POTENCIAL PETROLERO REMANENTE DE RECURSOS NO CONVENCIONALES, EN

LAS CUENCAS DE LA MARGEN DEL GOLFO DE MÉXICO

Juriquilla, Qro.

Demetrio Santamaría Orozco

mayo de 2017

• Estimar los posibles recursos energéticos prospectivos

que aún tiene México, a fin de dimensionar el tipo y la

calidad de exploración que aún falta por hacer en, con

base en una interpretación del balance de materia

orgánica que contienen las rocas generadoras, a través

de inter y extrapolaciones de otras unidades similares.

Objetivo

• Roca generadora es una roca sedimentaria generalmente de color oscuro y grano fino, rica en materia orgánica capaz de generar o que ya ha generado cantidades movibles de hidrocarburos.

• Coal Bed Methane (CBM) o metano de capas de carbón es una roca sedimentaria rica en materia orgánica predominantemente vegetal o leñosa que produce carbón bituminoso.

• Shale oil es una roca sedimentaria rica materia orgánica tipo acuática de grano fino rica en arcillas y carbonatos que contiene kerógeno que puede producir hidrocarburos líquidos, estas son también llamadas lutitas bituminosas.

• Shale gas es una roca sedimentaria tipo lutita de alta madurez, baja permeabilidad y contiene gas natural que puede ser extraído durante un proceso de producción no convencional.

• En el mundo casi el 90% de las reservas extraíbles de aceite y gas por métodos convencionales han sido generados por tan sólo seis intervalos estratigráficos. Y casi el 70% de las rocas generadoras están distribuidas geográficamente en los bordes del antiguo mar de Tetis.

• Los factores primarios que controlan la distribución superficial de las rocas generadoras, su tipo geoquímico y su eficacia son: la edad geológica, paleolatitud de las áreas de depósito, las formas estructurales en las cuales ocurrió el depósito de la roca generadora y la evolución de la biota.

Tomado: Klemme and Ulmishek 1991 AAPG Bull.

Sud

América

Norte

América

EuropaAsia

África

Australia

Antártida

Distribución geográfica de las rocas generadoras

Cretácico Medio

110 Ma

Fuente: https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/originals/32/8a/79/328a792e66133f879eea7325742418b1.jpg

Modificado de: Klemme and Ulmishek 1991

Distribución estratigráfica de las rocas generadoras de aceite y gas en el mundo

Plio

cen

o

Cu

ater

nar

io

Olig

oce

no

-Mio

cen

o

Co

nia

cian

o-E

oce

no

Ap

tian

o-T

uro

nia

no

Neo

com

ian

o

540

Pen

silv

anic

oP

érm

ico

Infe

rio

r

Jurá

sico

Su

per

ior

Pér

mic

o S

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asia

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Pro

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Cám

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Ord

ob

icic

o

Dev

on

ian

med

io

sup

erio

r

Vis

ean

o-S

erp

un

ian

o

438

408

374

352

320

286

168

144

119

88,5

36,6

5,3

0

Edad(Ma)

0,2% 1,0%

9,0%8,0% 8,0%

0,3% 0,4%1,2%

25,0%

29,0%

2,8%2,6%

12,5%

Porcentaje de crudo generado y gas o aceite

equivalente por roca generadora Gas Natural

Aceite

Modificado: Klemme and Ulmishek AAPG Bull1991

9%

8%

8%

25%29%

13%

8%

Seis intervalos estratigráficos de rocas generadoras de aceite y gas

abastecen casi el 90% de las yacimientos convencionales del

mundo, pero 2 de ellos abastecen a más de 50%

Modificado: Klemme and Ulmishek AAPG Bull1991

Silurian

Upper Jurassic

Middle Cretaceous

Oligocene-Miocene

Others

Pennsylvanian-Lower Permian

Upper Devonian-Tournaisian

Principales ecosistemas y sus producciones de biomasa

Ecosistemas Terrestres

Ecosistemas Acuáticos

Pantanos y marismas

Selva tropical lluviosa

Bosque templado

Bosque de coníferas

Sabana

Tierra agrícola

Floresta y matorral

Pastizal templado

Tundra (ártica o alpina)

Matorral desértico

Desértico extremo

Estuarios

Lagos y lagunas

Plataforma continental

Mar abierto

Promedio de productividad primaria (kcal/m2/año)

Modificado: Thomson Higher Education 2007

Balance del material orgánico a través del tiempo (millones

de años) y temperaturas (70 a 180°C)

100 %

Roca

generadora

(SR)

Promedio

>1 wt %

TOC

Anóxico

12.5 %

Petróleo generado yexpulsado

1.1% Aceite

atrapado

0.10%

Yacimiento

de aceite

conocido0.05 %

Recuperación de 35%

Aceite

disperso

transportado

en capas

0.28%

Aceite y gas

perdido en

la superficie

0.82%

Aceite

Expulsado desde SR

1.1 %

Petróleo

residual

desde SR

0.2%

0.1 %petróleo residual

y pirobitumen

0.03 %

Gas perdido y

disperso 1.08%Hidrocarburos

no recuperables

10 %

• En México la principal roca generadora de aceite crudo es del

Jurásico Superior y su distribución se extiende a lo largo de la

planicie y en el Golfo de México, la producción de aceite crudo se

da principalmente en las cuencas de Tampico Misantla y Sureste.

