EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

¿Cómo se forman los hidrocarburos?

Existen cinco elementos y procesos geológicos esenciales para que exista una acumulación de hidrocarburos, estos son: una roca madre; generación y migración; una roca almacén; una trampa y una roca sello.


¿Cómo se forman los hidrocarburos?

Los hidrocarburos se forman por la transformación térmica de la materia orgánica que contienen algunas rocas (que se denomina roca madre). Esta materia orgánica comienza a transformarse (generación) en petróleo o gas al estar sometida a altas temperatura y presiones. Después de ser expulsados de la roca madre, el petróleo y/o gas deben fluir (migración) hacia una roca porosa y permeable (roca almacén) con una configuración geométrica (trampa) que permita su acumulación, y que a su vez este recubierta por una roca impermeable (roca sello) que impida su escape hacia la superficie.


Roca madre, generación y migración

Una roca madre es una roca sedimentaria, normalmente arcillas negras, carbonatos de grano fino y carbones, que contienen una alta concentración de materia orgánica. La presencia de materia orgánica se debe a la incorporación de restos de organismos vivos (algas, fragmentos de plantas terrestres, etc) durante el depósito de la roca. La presencia de una roca madre es uno de los requisitos esenciales para que puedan generarse hidrocarburos, y aunque concurran los otros factores y elementos, si no existe una roca madre, no podrán existir hidrocarburos. La determinación de la presencia o ausencia de rocas madres, su contenido en materia orgánica, su capacidad de generación de hidrocarburos y el estado térmico que estas han alcanzado se realizada mediante técnicas geoquímicas en el laboratorio.


Roca almacén

Los hidrocarburos se encuentran en los poros de las rocas, no en grandes cavernas, lagos subterráneos o en grandes 'bolsas' como mucha gente cree. En el subsuelo existen rocas, que de un modo similar a una esponja son capaces de absorber y expulsar fluidos. A estas rocas se les denomina roca almacén. Los tipos más comunes de rocas almacén son las arenas y carbonatos. Los atributos esenciales de una roca almacén son la porosidad y la permeabilidad.

La porosidad es la medida de los huecos o poros que existen entre los granos de una roca, y expresa la capacidad de la roca para almacenar fluidos. La permeabilidad es la capacidad de un líquido para fluir a través de los poros de una roca. Ambos parámetros se pueden medir en laboratorio directamente a partir de muestras de roca.


Trampa y roca sello

Una trampa es la configuración geométrica de una roca porosa y permeable (roca almacén) donde el hidrocarburo puede quedar atrapado. Las trampas pueden ser muy variadas. Las más comunes son las estructurales (pliegues anticlinales, cierres contra fallas) y estratigráficas (canales turbidíticos o fluviales). Las trampas requieren estar recubiertas por una roca sello (arcillas, sales) que haga de barrera impermeable e impida que el hidrocarburo escape naturalmente hacia la superficie.

¿Cómo se realiza la exploración?

La exploración de hidrocarburos se produce en diversas fases que vamos a analizar a continuación.


Estudiar la geología

Como se explica en el apartado anterior sobre la formación de los hidrocarburos, la exploración de estos se basa principalmente en técnicas geológicas y geofísicas. La geología y la geofísica son ciencias esenciales en esta industria, su uso es decisivo para predecir donde pueden encontrase potenciales acumulaciones de hidrocarburos. Los exploradores han de reconstruir, mediante principios geológicos, y sofisticadas y costosas técnicas geofísicas, la historia geológica de un área y determinar dónde pueden estar presentes los cinco elementos y procesos necesarios para que se produzca una acumulación de hidrocarburos, es decir: 1) una roca madre, 2) generación y migración, 3) una roca almacén, 4) una trampa y 5) una roca sello.


Técnicas geofísicas sismica

Para comprobar la existencia de hidrocarburos, existen diversas técnicas, cada día más avanzadas y precisas. La sísmica de reflexión es la técnica geofísica más utilizada en la industria para la identificación de posibles trampas de hidrocarburos. La geofísica proporciona, de un modo similar a una ecografía, una serie de imágenes virtuales del subsuelo que se denominan líneas sísmicas. Estas imágenes se obtienen mediante la emisión (1) de señales acústicas de baja frecuencia desde la superficie. Esta energía viaja a grandes velocidades por el subsuelo, siendo parcialmente reflejada hacia la superficie, donde es detectada por una serie de receptores (2) y almacenada en formato digital (3) para su posterior tratamiento y procesado.

La repetición sistemática de esta emisión y recepción a lo largo de un trazado lineal en la superficie, junto con la medición del tiempo transcurrido entre la emisión acústica y la recepción de la energía reflejada, permitirá posteriormente obtener una imagen del subsuelo mediante sofisticados tratamientos matemáticos a los datos adquiridos. De este modo se obtiene una línea sísmica, que combinada con más líneas formando una malla lo más regular posible, permitirá obtener mapas del subsuelo e identificar la presencia de trampas potenciales de hidrocarburos.


