Yacimiento no convencional (de petróleo y gas)

Los yacimientos no convencionales (de petróleo y gas) , o recursos no convencionales (yacimientos de recursos), son acumulaciones donde las fases de petróleo y gas están fuertemente unidas a la estructura de la roca por fuertes fuerzas capilares , lo que requiere medidas especializadas para su evaluación y extracción . ^{[ 1 ]}

El petróleo y el gas se generan naturalmente a profundidades de alrededor de 4 o 5 km bajo la superficie  terrestre . ^{[ a ]} Al ser más ligeros que las rocas saturadas de agua bajo el nivel freático , el petróleo y el gas son impulsados ​​por la flotabilidad a través de conductos acuíferos hacia la superficie terrestre con el tiempo. Parte del petróleo y el gas se filtran hasta la superficie como filtraciones naturales , ya sea en tierra o en el fondo marino. El resto permanece atrapado bajo tierra por barreras geológicas ^{[ b ]} en una variedad de geometrías de trampas . De esta manera, las bolsas subterráneas de petróleo y gas se acumulan al desplazar el agua en la roca porosa . Si las bolsas son permeables , se denominan yacimientos convencionales . Se perforan pozos en estos yacimientos para crear un camino para que el petróleo y el gas lleguen a la superficie. Cuando las diferencias de presión son relativamente altas, el petróleo y el gas ascienden al pozo de forma natural por flotabilidad. ^{[ c ]} Donde las presiones son bajas, el flujo puede ser asistido con bombas (por ejemplo, bombas de flotación ). ^{[ 2 ]}

En los primeros días de la industria petrolera , no había necesidad de estimulación para mejorar la eficiencia de recuperación , porque la oferta superaba ampliamente la demanda y dejar petróleo "difícil" en el subsuelo era económicamente conveniente. ^{[ 3 ]} Dos guerras mundiales , seguidas de un enorme crecimiento económico, dieron como resultado una creciente demanda de energía portátil barata, ^{[ 4 ]} mientras que la disponibilidad de nuevos recursos convencionales de petróleo y gas disminuyó. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ d ]} La industria inicialmente buscó mejorar la recuperación de petróleo y gas atrapados, utilizando técnicas como la fracturación hidráulica restringida o de bajo volumen para estimular aún más el yacimiento, ^{[ e ]} reduciendo así el volumen de petróleo y gas que quedaba en el subsuelo a un mínimo económico. ^{[ 7 ] [ f ]}

Alrededor de 1976, el Departamento de Energía de los Estados Unidos dirigió una investigación pionera que catalizó varias innovaciones industriales: ^{[ 8 ]}

• Uso de espuma de nitrógeno para estimular la producción en pozos de esquisto.

• Descubrimiento de cómo se almacena el gas natural en las vetas de carbón y las lutitas fracturadas.

• Reconocimiento de la importancia de las fracturas naturales interconectadas en la producción de gas

• Primer uso de la perforación direccional en yacimientos de esquisto para mejorar la productividad mediante la intersección de fracturas.

• Creación de herramientas y métodos avanzados para medir las propiedades de rocas reservorio no convencionales.

• Desarrollo inicial de técnicas de monitoreo microsísmico para el mapeo de fracturas creadas hidráulicamente.

A principios del milenio , se requería un nuevo tipo de recurso energético , especialmente por parte de Estados Unidos, que buscaba la independencia energética . Estados Unidos recurrió a yacimientos no convencionales para lograr sus objetivos, ^{[ 9 ]} conocidos desde hacía décadas, pero que hasta entonces habían sido demasiado costosos para resultar económicamente atractivos. Hoy en día, los yacimientos no convencionales incluyen gas de cuenca , gas de esquisto , metano de lecho de carbón (CBM), hidratos de gas , arenas bituminosas , petróleo ligero de lutitas y esquisto bituminoso , principalmente de Norteamérica. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

La distinción entre recursos convencionales y no convencionales refleja diferencias en las cualidades del yacimiento y/o las propiedades físicas del petróleo y el gas ( es decir, permeabilidad y/o viscosidad ). ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} Estas características impactan significativamente la predictibilidad (riesgo de encontrar, evaluar y desarrollar) y, a su vez, los métodos de extracción de esos yacimientos, como el fracking .

Las acumulaciones convencionales de petróleo y gas se concentran mediante conductos acuíferos impulsados ​​por la flotabilidad en trampas geológicas discretas , detectables desde la superficie. Estas trampas constituyen campos relativamente pequeños pero de alta densidad de recursos . La mayoría de los campos convencionales de petróleo o gas fluyen inicialmente de forma natural por flotabilidad únicamente hacia el pozo, y sus límites están definidos por la mecánica de fluidos medible desde el pozo (por ejemplo, presión del fluido, OWC/GWC, etc.). En general, el riesgo técnico y comercial asociado a los yacimientos convencionales discretos puede reducirse utilizando técnicas remotas relativamente económicas, como la sismología de reflexión , y extraerse con relativamente pocos pozos de evaluación y desarrollo. ^{[ 2 ]}

Los yacimientos no convencionales, en cambio, se encuentran dispersos regionalmente en grandes áreas sin una geometría de trampa indicativa que pueda utilizarse con fines predictivos. El petróleo y el gas en los yacimientos no convencionales son generalmente recursos de baja densidad, frecuentemente atrapados en la roca por fuertes fuerzas capilares incapaces de fluir naturalmente por flotabilidad. ^{[ 15 ]} Por lo tanto, los límites de un campo no convencional suelen definirse mediante pruebas de pozos relativamente costosas para la producción. La extracción de yacimientos no convencionales requiere cambiar las propiedades físicas del yacimiento o las características de flujo del fluido, ^{[ g ]} utilizando técnicas como la fracturación hidráulica o la inyección de vapor . El riesgo técnico y comercial asociado con los yacimientos no convencionales es generalmente mayor que el de los yacimientos convencionales debido a la falta de predictibilidad de la extensión de la trampa y de la calidad del yacimiento, lo que requiere una extensa ubicación y prueba de pozos para determinar las reservas económicas /límite de pozo definido por la producción . ^{[ 1 ] [ h ]}