Sin embargo también existen rocas generadoras del Cretácico

Medio en los estados de Coahuila, Veracruz y Chiapas.

• Mientras que la producción de gas natural se da en la cuencas

de Burgos, Veracruz y Macuspana en la primera se infiere que

las rocas generadoras son del Oligoceno-Mioceno. Mientras que

en las otras dos, también aportan producción de gas pero

asociado debido a un craqueo secundario de los aceites del

Jurásico Superior .

Tampico

Misantla

Veracruz

Sureste

Macuspana

Burgos

Deep Gulf of Mexico

Sabinas

Mexico

Unites States of America

Guatemala

Cuba

Belize

JUR

ÁSI

CO

SU

PER

IOR

NEO

CO

MIA

NO

AP

TIA

NO

-TU

RO

NIA

NO

CO

NIA

NC

IAN

.EO

CEN

O

OLI

GO

CEN

O.M

IOC

ENO

PLI

OC

ENO

-REC

IEN

TE

16

8

14

4

11

9

88

,5

36

,6

5,3

0

Modificado de: González

y Holguín 1991 ARPEL,

• La unidades litoestratigráficas más importantes en México son

del Tithoniano representados por las formaciones; La Casita.

Pimienta, Tepexilotla y Edzna; El Turoniano está representado

por las formaciones Eagle Ford, Agua Nueva y Maltrata, les

siguen en importancia unidades del Kimmeridgiano; Chipoco,

Taman, Tepexic, San Andrés y Akimpech, además el Oxfordiano;

Zuloaga, Santiago, La Gloria, Todos Santos y Ek-Balam.

Estado/

Edad

Turoniano

Sabinas(del Noroeste)

Tampico-

MisantlaVeracruz del Sureste

Tithoniano

Eagle Ford Agua Nueva Maltrata Km

La Casita Pimienta Tepexilotla Edzna

Serie/

Época

Cretácico

Medio

Jurásico

Superior

Cuenca

Caracterización de las rocas generadoras

• Cantidad de materia orgánica es obtenida a través del carbón orgánico total (TOC) contenido en una roca, el cual debe ser >1 wt. %y >1000 Ts.

• Calidad es obtenida por la determinación del tipo de kerógeno que contiene la materia orgánica y su capacidad de generar hidrocarburos movibles líquidos o gaseosos .

• Madurez Térmica es estimada mediante la reflectancia de la vitrinita, (> 0.5 y < 1.5 Ro%) de datos de análisis de pirolisis y de otros tantos parámetros de madurez.

• La medición del Carbón Orgánico Total (TOC por sus siglas en ingles) se

hace en laboratorio, ya sea con un aparato LECO® o con un Rock-

Eval®,en ambos se pulveriza la roca, se elimina el carbón mineral, de los

carbonatos y otros minerales, se mide el promedio la muestra homo-

geneizada. Aun así estos son datos puntuales.

Fuente: Espitalié et al., 1977 Rev. Inst. Fran. du Petrol.

• Para obtener la concentración de TOC en forma vertical se han utilizado

los registros geofísicos de pozos, dentro de los métodos usados destacan

el Δ log R *, o el Carbolog **.

• Cabe destacar que la variación también ocurre en forma lateral, por los

cambios de facies (sedimentarias y bio), de tal suerte que, los cambios

son espacio-temporal.

Estimación del TOC en Laboratorio y luego en campo

Cantidad

* Passey et al., 1990 AAPG Bull **Carpentier et al., 1989 Rev. Inst. Fran. du Petrol.

Tomado: Santamaría 1997 Thesis PhD

Roca

inmadura

Roca sobre-

madura

Cantidad

Tipos de materia orgánica contenida en las RGR

ad

io A

tóm

ico

H/C

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Radio Atómico O/C

Exinita

Esporas

Cutinita

Polen

Vitrinita

Inertinita

Huminita

Lignito Madera

Celulosa

Liptinita

Alginita

Micro-

organismos

Ceras

Tipo I

Tipo II

Tipo III

PIROLISIS ROCK-EVALLago

Mar

Pantano

Modificado de Van Kreveken 1961

Calidad

Tipos de materia orgánica contenida en las RG

Modificado: Horsfield 1989 Geoch. Cosmo. Acta

CROMATOGRAFÍA DE GASES

DE ALTA PRESIÓN (HPLC)

C1-C5 (%) n-C 15+ (%)

nC6-C14 (%)

