Yacimientos no convencionales, parte 2: Tight gas.

En esta segunda parte de la serie "Yacimientos no convencionales" (aquí puedes ver la parte 1), trataremos con uno de los tipos de yacimientos más conocidos, el tight gas. 

Tight gas es un término comúnmente usado para referirse a los yacimientos de baja permeabilidad que producen mayormente gas seco. Los yacimientos de tight gas tuvieron su boom alrededor de hace 10 años, sin embargo, continúan siendo una parte importante de la producción de gas natural, y en los lugares donde se les comprende bien, se les invierte económicamente de manera significativa.

A pesar de tener varias características en común, separaremos los yacimientos de tight gas de los de gas shale, y a continuación les mencionamos algunas de sus diferencias.

                                              Tight gas                                         Shale gas 

Tamaño de grano           Limo o arena fina                        Mayormente arcilloso

Porosidad                          Menos de 20%                                        Hasta 6%

Contenido orgánico              Hasta 7%                                        Hasta 10% 

          Total

Permeabilidad                 Hasta .1 miliDarcy                      Hasta 0.001 miliDarcy

Roca Generadora            Otra formación                        Auto-generadora (Roca madre)

Trampa                             Facies e hidrodinamicas                     Ninguna

Gas                               Casi todo en espacio poroso             Mayormente adsorbido

Fragilidad                   De cementación carbonatada                    Del sílice

Ilustración de tight gas comparado con otros tipos de yacimientos de gas. Imagen por MagentaGreen

Los yacimientos de tight gas generalmente no pueden producir de manera económica o recuperar volumenes económicamente viables de gas a menos que el pozo sea estimulado con una fractura hidráulica y/o sea perforado horizontalmente. Esto también aplica a los demás tipos de yacimientos no convencionales. Las arenas de tight gas producen alrededor de 6 tcf de gas cada año en los Estados Unidos (cerca del 25 %). En México se pueden encontrar este tipo de yacimientos en la Cuenca de Burgos en el Noreste del país. Mundialmente, se estima que las reservas de gas natural sean alrededor de 7,400 tcf en este tipo de yacimientos.

Reservas de gas no convencional. Fuente: PacWest.

Producción de gas natural en los E.U.A. 

Algunos de los retos más importantes que los geocientíficos se enfrentan al trabajar con este tipo de yacimientos son 1) entender como se cargaron estas rocas con gas, 2) que controla la localización de los famosos "sweetspots" que son altamente productivos, y 3) qué factores, tales como el tamaño del cuerpo arenoso y la heterogeneidad son responsables de las grandes variaciones en las áreas de drene de los pozos.

El análisis de cualquier yacimiento, incluido uno de tight gas, debe empezar siempre con un amplio entendimiento de las características geológicas de la formación. Así, deben conocerse los regimenes tectónicos y estructurales de la cuenca, sus gradientes termales regionales y los gradientes de presión. Conocer la estratigrafía de la cuenca también es de mucha ayuda, y puede afectar varios procesos como la perforación, la terminación y las estimulaciones. Para cada unidad estratigráfica se deberían estudiar diversos parámetros, tales como: El sistema deposicional, las facies genéticas, la madurez textural, la mineralogía, los procesos diagenéticos, cementantes, dimensiones del yacimiento y la presencia de fracturas naturales. Llegar a conocer todos estos factores para entender el tipo de metodologías a usar puede ser la diferencia entre el éxito o el fracaso al momento de perforar en este tipo de yacimientos.

Poros impermeables en una formación de tight gas. Fuente: USGS, www.energy.usgs.gov

En los siguientes posts seguiremos hablando de otros detalles a considerar sobre los yacimientos no convencionales desde el punto de vista de diferentes especialidades; de los diferentes tipos de yacimientos, sus características y otros rasgos de importancia, así como la actividad de la industria petrolera mexicana relacionada con este tipo de yacimientos.

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Yacimientos no convencionales, parte 1...

Probablemente hayas escuchado o leído acerca de ellos, al menos por nombre, en tus clases, en lecturas de congresos, artículos ( a veces publicados por pura moda), o incluso en los noticieros nacionales y extranjeros. Los yacimientos no convencionales son un tipo de reservorio que debido a sus propiedades petrofísicas no habían sido explotados hasta hace poco y forman ya dos tercios de las reservas mundiales de petróleo y gas.

