Conociendo el yacimiento petrolífero | Ingeniería de yacimientos

Resulta necesario para las actividades de perforación de un pozo y el diseño de los métodos de producción, el poder conocer el comportamiento y forma de un yacimiento petrolífero. De los estudios prospectivos del yacimiento se puede saber con exactitud las arenas contentivas de petróleo que se pueden cañonear, o por ejemplo con el estudio del yacimiento en relación al mecanismo de producción se puede diseñar el método de producción de una cantidad de pozos de algún yacimiento determinado.

Para conocer todos los fundamentos básicos que encierra la ingeniería de yacimientos, el ingeniero de petróleo debe tener conocimientos básicos de geología, no solo en lo que concierne su formación académica sino también con todo aquel recurso práctico y profesional que pueda adquirir en el campo laboral.

¿Qué actividad petrolera contempla el estudio y análisis de un yacimiento?

Sin lugar a dudas que la actividad que sirve de ayuda para poder interpretar, analizar y estudiar un yacimiento petrolífero es la perforación.

Con la perforación de un pozo exploratorio se pueden extraer datos que pueden ayudar a simular el comportamiento estructural y geológico de un yacimiento, la información recopilada de la perforación de pozos tanto exploratorios como en desarrollo contempla sub actividades como el análisis de ripio, perfilaje de pozo, muestras de núcleos, pruebas de presión y producción.

Lo que se puede concluir con toda certeza, es que de obtener una correcta interpretación de la información recolectada en las actividades de perforación de pozos se obtendrá una buena descripción del yacimiento en función a su forma geológica y los fluidos que contiene, a parte de la estimación que se pueda realizar de ciertos parámetros petrofísicos como porosidad, permeabilidad y saturación de fluidos.

^{Imagen elaborada por @carlos84 utilizando las herramientas de Microsoft PowerPoint, la imagen del taladro tiene la siguiente Fuente de imagen}

^{Imagen elaborada por @carlos84 utilizando las herramientas de Microsoft PowerPoint, la imagen representativa del yacimiento tiene la siguiente Fuente de imagen}

Fuente generadora de hidrocarburos

Existen muchas teorías acerca de la formación de los hidrocarburos, pero la más aceptada es la de origen orgánico, lo cual es muestra de que la materia orgánica tuvo que ser sintetizada por organismos vivos, por lo que su deposición y preservación tuvo que haber sido en sedimentos, existen ciertas condiciones geológicas que dan lugar a que esa materia orgánica haya sido transformada en compuestos de naturaleza petrolífera.

Estudios litológicos confirman que existe una fundamentación científica argumentada en la idea que la base principal para la generación de materia orgánica fue la fotosíntesis, los estudios confirman que apareció hace aproximadamente unos 2000 millones de años en tiempo del precámbrico. Algunos animales grandes contribuyeron a la formación de materia orgánica sedimentaria, sin embargo los principales organismos que contribuyeron a la generación de material orgánico sedimentario fueron las bacterias, fitoplancton, zooplancton, algas y plantas de mayor tamaño.

Para que los hidrocarburos finalmente hayan podido ser almacenados en los reservorios que hoy en día tratamos de estudiar mediante la ingeniería de yacimientos tiene que existir un proceso de migración de los hidrocarburos, por lo que resulta conveniente explicar:

¿Qué procesos migratorios tienen los hidrocarburos?

Es necesario realizar una serie de análisis para comprender las contradicciones que se originan una vez que nos realizamos las siguientes interrogantes:

[1] ¿Dónde se encuentran almacenados los hidrocarburos?

Los estudios geológicos y de caracterización realizados a las muestras de ripios en la perforación de pozos, demuestran que la mayoría de los hidrocarburos se encuentran almacenados en rocas (yacimientos) porosas de grano grueso y permeables.

[2] ¿Pueden las rocas porosas y permeables contener materia orgánica insoluble?

Más que poder demostrar si las rocas porosas y permeables puedan contener materia orgánica insoluble, es necesario mencionar que se ha evidenciado la presencia de poca a ningún rastro de materia orgánica insoluble en yacimientos de alta porosidad y permeabilidad.

El que no se consiga o se tenga poca presencia de materia orgánica insoluble en yacimientos porosos y permeables nos hace pensar en la idea de que el hidrocarburo encontrado en estos yacimientos con alta porosidad y permeabilidad no se formó en estos yacimientos, razón por la que surge la tercera interrogante:

[3] ¿Cómo se encuentra el hidrocarburo en rocas porosas y permeables sin haber sido originados en éstas?

Es muy simple amigos, para encontrar hidrocarburo que no hayan sido originados en rocas porosas y permeables tiene que haber existido un proceso migratorio desde la roca madre hasta la roca almacén o denominada también trampa petrolífera, por lo tanto, la mayoría de yacimientos de hidrocarburos son trampas para la migración del petróleo.

^{Trampa estructural: trampa de falla. Fuente de imagen}

Migración de hidrocarburos a través de los poros de una roca almacén:Fuente de imagen

Debido a que los yacimientos petrolíferos en el subsuelo se encuentran saturados de agua, la migración de los hidrocarburos se debe al flujo activo del agua, y debido a que los hidrocarburos son menos densos que el agua su acumulación se hace en la parte más alta de la trampa, ahora bien debemos de tener presente que la migración es detenida por rocas superiores que son relativamente impermeables.

