37
De qué hablamos cuando hablamos de “Shale” La roca generadora como roca reservorio Junio 2011 Inlab S.A. Inés Labayén

shale pirolisis.pdf

Embed Size (px)

Citation preview

  • De qu

    hablamos cuando hablamos de

    Shale

    La roca generadora como roca

    reservorio

    Junio 2011 Inlab S.A. Ins Labayn

  • Shale

    Pelita

  • Shale=Mudstone

  • Acumulacin de Materia Orgnica

    a

    a

    b

    b

    Productividad

    Destruccin

    Dilucin

  • Materia orgnica

    Shale

    Carbn

  • Transformaciones

    qumicasBIOPOLMEROS

    Accin

    bacteriana y

    qumica

    GEOPOLMEROS=

    KERGENO

    Madurez

    PETRLEO

    GAS +PIROBITUMEN

    METANO + GRAFITO

    Cracking

    Primario

    Cracking

    Roca Madre

    Descomposicin

    y CondensacinDiagnesis

    Catagnesis

    Metagnesis

    Cracking

    Secundario

  • Kergeno Green River oil shale

  • Kergeno

    Madurez

    Metagnesis

  • Generacin del petrleo

    Petrleo

    Bitumen

    Roca

    Kergeno

    CANTIDAD

    CALIDAD

    MADUREZ

    Roca Madre

  • COT

  • Maduracin de la Materia Orgnica

    M

    a

    d

    u

    r

    e

    z

    Dead Carbon

    M

    a

    d

    u

    r

    e

    z

  • Pirlisis Rock Eval

    CANTIDAD

    CALIDAD

    MADUREZ

    S1= Hidrocarburos libres [mg de HCs/ g de roca]

    S2= Hidrocarburos generados por cracking primario

    S3=Contenido de Oxgeno

    S4=C Residual

  • Tmax= Parmetro de Madurez

    HI= ndice de H

    OI=ndice de O

    = S2/COT*100

    [mg de HCs/ g de C]

    = S3/COT*100

    [mg de CO2/ g de C]

  • Tipo de Kergeno a partir de

    pirlisis Rock Eval

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    800

    900

    1000

    0 100 200 300

    Indice de Oxgeno

    Ind

    ice d

    e H

    idr

    gen

    o

    Kergeno Tipo I

    Kergeno Tipo II

    Kergeno Tipo III

    Kergeno Tipo IV

    Madurez

    Fm. D-129

    Fm. Vaca

    Muerta

  • Tipos de kergeno

    TIPO DE

    KERGENO

    (Cantidad de

    HCs; IH)

    MACERAL DE

    KERGENOORIGEN

    POTENCIAL

    GENERADOR

    ALGINITA Algas

    Restos sin estructura de

    origen algal

    Material planctnico sin

    estructura y de origen marino

    EXINITA

    Piel de esporas y polen

    cutculas de hojas y plantas

    herbceas

    Restos leosos y fibrosos y Gas / Petrleo

    materia hmica coloidal sin

    estructuraGas

    TIPO IV (Muy

    bajo; < 50INERTINITA

    Restos leosos oxidados y

    recicladosNo generador

    TIPO III (Bajo;

    50- 300)VITRINITA

    TIPO I (Alto; >

    600)

    OILAMORFO

    TIPO II

    (Moderado;

    300- 600)

  • Parmetros de Madurez

  • Reflectancia de la vitrinita GRADIENTE GEOTERMICO0500

    1000

    1500

    2000

    2500

    3000

    3500

    4000

    4500

    0,1 1 10Equi. %Ro

    Pro

    f. (

    m)

    Fm. Arenosa

    Sup.

    Springhill

    T obfe ra

    Fm. Margosa

    Sup.

    Fm. Margosa

    Med.

    Glauc. "A"

    Inoceramus

    Sup.+ Med.

    Margas Verdes

    Inoceramus Inf.

    T

    E

    R

    C

    I

    A

    R

    I

    O

    C

    R

    E

    T

    A

    C

    I

    C

    O

    JURASICO

  • Indice de Alteracin trmica

  • SPI= ndice de Potencial generador

    Indice de potencial generador (Source Potential Index)

    Donde:

    h : Espesor de la Roca Madre ( m)

    : Potencial de generacin promedio (kg de hidrocarburos/ ton)

    d : Densidad de la roca madre (tons/ m3 )

    h (S1 + S2) d

    1000SPI=

    S1 + S2

    Es la mxima cantidad de hidrocarburos que puede ser generada por una

    columna de roca madre por cada m2 de rea (en tons de hidrocarburos /m2 )

    Demaison y

    Hizinga 1994

  • 0100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    800

    900

    1000

    0 100 200 300

    Indice de Oxgeno

    Ind

    ice

    de

    Hid

    rg

    en

    o

    Kergeno Tipo I

    Kergeno Tipo II

    Kergeno Tipo III

    Kergeno Tipo IV

    Madurez

    Fm. D-129

    Fm. Vaca

    Muerta

    TR= Relacin de Transformacin

    TRaprox = HIo - HIpd

    HIo

    HIo = Original

    HIpd = Presente

    HIo = Original

    COTo = Original

    Es una medida de madurez

  • Sistema petrolero:

    El conjunto de elementos y procesos esenciales que relacionan genticamente una porcin de roca madre activa y acumulaciones de petrleo.

