LEGISLACIÓN Y REGULACIÓN ENERGÉTICAModulo: Sector Oil&Gas

Agenda de la Sección 01 – Sector Oil & Gas

• ¿Que son los hidrocarburos?• Petróleo y Gas natural.• Crudos de Referencia• Cadena de actividades del sector Oil & Gas

ExploraciónPerforaciónProducción – Inyección - WorkOverRefinación – En Estación de TratamientoTransporte – Oleoducto/GasoductoRefinación – En RefineríaComercialización

¿Que son los Hidrocarburos?

¿Que son los Hidrocarburos?Son compuestos químicos conformados esencialmente por Carbono (C) e Hidrogeno (H).

Los hidrocarburos se pueden encontrar en los diferentes estados de la materia (gaseoso, liquido y solido).

Su origen se debe a la sedimentación de restos de plantas y animales que debido a la presión y temperatura generada por las capas, por tanto se encuentra atrapado en el interior de las rocas.

Petróleo y Gas Natural

Petróleo:• Su significado del latín es aceite de roca.• Es la mezcla de hidrocarburos líquidos, gaseosos y solidos.• Esta mezcla se destila por medio de calor y se logra separar en sus

elementos básicos.• El petróleo se clasifica como pesado o ligero, entre mas ligero mejor

su calidad.• SARA (Saturados - Aromáticos -Resinas - Asfáltenos)

Gas Natural:• Es una mezcla de hidrocarburos ligeros, compuesto esencialmente

por Metano (CH4)• Pueden encontrarse en los yacimientos de manera libres o asociados

al petróleo o carbón.

Clasificación del PetróleoClasificación API Ejemplo

Liviano 31,1 ° API -Arabian Light (34 °)

Brent (38°)WTI (39,6)

Medio 22,3 ° API 31,1 ° API Fateh (31°)

Pesado 10 ° API 22,3 ° API Maya (21,85°)

Extra Pesado - 10 ° API Bitumen

El crudo también es clasificado a su acidez, es decir por el contenido de ácidos que pueda tener en la mezcla (principalmente H2S).

Para remover el contenido acido de este se utiliza un proceso llamado endulzamiento.

Cada yacimiento esta su crudo (es único debido a que las condiciones son únicas), por tanto poder comparar o venderse, este se clasifica según los valores de referencia, de aquí que salen los crudos de referencia.

Crudos de Referencia1. West Texas Intermediate (WTI) para el crudo estadounidense.

2. Brent, Crudos procedentes del Mar del Norte.

3. Dubái se usa como referencia para la producción de la región Asia-Pacífico.

4. Tapis (de Malasia), usado como referencia para el crudo ligero del Lejano Oriente.

5. Minas (de Indonesia), usado como referencia para el crudo pesado del Lejano Oriente.

6. Arabia Ligero de Arabia Saudita

7. Bonny Ligero de Nigeria

8. Fateh de Dubái

9. Golfo de México (no-OPEP)

10. Minas de Indonesia

11. Saharan Blend de Argelia

12. Merey de Venezuela

13. Tía Juana Light de Venezuela

Crudo WTI – Brent - Dubái

Crudo WTI – Brent - Dubái

Segunda Guerra del Congo

Guerra Irán-Irak

Crudo WTI – Brent - Dubái

11 de septiembre de 2001

Ensayo• Redactar un ensayo sobre los

factores, sucesos sociales y/o económicos que afectan el precio del petróleo para el periodo 2008-2014.

• Un documento de mínimo dos paginas.

• El documento enviarlo en formato electrónico.

• En el próximo martes expondremos nuestras ideas.

E-mail: jwgrimal@gmail.com

¿Por qué la volatilidad del precio Crudo WTI?

• El precio del crudo WTI se cotizó por encima del crudo Brent. • Estados Unidos se convirtió en un productor importante de petróleo y

dejó de ser un importador neto.• Desde mediados de 2010, el incremento en la producción en Dakota

del Norte y en la parte occidental de Canadá superó las necesidades de las refinerías del Medio Oeste de Estados Unidos.

• Incremento en los inventarios de crudo en los almacenes (sobreoferta), que al no poder ser transportados hacia la costa del Golfo, ocasionó una reducción de los precios del WTI.

• Recientemente, el petróleo empezó a fluir hacia la costa del Golfo. Ello originó una reducción de las importaciones de Estados Unidos.

Futuro del crudo Brent• El petróleo Brent es un petróleo de alta

calidad que se extrae del yacimiento británico de Brent, en el Mar del Norte, que está actualmente casi agotado.