^{Yacimiento: Trampa petrolíferaFuente de imagen}

Importancia de la Ingeniería de yacimientos en la descripción del yacimiento petrolífero

Dentro de la ingeniería de yacimientos existen principios científicos que resultan prometedores para resolver problemas vinculados a la producción de hidrocarburos, estos principios son de gran importancia para resaltar la contribución de la ingeniería de yacimientos en lo que refiere a la descripción del yacimiento como unidad generadora y almacenadora de hidrocarburos.

Con la ingeniería de yacimientos podemos encontrar un conjunto de conocimientos dados al arte de desarrollar y producir fluidos de hidrocarburos con la finalidad de obtener un recobro eficiente, el mecanismo existente para producir petróleo y/o gas natural de manera rentable depende de la capacidad con la que se aplique todos los conocimientos que nos brinde la ingeniería de yacimientos en relación al estudio prospectivo mediante la simulación de yacimientos.

Es importante para la producción de los hidrocarburos que los ingenieros de petróleo entiendan al yacimiento como esa unidad geológica de volumen limitado con características porosas y permeables que pueden albergar una gran cantidad de hidrocarburos de carácter comercial, por lo que cada vez que se vaya a estudiar o interpretar el estudio de un yacimiento para explotar los hidrocarburos de forma comercial se tenga presentes tres ingredientes básicos que deben estar presente en esta actividad:

[1] La fuente: lugar donde se originó los hidrocarburos.

[2] Camino migratorio: Deben existir las condiciones para que el hidrocarburo pueda migrar has la trampa o roca almacén.

[3] Almacenaje / Porosidad: los yacimientos con características porosas y permeables son los candidatos para ser explotados comercialmente.

Conclusiones y aportes

La estructura, forma y tamaño de un yacimiento impacta en el sistema de acumulación y mecanismos de producción del yacimiento, es por ello que resulta conveniente estudiar los yacimientos de petróleo desde dos puntos de vista:

[1] En forma microscópica: en la perforación de pozos exploratorios se puede realizar una toma de núcleo, la cual representa una muestra representativa del yacimiento contentivo de los hidrocarburos que se encuentra en el subsuelo, este debe ser analizado en forma microscópica en el que se pueda analizar el esqueleto mineral de la roca, y de esta forma observar los espacios interconectados de la roca con lo que podemos cuantificar la porosidad del yacimiento.

No solamente el estudio de estos espacios interconectados nos ayuda a predecir la porosidad del yacimiento sino que al estar estos espacios dentro del esqueleto mineral de la roca podemos evidenciar la presencia de petróleo, agua o gas. Esta forma microscópica de ver y entender el yacimiento nos hace entender la clasificación de los yacimientos petrolíferos dentro de las variaciones de la mineralogía

[2] El estudio megascópico del yacimiento debe realizarse cuando se tiene la visión de querer estudiar al yacimiento como un campo petrolífero en general, tomando en cuenta la extensión superficial de la zona productiva como la de la no productiva. Esta visión de estudio representa un interés megascópico de entender el yacimiento desde una forma amplia, esto significa que hay que realizar estudios de simulación de yacimiento para poder entender la forma geométrica de la configuración del yacimiento. Para el caso en que se estudie el yacimiento en una forma de gran magnitud, se debe clasificar los campos petrolíferos según sea las variaciones de la morfología del yacimiento, es en este punto megascópico en la que las variaciones del yacimiento afectan considerablemente su funcionamiento en relación a su mecanismo de producción de petróleo y gas.

^{Imagen elaborada por @carlos84 empleando las herramientas de diseño de Microsoft PowerPoint}

[3] Esta forma megascópica del yacimiento solo puede ser estudiado mediante la simulación de yacimientos, mediante la simulación de yacimientos se desarrollan todos los métodos que puedan servir para predecir el comportamiento del yacimiento a consecuencia de todas as fases presentes. Otras formas preexistentes para desarrollar otros métodos de simulación de yacimientos contemplan estudios analíticos basados principalmente en las teorías de balance de energía, en donde se predice ciertas condiciones a partir de diferentes dimensiones del yacimiento.

[4] Hoy en día gracias al avance tecnológico alcanzado por la humanidad en materia de computación (capacidad de memoria, velocidad de procesamiento) y el comportamiento físico y termodinámico de los fluidos contenidos en los yacimientos, se pueden realizar simulaciones de yacimiento que son más exactas y que logran aproximaciones de lo que posteriormente alcanzan en grados de aporte productivo los yacimientos que se someten a simulación. La simulación ha evolucionado y seguirá evolucionando dentro de la ingeniería petrolera para alcanzar sistemas de modelaje que abarquen más tipos de fluidos con diversas estrategias de explotación y de esta forma obtener el máximo recobro del yacimiento productor.

Referencias consultadas y recomendadas

[1] Ingeniería de yacimientos petrolíferos. Silvain J. Pirson. Traducción de la segunda edición Americana por Hernando Vásquez Silva. Ediciones Omega S.A. Barcelona. España.

[2] Fundamentos de Ingeniería de Yacimientos. Autor: Freddy Humberto Escobar Macualo. Editorial Guadalupe Ltda. Colombia

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