Imagen ilustrativa de los yacimientos convencionales vs. los yacimientos no convencionales.

¿Porqué no habían sido considerados anteriormente? ¿Qué ha cambiado para que ahora si sean considerados?

Las principales razones por las que dichos yacimientos no eran considerados como tales, son sus propiedades petrofísicas, principalmente la porosidad y la permeabilidad. Estos yacimientos tienen porosidades y permeabilidades tan bajas que hace muy difícil (o por lo menos muy costosa) su explotación, aunque hay que aclarar que a veces a pesar de tener (considerablemente) buenas porosidades, la estructura de los granos que conforman la roca hacen que su permeabilidad sea demasiado baja, por lo que no hay que dejarse engañar por la buena calidad de una sola de ellas. Comúnmente se requieren técnicas especiales de perforación y/o recuperación, lo que hacen a los pozos no convencionales más complicados y costosos.

Hoy en día, la razón por la que son considerados para su explotación es principalmente la reducción en costos operativos debido al avance de las tecnologías de perforación y terminación (por ejemplo, el fracturamiento hidráulico, perforación horizontal, etc.), así como a la mejora en las técnicas de caracterización de los reservorios, el incremento de la producción con estos avances tecnológicos ha permitido que la explotación de estos yacimientos se haga rentable en algunas partes del mundo, sin embargo, con la variación de los precios de los hidrocarburos, especialmente en el último año, algunos de estos proyectos se han vuelto poco rentables de nuevo y se han abandonado.

Pero antes de continuar, aclararemos las definiciones de porosidad y permeabilidad, y su importancia para la explotación de estos yacimientos, en caso de que no las sepan.

La porosidad es, de manera sencilla, el volumen de poros que tiene una roca y en el cual se pueden almacenar fluidos. Hay distintos tipos y con diferentes orígenes, pero eso será tema de otro post. Se puede determinar de la definición la importancia de la porosidad. Y es que, en una roca con baja porosidad, no hay mucho espacio para que se almacenen los hidrocarburos, y por lo tanto, tampoco hay mucho volumen para extraer. En otras palabras, no es económicamente explotable. Entre más volumen poroso tengamos, mayor posibilidad de encontrar un buen volumen de hidrocarburos, PERO, hay límites, ya que después de un punto (alrededor de 30%) la roca está muy poco consolidada.

La permeabilidad es básicamente la capacidad de una roca para transmitir fluidos y se mide en darcies o milidarcies. También existen varios tipos de permeabilidad que tienen relación con la cantidad de fluidos presentes y sus interacciones. La permeabilidad es importante en los yacimientos de hidrocarburos ya que esta permite extraer con facilidad dichos hidrocarburos del reservorio. En yacimientos con poca permeabilidad, es necesario realizar técnicas de recuperación, tales como el fracturamiento hidráulico, en el cual, básicamente se inyecta a presión una mezcla de agua, arena y otros químicos, para abrir canales de alta permeabilidad y facilitar la extracción de los hidrocarburos.

Imagen ilustrativa de la porosidad y permeabilidad en una roca.
Por secciones de izquierda a derecha:
Izq.- Sin espacios porosos: Sin porosidad ni permeabilidad.
Medio.- Espacios porosos no conectados: Con porosidad, sin permeabilidad.
Derecha.- Espacios porosos conectados: Con porosidad y permeabilidad.

Tipos de yacimientos no convencionales.

Existen diversos tipos de yacimientos no convencionales, tales como:

- Tight gas.

- Metano de carbón (Coalbed methane).

- Shale gas.

- Shale oil.

- Aceite pesado y arenas bituminosas.

- Hidratos de metano.

En los siguientes posts hablaré de otros detalles a considerar sobre los yacimientos no convencionales desde el punto de vista de diferentes especialidades; de los diferentes tipos de yacimientos, sus características y otros rasgos de importancia, así como la actividad de la industria petrolera mexicana relacionada con este tipo de yacimientos.

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