• También es llamado Blend Brent, y es excelente para la destilación de gasolina.

• Se utiliza para cotizar aproximadamente el 70% del petróleo mundial.

• Se llama Brent actualmente al crudo de diferentes campos petroleros del Mar del Norte.

• La producción de crudo del Mar del Norte se redujo rápidamente en los últimos años, aunque las perspectivas para lo que resta de la década muestran una producción estable.

• Actualmente se coteja el precio del WTI con el precio de referencia del crudo de la costa del Golfo, denominado Light Louisiana Sweet (LLS).

Cadena de Actividades del Sector Oil&Gas

Upstream Downstream

Bloques de Colombia

Bloque del Caribe Colombiano

Departamento del Atlántico

Exploración• Se realiza exploración sísmica, usando ondas de sonido.• Se pueden realizar Sísmica 2D o Sísmica 3D.• Se toma la decisión de realizar perforación exploratoria.• Video 1

Perforación Exploratoria• El primer pozo que se perfora se llama pozo exploratorio.• Luego de obtener resultados se procede a realizar mas pozos, estos son

de avanzada los cuales permiten encontrar los limites del yacimiento.

Registros de Pozos

• Para realizar un registro se usa una herramienta llamada Caliper.

• Existen muchos tipos de registros, el más usado es el eléctrico.

• Por medio de los registros eléctricos se estudian la columna estructural y los fluidos que contienen.

• Al conocer los fluidos se establecen las arenas productoras, arcillas, roca sellante, entre otros.

• Otros como los sónicos permiten realizar un sonar y determinar fallas, o los limites del yacimiento.

Como funciona un registro eléctrico

Que resultado obtenemos

YacimientosAl realizar los pozos exploratorios y de avanzada se extraen muestras (llamadas corazones) y se realizan análisis petrofísicos especiales para determinar la calidad del yacimiento.

La roca tiene como propiedades:• Permeabilidad• Porosidad• Humectabilidad

Y a partir de las muestras podemos obtener:• Saturación de fluidos• Análisis a de fluidos

De esta manera se realiza una prognosis del Yacimiento.

Perforación de Desarrollo• Estos pozos son usados para

optimizar la producción de fluido del yacimiento.

• Su función puede ser como pozo productor o como pozo inyector de fluido.

• Al conocer la estructura geológica se decide como deben ser los pozos con el fin de minimizar el estrés por fallas estructurales.

• A pesar que se realizan estudios de yacimiento los pozos pueden resultar secos.

Clasificación de los pozosPozo Vertical Pozo Direccional Pozo tipo S

Pozo Horizontal Pozo Multilateral

Ejemplo de terminaciones de Pozos Multilaterales

Trabajos de Completamiento• Se toman muestras de yacimiento.• Se realiza cementación al pozo.• Se corren registros USIT de arenas y

cementación.• Se diseña y ejecuta el plan de cañoneo de

arenas productoras.• Se tomas pruebas de presión.• Se diseña y se instala la sarta de

producción.

Equipos de Servicio a Pozo

Equipos de Servicio a Pozo

Equipos de Servicio a Pozo

Equipos de Servicio a Pozo

Producción de un pozoLa producción de un campo depende de la energía potencial del yacimiento, a medida que el libere la presión se hará mas difícil obtener producción.• Flujo Natural. No usa ningún sistema de levantamiento artificial (SLA) y

fluye de forma natural gracias a la energía contenida en el yacimiento.• Sistema de levantamiento artificial. Usa equipos de bombeo que le

ayuda al pozo producir mediante la liberación de carga de la columna de fluido.

• Sistema de inyección de fluido. Se diseñan nuevos pozos los cuales no serán productores sino inyectores, se usa como fluido desplazante el agua y el gas.

• Sistema de recuperación mejorada o EOR (Enhanced Oil Recovery). Se inyectan químicos, vapor, combustión insitu que permiten mejorar las propiedades del crudo y de la roca para conseguir mayor producción de fluido.

Tipo de bombeo

Sistema de Bombeo Mecánico (BM)

Sistema de Bombeo de Cavidades Progresivas (PCP)

Sistema de Bombeo Electro Sumergible (ESP)

Variables de un Pozo ProductorPara medir la eficiencia de un pozo se revisan variables como:

BSW% de sedimentosCaudales líquidos.RPMNiveles de fluido

Para llevar seguimiento a los pozos se debe hacer un barrido de toma de datos generalmente de forma semanal tomando datos de laboratorio y de forma quincenal pruebas de caudal.

