diversas actividades para incrementar reservas que pueden, en su
momento, contribuir a la plataforma de producción. Algunas de las más
importantes, son las relacionadas con la recuperación avanzada y recuperación
mejorada (IOR-EOR).
•
Los casos de éxitos del mundo presentados y la metodología de análisis de los
volúmenes recuperables a través de IOR-EOR, representan justificaciones
excelentes para lanzar un programa agresivo de estas iniciativas a nivel
nacional en donde estén involucrados los esfuerzos del Gobierno, Academia e
Industria.
42
ix. Conclusiones
•
Las únicas alternativas que pueden competir en la misma escala con los
volúmenes disponibles a través de IOR-EOR, en la consecución de la
restitución de reservas o incremento en la plataforma de producción son:
–
–
(i) la exploración en costa fuera (especialmente en aguas profundas)
(ii) desarrollo de recursos no convencionales.
Este estudio demuestra que el IOR-EOR presenta ventajas significativas sobre las
otras dos, entre ellas se encuentran el menor riesgo geológico, la infraestructura
asociada a su desarrollo y en muchos casos el costo de producción por barril.
43
ix. Conclusiones
•
Los volúmenes disponibles para el IOR-EOR podrían contribuir a duplicar la
reserva probada del país e incrementar la plataforma de producción en varios
cientos de miles de barriles diarios.
•
Los tres principales retos para el éxito del IOR-EOR son: los relacionados con
los recursos humanos, los relacionados con recursos tecnológicos y los
relacionados con la infraestructura.
•
Los esfuerzos realizados en estos temas en México no han sido proporcionales
al potencial disponible. Nos encontramos en un momento para tomar
decisiones fundamentales para los próximos diez años.
44
IOR-EOR:
Una oportunidad histórica para México
Dr. Edgar Rangel Germán
26-Marzo-2015
45
Costos
Precio de la Mezcla Mexicana 44.3 dls 17-03-15
Fuente: CNH, y SE 2015.
46
Pronósticos de Precios
“Talking to their books”
Fuente: WoodMacKenzie (2015)
Fuente: Bloomberg y Arezki (2015)
Fuente: CNH, y SE 2015.
Fuente: Citi (2015)
47

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