    A

    ProcesosElementos

    Roca de sobrecarga

    Roca reservorio

    Roca madre activa

    Formacin de

    trampa

    Generacin de

    hidrocarburos

    Roca sello

    Expulsin y

    migracin

    Acumulacin y

    preservacin

    Shale como reservorio: Sistema petrolero no-

    convencional donde los elementos crticos, generadora,

    reservorio y sello, coinciden en la misma roca

  • Shale como reservorio

  • Barnett shale

    Pelita marina con Kergeno T II.

    Alto contenido Orgnico: COTo= 6.41%; IHo= 434 mg HCs/g COT

    Roca generadora de petrleo y gas en sistemas petroleros convencionales con

    madurez equivalente a la ventana de petrleo

    Con alta madurez (generacin de gas) presenta alta relacin de transformacin

    Baja permeabilidad y Porosidad

    Alta capacidad de almacenaje de gas: a 3800 psi y 70C con 6% de porosidad

    se calcula ~ 5 m3/ ton

    Campo Newark East: 137m , tope 2104 a 2287 m. Sobrepresin: 0,52 psi/ft

    = 6%, K = 0,001 a 0,01 md; Ro= 1,3 2,1 %

    Enero 2004; 2340 pozos con 800 mmcf de gas/ d. Acumulada 0,8 tcf

    Estimulacin: depende de la mineraloga y de rocas carbonticas por encima

    y debajo

  • Barnett

  • Porosidad

    Matriz mineral Materia orgnica

    Ro= 0,52%

  • Mineraloga Brittle vs. Ductile

    > Cuarzo: Mejor respuesta a la estimulacin

    El entorno sedimentario y caracersticas estructurales pueden desviar la

    energa de estimulacin

    Flujo de Gas: Productividad

    Presencia de hidrocarburos lquidos

  • Shales: Ejemplos

    Uliana et al 1999

  • Cuenca Neuquina

    Legarreta et al 2005

  • Relacin de transformacin

  • Profundidad actual

    Pozo ejemplo

  • Pozo Ejemplo: Pirlisis Rock Eval

  • Porcentaje de los tipos de materia

    orgnica

    0% 20% 40% 60% 80% 100%

    158

    210

    312

    412

    524

    819

    823

    881

    1026

    1055

    1080

    1100

    1196

    1300

    1318

    1400

    1485

    mb

    bp

    Leo

    Exinita

    Amorfo

    Inerte

    Pozo Ejemplo: Kergeno

    0,0

    100,0

    200,0

    300,0

    400,0

    500,0

    600,0

    700,0

    800,0

    900,0

    1000,0

    0,0 50,0 100,0 150,0 200,0

    Indice de Oxgeno

    Ind

    ice d

    e H

    idr

    gen

    o

    Quint.-V.-Muerta

    Tordillo

    Auquilco

    Lotena-La Manga

    Lajas?

    Molles

    Kergeno Tipo I

    Kergeno Tipo II

    Kergeno Tipo III

    Kergeno Tipo IV

    Ro> 1,4%

  • Conclusiones?!

    Muchas Gracias!!

    MEC 2 T.P. Sims vertical well

    IOG horizontal wells Erath

    Jarvie et al 2007

  • Asignacin de la madurez

    Vitrinite reflectance is the most common approach for the

    determination of thermal maturity .Numerous pitfalls exist to

    determining the indigenous population of vitrinite, and we

    commonly use additional chemical assessments to supplement

    visual measurements. These include Rock-Eval Tmax, organic

    matter transformation ratio, residual hydrocarbon fingerprints

    (extract fingerprints), gas composition, and carbon isotopes,

    when available.

    Jarvie et al AAPG Bulletin, v. 91, no. 4

    (April 2007), pp. 475499

  • GAE= eficiencia de generacin-

    acumulacin10: Muy eficiente

    Migracin

    Primaria

    Roca Madre

    Activa

    Hidrocarburos

    Generados

    Acumulaciones

    No Comerciales

    Migracin

    Secundaria

    Manaderos

    Superficiales

    PRDIDAS

    Relleno de

    Cuenca

    Hidrocarburos

    Acumulados

    Acumulaciones Comerciales

  • Eficiencia porcentual de petrleo acumulado

    a petrleo generado o expulsado

  • Origen del gas

    -30 -20 -10 0 10

    Petrleo

    estndar(National Bureau of

    Carbn

    primordial

    Petrleo

    PDB

    estndard

    HCO3- en

    agua de mar

    CO2

    atmosfric

    Carbonatos

    marinos

    Carbn

    Plantas terrestres

    Plancton marino

    -60-90-100

    Gas Natural

    Metano Biognico