Los yacimientos no convencionales (petróleo y gas) , o recursos no convencionales (yacimientos de recursos), son acumulaciones donde las fases de petróleo y gas están estrechamente unidas a la estructura rocosa por fuertes fuerzas capilares , lo que requiere medidas especializadas para su evaluación y extracción . [1]
El petróleo y el gas se generan de forma natural a profundidades de unos 4 o 5 km por debajo de la superficie de la Tierra . [a] Al ser más ligeros que el agua que satura las rocas por debajo del nivel freático , el petróleo y el gas son impulsados por flotabilidad a través de vías acuíferas hacia la superficie de la Tierra con el tiempo. Parte del petróleo y el gas se filtran hasta la superficie como filtraciones naturales , ya sea en la tierra o en el fondo del mar. El resto permanece atrapado bajo tierra por barreras geológicas [b] en una variedad de geometrías de trampa . 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 depósitos convencionales . Se perforan pozos en estos depósitos 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 suben al pozo de forma natural a través de la flotabilidad. [c] Cuando las presiones son bajas, el flujo puede ser asistido con bombas (por ejemplo, burros que cabecean ). [2]
En los primeros días de la industria petrolera , no había necesidad de estimulación para mejorar la eficiencia de la recuperación , porque la oferta superaba ampliamente la demanda y dejar el petróleo "difícil" en el suelo 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 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 suelo a un mínimo económico. [7] [f] A principios del milenio , se requería un nuevo tipo de recurso energético , particularmente por parte de los EE. UU., que estaban impulsados a lograr la independencia energética . Los EE. UU. recurrieron a yacimientos no convencionales para lograr sus objetivos, [8] que se conocían desde hacía décadas pero que anteriormente habían sido demasiado costosos para ser económicamente atractivos. En la actualidad, los yacimientos no convencionales incluyen gas centrado en cuencas , gas de esquisto , metano de lechos de carbón (CBM), hidratos de gas , arenas bituminosas , petróleo ligero de esquisto bituminoso y esquisto bituminoso , principalmente de América del Norte. [9] [10]
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 ). [11] [12] [13] Estas características impactan significativamente la previsibilidad (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 por vías de acuíferos impulsadas por flotabilidad en trampas geológicas discretas , que son 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 inicialmente fluyen naturalmente por flotabilidad únicamente hacia el pozo, con sus límites definidos por la mecánica de fluidos medible desde el pozo ( por ejemplo , presión de fluido, OWC/GWC, etc. ). En general, el riesgo técnico y comercial asociado con los yacimientos convencionales discretos se puede reducir utilizando técnicas remotas relativamente económicas como la sismología de reflexión y se puede extraer con relativamente pocos pozos de evaluación y desarrollo. [2]
Los yacimientos no convencionales, por el contrario, están dispersos regionalmente en grandes áreas sin una geometría de trampa indicativa que pueda usarse con fines predictivos. El petróleo y el gas en yacimientos no convencionales son generalmente recursos de baja densidad, frecuentemente atrapados en la roca por fuertes fuerzas capilares incapaces de fluir naturalmente a través de la flotabilidad. [14] Por lo tanto, los límites de un campo no convencional suelen definirse mediante pruebas de pozo relativamente costosas para la entrega. La extracción de yacimientos no convencionales requiere cambiar las propiedades físicas del yacimiento, o las características de flujo del fluido, [g] utilizando técnicas como el fracking o la inyección de vapor . El riesgo técnico y comercial asociado con los yacimientos no convencionales es generalmente más alto que el de los yacimientos convencionales debido a la falta de previsibilidad de la extensión de la trampa y de la calidad del yacimiento, lo que requiere una extensa colocación y prueba de pozos para determinar las reservas económicas /límite de pozo definido por la entrega del pozo . [1] [h]
Al igual que con todas las formas de combustible fósil , existen problemas establecidos con las emisiones de gases de efecto invernadero a través de la exportación (distribución) así como el consumo (combustión), que son idénticos ya sea que el petróleo o el gas se deriven de depósitos convencionales o no convencionales. [15] Sin embargo, sus huellas de carbono son radicalmente diferentes: los depósitos convencionales utilizan la energía natural del medio ambiente para hacer fluir el petróleo y el gas a la superficie sin ayuda; los depósitos no convencionales requieren poner energía en el suelo para la extracción, ya sea como calor ( por ejemplo, arenas bituminosas y esquistos bituminosos) o como presión ( por ejemplo, gas de esquisto y CBM ). La transferencia artificial de calor y presión requiere el uso de grandes volúmenes de agua dulce , lo que crea problemas de suministro y eliminación . La distribución del recurso en grandes áreas crea problemas de uso de la tierra, con implicaciones para las comunidades locales en la infraestructura, el tráfico de mercancías y las economías locales. El impacto sobre el medio ambiente es una consecuencia inevitable de toda actividad humana, pero la diferencia entre el impacto de los depósitos convencionales en comparación con los no convencionales es significativa, medible y predecible. [16] [17]