Estimación de riesgos, reservas y análisis económico

Una vez identificada una posible trampa, se debe evaluar las probabilidades de que concurran los elementos y procesos necesarios para la existencia de una acumulación de hidrocarburos, así como estimar su potencial volumen para poder analizar la viabilidad económica del proyecto. Si estos análisis muestran que la posibilidad de presencia de una acumulación es razonable, y además que su potencial tamaño es económicamente rentable, es cuando por fin se procederá a comprobar si realmente existe o no una acumulación.


Pozo de exploración

La perforación de un pozo de exploración es el único modo de comprobar si realmente existe o no una acumulación de hidrocarburos. Durante la perforación se debe realizar un control geológico exhaustivo de las rocas atravesadas, registrando los indicios de hidrocarburos, así como otros parámetros, tales como la velocidad de avance, propiedades del lodo utilizado en la perforación, etc. También se introducen en el pozo sondas con diferentes tipos de sensores, que miden las propiedades físicas de las rocas atravesadas, suministrando información continua a lo largo de la trayectoria del pozo. El análisis de estos registros permite identificar rocas almacén, cuantificar su porosidad y el tipo de fluido que se encuentra en sus poros, así como otros muchos parámetros de interés en la exploración. Para comprobar que efectivamente existen hidrocarburos y que estos puedan fluir en cantidades comerciales habrá que realizar una prueba de producción. Aún en el caso de que el pozo de exploración sea negativo, o sea que no hay encontrado hidrocarburos, toda la información obtenida en su perforación nos puede ayudar a dirigir la exploración hacia otras zonas más interesantes en el mismo área.

La exploración es un constante proceso de aprendizaje que requiere, no solamente excelentes conocimientos geológicos y geofísicos, sino también creatividad, imaginación, actitud crítica, experiencia, y cómo no, algo de buena suerte. Y aunque existe una alta posibilidad de fracaso, la actitud persistente en la exploración, tarde o temprano, rendirá sus frutos.

E&P en el mundo

La Exploración y Producción en España

Exploración y producción en España

Actualmente, el consumo diario en España tanto de petróleo (1,1 millones de barriles) como gas (72,5 millones de m3) se suple casi totalmente con importaciones, lo cual supone una factura anual de unos 40.000 millones de euros. La producción doméstica actual de petróleo se limita a unos 220 barriles diarios que provienen prácticamente de los yacimientos en el entorno al campo de Casablanca situados en el Mar Mediterráneo, y otra pequeña cantidad de condensado del campo Viura en la Comunidad Autónoma de La Rioja.

El yacimiento de Ayoluengo - descubierto en 1964 y en producción hasta enero de 2017, cuando caducó su concesión de explotación - ha sido el único campo de petróleo comercial en tierra adentro en nuestro país, lo cual no deja de ser una extraña singularidad en un territorio de medio millón de kilómetros cuadrados. La compleja geología del territorio español, el escaso número de pozos de exploración (1,1 por cada 1.000 km2), el hecho de que el mayor esfuerzo exploratorio en tierra fuera llevado a cabo durante la década de los 60, con una tecnología lejos de la que hoy está disponible, y principalmente focalizando la exploración en trampas convencionales y no muy profundas, son posibles explicaciones de esta curiosa y anómala singularidad.

La región más prolífica de España sin lugar a dudas ha sido el mar Mediterráneo, en la plataforma continental del delta del Ebro, donde a principios de la década de los 70 se realizaron los primeros descubrimientos de petróleo. Desde entonces hasta la fecha se han producido unos 255 millones de barriles. En 2009 se perforaron dos nuevos pozos (Montanazo D-5 y Lubina-1) en las inmediaciones del campo Casablanca, que revitalizaron la producción en la zona. Sin embargo, en la actualidad la producción ha decrecido considerablemente, y el abandono definitivo de estos campos y las instalaciones de producción está más cercano que nunca.

Durante los años 70 y 80 tuvo lugar la mayor actividad de exploración en el mar. Sin embargo las limitaciones técnicas de la época hicieron que esta se focalizara en la reducida plataforma continental, es decir, en una estrecha franja del litoral español de menos de 200 metros de lámina de agua, permaneciendo prácticamente sin explorar las aguas más profundas. Durante los años 90 y los primeros años de este siglo, la investigación en el litoral español quedó reducida a un mínimo. El bajo precio actual del barril, cuya caída se inicia en Junio de 2014, cuando se encontraba a 115 $/barril, junto con las trabas administrativas y la oposición social, está provocando que compañías de exploración estén retirando sus solicitudes de permisos de investigación y abandonando el país.