100 60 20

20

40

60

80

80

60

20

0

0

80 40Deltaico

Lacustrino rico en S

Lacustrino

Terrestre

Marino anóxico

Marino restringido

Marino Rico en S

Calidad

IAT

Tmax

Isoprenoides

Terpanos

Esteranos

Naftenos

Benzothiofenos

Dibenzothiofenos

Carbazoles

Inmaduro Temprano

0.4 Ro%0.7 1.0 1.4 2.00.5

Cantidad

condensado/gas húmedoPico Tardío

-2

400

0.6

0

0

0

0

0.3

0.4

500 °C

0

1

5.5

7

6

1.4

0.7

+2

v

Ventana

de Aceite

Ventana de Gas

Modificado: Peter & Moldowan1998 The Biomarker Guide

Madurez

Estimación del TOC original, dependiente de grado de madurez

térmica para un kerógeno generador de aceite y otro de gas

TOC actual en la RG y el cálculo del TOC original

% generación de aceite (CHn)

Kerógeno Tipo II Original H/C =1,4 Producto = CHn

% T

OC

ori

gin

al

10

8

6

4

2

0

0 2 4 6 8

% generación de gas (CH4)

Kerógeno Tipo III Original H/C =1,8 Producto = CH4

% TOC presente

NB, Ignorando CO2, H2O perdidos10

8

6

4

2

00 2 4 6 8

% TOC presente

% T

OC

ori

gin

al

Modificado: Conrford 1998* En México se ha medido TOC de >20 % en RGi con K T II-S

Cantidady

Madurez

TOC del TITHONIANO

>2.0

1.0 -2.0

0.5- 1.0

< 0.5

La Casita

Pimienta

Tepexilotla

Edzna

Modificado: Guzman et al., IMP1998

TOC del TURONIANO

>2.0

1.0 -2.0

0.5- 1.0

< 0.5

? ?Eagle Ford

Agua Nueva

Maltrata

Modificado: Guzman et al., IMP1998

Potencial de generación actual de las rocas generadoras y el

TOC en el Jurásico Superior, Cuenca Tampico-Misantla, México y

en el Cretácico Medio en Texas.

Tomado de Jarvie 2016 AAPG/SEG Cancún

Pimienta

Eagle Ford

187241

323 344

621

840

1199

1276

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Toarcian,France

BarnettShale, USA

WolfcampShale, USA

VacaMuerta,

Argentina

Eagle FordShale, USA

U. Jurassic,Mexico

BazhenovShale, Russia

BakkenShale, USA

bo

e/a

cre

-ft

Modificado de Jarvie 2016 AAPG/EGP Cancún

Pimienta

Eagle Ford

Potencial de Generación Total de Petróleo para diversas

rocas generadoras asociados con el potencial petrolero de

una lutita con 1% Ro

Hidrocarburos

no recuperables

en forma

convencional

10 %

Perdida por

exponerse a

la oxidación

2.4 %

Inmaduros

no hay

generación

2.0%

Sobre-maduros

ya se agotó

su potencial

2.0%

Dentro de la

Ventana de

Aceite 1.8%

Dentro de la

Ventana de

Gas 1.8%

Recuperación de 12 %Recuperación de 7 % 0.13 % 0.18 %

Roca Generadora

Shale GasOil Shale

Intemperismo y erosión

1. Tan solo las rocas generadoras del Jurásico Superior y del Cretácico

Medio de México, tienen una extensión de área mínima de 150 mil km2.

Equivalente al territorio del Estado de Coahuila. Siendo el Jurásico

siempre mejor y mayor.

2. El espesor promedio de las unidades geológicas es de 150 m y dentro

de estas un espesor neto potencialmente generador es de tan solo 50

m, con TOC >2 % wt.

3. El 50 % de esas rocas ya no pude producir, ya sea, porque son

inmaduras, o están sobre-maduras, o bien, porque ya se oxidó la

materia orgánica (kerógeno).

4. Se considera una recuperación de aceite de tan sólo de 7% y la de gas

del 12 %.

Escenario más pesimista

𝑆𝑃𝐼 =100 5 + 200 2,6

1000

1. El potencial petrolero remanente de las rocas del Tithoniano y

Turoniano es de más de 100 mmbpce, de recursos prospectivos, ya

sea en campos pequeños convencionales o posibles reservas no

convencionales. Suficiente para mantener el mismo ritmo de

producción (3 millones de B/d) de México en los próximos 40 años.

2. De ahí que las grandes corporaciones (transnacionales y

nacionales) estén tan interesadas en las nuevas rondas de la

“Reforma Energética”.

3. Si la explotación es inminente, por lo menos que la producción de

tales reservas convencionales y no convencionales tenga un

enfoque de sustentabilidad, con responsabilidad, racionalidad y sin

dañar mucho al medio ambiente.

Conclusiones