Durante la evolución de la ingeniería petrolera, se desarrollaron áreas de especialización: ingeniería de perforación, ingeniería de producción, ingeniería de yacimientos e ingeniería petrofísica. En cada especialización participaron libremente los ingenieros de otras disciplinas (mecánica, civil, eléctrica, geológica y química) quienes aportaron datos muy valiosos; no obstante, continuó siendo la función exclusiva de los ingenieros del petróleo la integración de todas las especializaciones en un sistema eficiente de perforación, producción y procesamiento de gas y petróleo.

La ingeniería de perforación fue una de las primeras aplicaciones de la tecnología a las prácticas realizadas en los yacimientos petrolíferos. El ingeniero de perforación se encarga de diseñar las técnicas de penetración en la tierra, seleccionar el entubado y el equipo de seguridad y, a menudo, también dirige las operaciones. Para estas funciones hay que entender la naturaleza de las rocas a perforar, las tensiones de las mismas, y las técnicas disponibles para perforar y controlar los yacimientos subterráneos. Como la perforación moderna implica organizar una amplia variedad de maquinarias y materiales, invertir grandes fondos y ocuparse de la seguridad y el bienestar del público en general, el ingeniero debe desarrollar sus habilidades de supervisión, administración y negociación.

Captura de imágenes de un yacimientoEl trabajo del ingeniero de producción comienza luego de la terminación del pozo. Dirige la selección de intervalos de producción y realiza los arreglos para los diversos accesorios, controles y equipos. Posteriormente, se encargará de controlar y medir los fluidos producidos (petróleo, gas y agua), diseñar e instalar los sistemas de recolección y almacenamiento, y distribuir los productos crudos (gas y petróleo) a las compañías de distribución y otros agentes de transporte. También se debe ocupar de cuestiones tales como la prevención de la corrosión, el rendimiento del pozo y los tratamientos para estimular la producción en las formaciones. Como en todas las ramas de la ingeniería petrolera, el ingeniero de producción no puede aislar los problemas de procesamiento en el interior del pozo o en la superficie, sino que debe encontrar soluciones para todo el yacimiento, el pozo y el sistema de superficie.

Los ingenieros de yacimientos se ocupan de los fenómenos físicos de la distribución del gas y petróleo y el flujo de los mismos a través de las rocas porosas, es decir, las diversas fuerzas hidrodinámicas, termodinámicas, gravitacionales y otras fuerzas que participan en el sistema de rocas y fluidos. Son responsables de analizar el sistema de fluido de rocas, establecer esquemas eficientes para el drenaje de los pozos, anticipar el comportamiento del yacimiento de gas y petróleo e introducir métodos para maximizar la eficiencia de la producción.

Para comprender el sistema de fluidos de rocas del yacimiento, los ingenieros de perforación, producción y yacimientos recurren a los ingenieros petrofísicos, que evalúan la formación, para obtener herramientas y técnicas analíticas para determinar las características de las rocas y los fluidos. El ingeniero petrofísico mide las propiedades acústicas, radioactivas y eléctricas del sistema de fluido de rocas y toma muestras de las rocas y los fluidos de los pozos para determinar la porosidad y permeabilidad.

breve reseña de porosidad

Porosidad, Permeabilidad y Textura

 

 
    Cuando encontramos hidrocarburos, no lo hacemos en la roca en la que se han generado (roca madre) sino en otra a la que han migrado posteriormente (roca almacén). Por lo tanto el conocimiento de los procesos que afectan a las rocas almacén resultan fundamentales para conseguir el máximo rendimiento en la exploración y producción de hidrocarburos.
 
 

Porosidad

    La porosidad es la medida de los espacios huecos en una roca, y resulta fundamental para que ésta actúe como almacén:
 

 Porosidad = % (volumen de huecos / volumen total) x 100

 

    La porosidad se expresa como ø. Casi todos los almacenes tienen un ø entre 5% y 30%, y la mayoría entre 10% y 20%.
 

    Existen varios tipos de porosidad según la conexión de sus poros:
 

• Conectada: poros conectados por un solo lado.

• Interconectada: poros conectados por varios lados. Las corrientes de agua pueden desalojar el gas y el petróleo.

• Aislada: poros aislados. 

    Los poros conectados e interconectados constituyen la porosidad efectiva.
  

    También podemos clasificar la porosidad, en función de su origen, como:
 

• Porosidad primaria: se forma durante la deposición.

•  Porosidad secundaria: se forma por procesos postdeposicionales.

 

    La porosidad primaria puede ser de varios tipos:
 

• Intergranular: típica de areniscas, en general presenta buenas interconectividad y permeabilidad. La porosidad efectiva es casi equivalente a la total.

• Intragranular: es la más típica de fragmentos esqueléticos, y raramente se conserva.

 

    La porosidad secundaria se forma tras la deposición. Los tipos son:
 

• Fenestral: se desarrolla donde hay espacios en la roca mayores que los poros normales. Es característica de pelmicritas de lagoon en las que las deshidratación causa fractura y plegamiento. Es rara de encontrar.

• Intercristalina: se da entre cristales, y es la más general en muchos depósitos. Se da sobre todo en dolomitas.

• Solución: es común en carbonatos, aunque también se puede dar en areniscas. Puede ser de dos tipos: móldica o vuggy (que puede extenderse hasta hacerse cavernosa). La porosidad efectiva puede ser baja al no estar conectados los poros.

• De fractura: se da en cualquier roca que sea frágil a los esfuerzos, aunque también puede deberse a descarga de sobreenterramiento y erosión subsiguiente, o bien por reducción de volúmenes debido a enfriamiento. Las fracturas son a veces rellenadas por
• cementos.

          

Permeabilidad

    Es el segundo factor importante para la existencia de un almacén. La permeabilidad (k) es la capacidad de una roca para que un fluido fluya a través de ella y se mide en darcys, que es la permeabilidad que permite a un fluido de un centipoise de viscosidad fluir a una velocidad de 1 cm/s a una presión de 1 atm/cm. Habitualmente, debido a la baja permeabilidad de las rocas, se usan los milidarcies.

    La ley de Darcy sólo es válida cuando no hay reacciones química entre el fluido y la roca, y cuando hay una sola fase rellenando los poros.

    La permeabilidad media de los almacenes varía entre 5 y 500 milidarcies, aunque hay depósitos de hasta 3.000 - 4.000 milidarcies. Para ser comercial, el petróleo debe fluir a varias decenas de milidarcies.
 
 

Porosidad, Permeabilidad y Textura

    La porosidad es independiente del tamaño de grano, al contrario que la permeabilidad, que desciende con el tamaño de grano; además, tanto permeabilidad como porosidad son directamente dependientes de la granoselección de un depósito.

    Otro parámetro textural importante es la fábrica, es decir, el modo en que los granos se colocan. Así, debemos considerar dos aspectos: el empaquetamiento y la orientación:
 

•  El empaquetamiento depende sobre todo de los procesos postdeposicionales.

La orientación tiene un papel importante en la permeabilidad