A día de hoy, la producción de gas nacional (unos 146.000 m3 diarios) proviene de varios pequeños campos de gas de origen biogénico en la cuenca del Guadalquivir (7.000 m3/día) y del campo de gas y condensado Viura (139.000 m3/día) situado en la cuenca del Ebro. Fuera de estas zonas existen otros campos que ha producido gas, pero que hoy se consideran agotados.

La red gasística española está muy bien desarrollada en lo referente a la distribución, pero la fuerte dependencia de la demanda externa hace necesario garantizar un mínimo de gas disponible en el país para cubrir periodos de escasez. Para ello, los campos de gas ya agotados se han reconvertido en almacenes estratégicos de gas. Se trata de los antiguos campos de gas de Gaviota en el Mar Cantábrico, Serrablo en los Pirineos y Poseidón en el Golfo de Cádiz. También se ha construido un nuevo almacén geológico de gas en Yela (Guadalajara), a unos 100 km de Madrid que ya está operativo. Existe otro proyecto para convertir algunos yacimientos de gas de la cuenca del Guadalquivir en almacenamientos estratégicos, que incluyen la construcción de varios kilómetros de nuevos gasoductos y la perforación de algunos pozos más, pero pese a tener la aprobación del Ministerio de Medio Ambiente, aún está pendiente de la aprobación de la Junta de Andalucía. Por otro lado, el antiguo campo petrolífero de Amposta situado en el Mar Mediterráneo, a unos 20 km de la costa, fue convertido en un almacén de gas en el conocido como proyecto Castor. Sin embargo, en septiembre de 2013, unos pocos días después de que empezara a inyectarse gas en el almacén, se produjeron pequeños sismos que fueron percibidos en poblaciones cercanas a la costa y que condujeron a la suspensión del proyecto. Existen fuertes evidencias de que estos episodios sísmicos están relacionados con la inyección de gas, aunque es necesario esperar a los resultados de los estudios geofísicos y geológicos que permitan determinar con precisión los mecanismos desencadenantes de estos microsismos.

El único pozo de exploración de hidrocarburos en tierra en los últimos 2 años ha sido el de Viura-3 en La Rioja, que fue perforado en 2013 para evaluar el descubrimiento de gas natural realizado en Viura-1 en el año 2010, donde también se completó una campaña sísmica 3D en 2013 sobre una superficie de unos 230 Km2. Tras un periodo inicial de pruebas de producción, el yacimiento de gas Viura ha sido recientemente conectado mediante un gasoducto a la red nacional de transporte de gas para comercializar su producción. Actualmente (Mayo 2016) el campo Viura produce unos 130.000 metros cubicos de gas al día.

La perforación del pozo de exploración Sandía-1, situado a unos 50 km al este de las Islas Canarias, en una lámina de agua de unos 900 metros y que fue finalizado a principios de 2015 ha sido la más reciente actividad de perforación en mar. El pozo mostró la presencia de débiles indicios de gas durante la perforación y sus resultados se encuentran en fase de estudio. Pese a los pobres resultados, estos no son suficientes para condenar el potencial de esta extensa cuenca geológica, ya que existen otras estructuras similares a la investigada, así como otras más profundas. Baste recordar que antes de que se realizara el primer descubrimiento de hidrocarburos en el Mar del Norte en los años 60, fueron perforados previamente un buen número de pozos secos.

No está previsto un aumento de la actividad de exploración en España durante 2016. Sin embargo, con la reciente presentación de los proyectos para realizar varios pozos de investigación de gas natural no convencional en seis emplazamientos en Burgos, se rompe la tendencia de los últimos años. Este proyecto se encuentra cercano al campo de petróleo de Ayoluengo, dentro de la cuenca vasco-cantábrica, donde se encuentra la formación geológica con más potencial de toda España para contener cantidades significativas de gas no convencional. Ahora comienza una fase que puede durar varios meses hasta que se aprueben todos los permisos necesarios y la preceptiva Declaración de Impacto Ambiental. Si los plazos no se dilatan, en 2016 podrían iniciarse las tareas de exploración, que pueden durar entre 1 y 3 años antes de que, en caso de ser positivas, pueda empezar la fase de producción. Con este proyecto y otros similares se puede abrir una nueva y prometedora etapa para la exploración y producción de hidrocarburos en España.


Exploración, investigación y explotación de hidrocarburos en España

La ley 34/1988 regula y establece el régimen jurídico para la exploración, investigación y explotación de hidrocarburos en España.


Proceso de otorgamiento de permisos de investigación

El Ministerio de Industria, Energía y Turismo otorga los permisos de investigación de hidrocarburos en tierra que se extiendan por más de una Comunidad Autónoma y todos los permisos en mar. Si se trata de un proyecto en tierra, pero que se circunscribe a una única Comunidad Autónoma, la administración competente es el Gobierno de esa Comunidad.