¿Qué pasaría si no hiciéramos estas mediciones?

Pozos InyectoresCuando se pierde presión de yacimiento debido al fluido extraído se pasa a la recuperación secundaria, esta consiste en convertir pozos productores a inyectores o perforar nuevos pozos para darles esta función.

Los pozos inyectores inyectan agua o gas, pero principalmente agua. Estos al dar fluido a la formación presurizan las zonas recuperando presión en el yacimiento, y de esta forma se desplaza el fluido interno por agua.

Estos se clasifican en pozos con completamiento de sarta convencional o pozos con sarta selectiva.

Problemas en los pozosLos pozos tienen una vida productiva, pero como todo elemento de un sistema puede presentar problemas por sus partes o por causas ambientales.

Entre ellos tenemos:• Arenamiento.• Taponamiento de Bomba.• Niveles de fluido bajo.• Daño de válvulas, varillas, tubería.• Rotos, Influjos.• Como causas naturales tenemos Temblores, Tormentas eléctricas,

Animales, Personas (necias y amigas de lo ajeno).• Video 5 – En el interior de un pozo

Planta de Inyección de Agua - PIACuando los yacimientos comienzan a producir pierden su energía (presión de yacimiento), y por tanto la producción tiende a disminuir. Para lograr mantener la presión se usa fluidos que al ser inyectados incrementan la presión en el yacimiento recuperando su presión optima.

La inyección de agua debe ser controlada con el fin de evitar problemas como:• Sobre caudales de inyección.• Influjos en pozos productores.• Fracturamiento.• Aumento en el BSW.• Aumento en los sedimentos.

Como funciona la inyección

Trabajos de Reacondicionamiento

Los pozos fallan o bajaran su rendimiento, por ende se realizan trabajos en los pozos en busca de mejorar el diseño de producción.

Para alcanzar este objetivo los pozos son intervenidos con equipo, estas operaciones se llaman de reacondicionamiento o WorkOver.

Entre los trabajos mas realizados tenemos:• Cambio en el SLA.• Cambio de Válvulas.• Limpieza de arena.• Apertura de nuevas zonas.• Cierre de perforados (Squeeze, tapón, linner ciegos)• Conversión a Pozo Inyector.• Lavado Acido.• Fracturamiento hidráulico.

RefinaciónEl crudo cuando es extraído por lo general tiene componentes no deseados como la arena, el agua y los ácidos, y otros como las emulsiones y gas disueltos.

El proceso de refinación empieza desde que se extrae el crudo y son llevados a baterías o estaciones de tratamiento, en ellas se da una primera refinación buscando obtener petróleo de calidad de venta.

Esquema de una Estación de Tratamiento

Pozo

Manifold

Separador o FWKO

SkimTank

Tratador

Tanque de AlmacenamientoPiscina

TransporteCuando el crudo es procesado por la estación de tratamiento, debe tener un estándar de calidad para poder ser vendido a refinería o ser exportado.

Para realizar el transporte del fluido existen dos formas, por medio de cargue a tractomulas o mediante oleoductos; esto dependerá de las conexiones existentes de los campos petroleros hacia las estaciones de bombeo y de los compradores.

Requisitos de Calidad

Red de oleoductos

Red de Poliductos

Red de Gasoductos

RefineríaEl petróleo luego de ser procesado por la estación tratadora y luego transportado por el operador del oleoducto puede ser entregado a puntos de transporte para ser vendido al exterior y el restante llega a las refinerías del país para ser procesado en materias primas.

Actualmente hay dos refinerías en Colombia una en Barrancabermeja y la segunda en Cartagena.

Las refinerías ayudan a los países para disminuir el precio de los combustibles y materias primas.• Video 07• Video 08

ComercializaciónLa venta de productos va desde el mismo petróleo hasta sus materias primas que fueron procesadas, la industria petroquímica es muy variada y es muy difícil encontrar productos en los cuales no se use algún derivado de los hidrocarburos.

Se encuentra desde la aspirina (fenol para producir acido acetilsalicílico) envases plásticos hasta medio para producir energía eléctrica.

1. ¿Que producto no usara productos de hidrocarburos?

2. ¿Sera posible encontrar reemplazo para el petróleo?

3. El petróleo es un recurso finito, ¿como hacer para aumentar las reservas?, ¿Dejar de consumirlo, cambiar a otros productos?

A partir de todo esto debemos hacer conciencia de uso de los hidrocarburos,