Investigación / Exploración

Los permisos de investigación se otorgan por un período de 6 años, divididos en tres períodos de dos años cada uno. La ley obliga a la compañía a la que se otorga el permiso a realizar una serie de trabajos mínimos, estipulado en euros por hectárea y año. El titular de un permiso de investigación estará obligado a desarrollar el programa de trabajo y las inversiones dentro de los plazos que se especifiquen en las resoluciones de otorgamiento. Al finalizar cada período de exploratorio el titular del permiso tiene la posibilidad de renunciar al mismo, una vez ejecutados los trabajos comprometidos.


Concesión de Explotación

Si se encuentra gas o petróleo en cantidades que justifiquen su puesta en producción y la compañía decide producirlo, la concesión de explotación se otorgará por un periodo de 30 años. Las concesiones de explotación únicamente las puede otorgar el Ministerio de Industria, Energía y Turismo.

Regulación y Medio ambiente

La extracción de petróleo y gas natural se rige por una estricta normativa tanto a nivel nacional como europeo.

Independientemente de la forma de extracción, de yacimientos convencionales o no convencionales, del tipo de hidrocarburo del que estemos hablando (petróleo o gas), de que se extraiga en tierra (onshore) o en alta mar (offshore), la industria debe cumplir los múltiples requisitos normativos y técnicos establecidos por las diferentes Administraciones competentes.

Desde hace ya décadas, en Europa se desarrolla la industria del gas y del petróleo. Como consecuencia, las normas europeas y españolas han evolucionado hasta alcanzar los más altos rangos de exigencia a nivel mundial, sobre todo en lo referente a los aspectos medioambientales.


A nivel español:

Ley 34/1998, de 7 de octubre, del sector de hidrocarburos, y sus posteriores modificaciones: es la ley que establece el marco jurídico de las actividades relativas a la exploración, investigación, explotación, refino, transporte, almacenamiento y comercialización de los hidrocarburos líquidos y gaseosos.

Real Decreto 2362/1976, de 30 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de la Ley sobre investigación y explotación de hidrocarburos de 27 de junio de 1974: establece requisitos más detallados para las actividades de exploración, investigación, explotación, refino, transporte, almacenamiento y comercialización de los hidrocarburos líquidos y gaseosos.

Real Decreto Legislativo 01 de 2008 de 11 de enero por el que aprueba el texto refundido de la Ley de Evaluación de Impacto Ambiental: Esta norma define los proyectos dentro de la actividad de la E&P que deben someterse al proceso de autorización de Impacto Ambiental, las modalidades, y los contenidos que se deben incluir en los Documentos Ambientales o Estudios de Impacto Ambiental (EIA).


A nivel europeo:

Directiva de seguridad offshore: Aprobada en junio de 2013 como respuesta al accidente de Macondo en el Golfo de México, la directiva establece una serie de protocolos de seguridad y de obligaciones para las empresas de E&P, así como un establecimiento de responsabilidades en caso de incidencia. La directiva aporta claridad y seguridad jurídica, al tiempo que representa un marco común de exigencias para toda Europa, al más alto nivel, con el fin fundamental de evitar cualquier posibilidad de accidente grave en alta mar.

Directiva de hidrocarburos: Establece un conjunto de normas comunes para garantizar un acceso no discriminatorio a las actividades de prospección, exploración y producción de hidrocarburos. Estas normas, objetivas y transparentes, contribuyen a reforzar la integración de mercado interior de la energía, a favorecer una mayor competencia en su seno y a aumentar la seguridad del suministro.

Directiva marco sobre el agua: Establece los requisitos para la protección y la gestión de las aguas interiores superficiales, las aguas subterráneas, las aguas de transición y las aguas costeras. Su objetivo último es alcanzar un «buen estado» ecológico y químico de todas las aguas comunitarias para 2015.

Reglamento REACH (Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de sustancias químicas): Garantiza una gestión eficaz de los riesgos asociados a la gestión de sustancias químicas a través de la presentación de información a lo largo de la cadena de suministro y la eliminación gradual de las sustancias peligrosas.

Directiva de hábitats y Directiva de conservación de las aves: Establecen un sistema de rigurosa protección de los espacios naturales y especies animales aplicable a todas las actividades, incluyendo las industrias extractivas.

Directiva de protección de las aguas subterráneas contra la contaminación: Cubre todas las fuentes potenciales de contaminación del agua. Los requisitos incluyen tanto medidas de evaluación del estado químico de las aguas como medidas para reducir la presencia de contaminantes.

Directiva sobre la gestión de los residuos de las industrias extractivas:Establece medidas para prevenir o minimizar los efectos y los riesgos para el medio ambiente y la salud derivados de la gestión de los desechos de las industrias extractivas, como los residuos y los materiales desplazados.