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- Herausgeber: RUTH
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Sprache: Spanisch
Esta obra es útil para el desarrollo de las investigaciones petroleras; la perforación de pozos petroleros terrestres verticales, inclinados dirigidos y horizontales, de corto, largo alcance; el ensayo de las capas geológicas productivas, puesta en producción; en el real y fascinante mundo de la exploración y explotación petrolera. El texto está escrito de manera instructiva e interesante y profusamente ilustrado.
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Seitenzahl: 551
Veröffentlichungsjahr: 2018
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Diseño de interior y realización: Dania Iskra Carballosa Fuentes y Carlos Javier Solís Méndez
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Composición computarizada: Bárbara Alina Fdez. Portal Emplane para e-book: Lic. Belkis Alfonso García
© Rolando Fernández Garrido, 2014
© Sobre la presente edición:
Editorial Científico-Técnica, 2016
ISBN 978-959-05-0902-5
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RUTH CASA EDITORIAL
Calle 38 y ave. Cuba, Edif. Los Cristales, oficina no. 6 Apartado 2235, zona 9A, Panamá
www.ruthcasaeditorial.org
Dedico este libro a mi familia y a mis compañeros de trabajo por su gran apoyo
PRÓLOGO
El petróleo o aceite de roca es conocido desde la antigüedad. Es un compuesto natural cuyas principales sustancias integrantes son hidrocarburos, estos a su vez pueden ser sólidos, líquidos y gaseosos. Por lo tanto, la industria que se basa en el petróleo con frecuencia incluye no solo lo relacionado con el aceite natural proveniente de las rocas, sino que comprende también sustancias sólidas, semisólidas (tales como los bitúmenes), así como los asfaltos naturales y los gases combustibles.
A lo largo de los últimos 150 años de la etapa industrial del petróleo, esta mercancía ha transformado el mundo por sus características de ser un producto con alta capacidad energética, bajo costo y alta seguridad de manejo. Los productos petroleros a finales del siglo xix sustituyeron mercaderías escasas y de altísimo impacto para el medio ambiente. Algunos investigadores consideran que la aparición del petróleo no solo propició un crecimiento económico y el bienestar de los países desarrollados, sino que retrasó en varias decenas de años las crisis económicas y ambientales del capitalismo, a las que la humanidad está abocada en el momento actual. El petróleo, junto con el carbón, se considera el responsable de la mayor parte de las emanaciones de gases de efecto invernadero que amenazan acelerar los cambios climáticos a nivel planetario.
El mundo produce hoy unos 4 500 millones de toneladas de petróleo y 3,3 billones de metros cúbicos de gas. El petróleo se utiliza para transporte, energía eléctrica y como materia prima para la petroquímica. Los hidrocarburos son los responsables de la producción de energía primaria en el mundo (60 %), distribuidos de la forma siguiente: el petróleo (34 %), el gas natural (23 %) y el gas natural licuado (3 %). Las otras fuentes de energía responden de la forma siguiente: carbón (28 %), nuclear (6 %), hidroeléctrica (6 %) y renovables (1 %).
De forma convencional, la industria se divide en dos grandes ramas: corriente arriba (actividades de exploración, búsqueda y producción) y corriente abajo (refinación y distribución de productos derivados). El proceso de transformación del producto desde su fuente natural, hasta la obtención de un beneficio económico, con su correspondiente impacto socioeconómico y ambiental, es lo que se denomina cadena del valor del petróleo. Esta cadena de valor con sus riesgos y posibilidades tiene que recorrer diferentes etapas económicas: exploración, desarrollo, producción, transporte y mercado.
En Cuba el petróleo y sus derivados son la fuente principal de energía. Dependen del petróleo, la generación eléctrica por encima de 95 % y el transporte en su totalidad. Otras industrias de gran consumo de hidrocarburos o sus derivados son la producción de cemento, la industria del níquel y en menor grado la siderúrgica. La revolución energética emprendida en nuestra Isla pone énfasis en encontrar fórmulas para el uso racional de los combustibles. Expertos estiman en cerca de un millón de toneladas el ahorro de petróleo desde el comienzo de la Revolución Energética con un considerable impacto económico y en la calidad de vida de los cubanos, haciendo énfasis en el significado moral de no despilfarrar en pocos años una sustancia que la naturaleza invirtió millones de años en crear. En este sentido el presente libro es un aporte al empeño de diseminar el conocimiento de la Industria del Petróleo en nuestro país. Un pueblo culto y educado es capaz de aproximarse al ahorro de los productos petroleros con una conciencia de lo extremadamente escaso y precioso que es el producto, así como con una aproximación ética.
Es importante que el ciudadano común conozca que para disponer siempre de electricidad generada con petróleo o productos derivados para utilizarlo en nuestra cocina, las moléculas de esta sustancia emprendieron un largo y azaroso camino. Este camino comienza con la deposición de algún organismo vivo en el fondo de un lago o una cuenca marina, hace cientos de millones de años, luego continúa con el proceso de generación del petróleo, su migración y finalmente concluye con su entrampamiento, así como su conservación en una roca porosa. Hasta esa roca porosa saturada de petróleo llega un día la barrena de perforación y de allí es extraído, rompiendo el equilibrio establecido hace millones de años.
En el mundo, las acumulaciones de petróleo se encuentran desde unos pocos metros de la superficie, hasta 10 000 m de profundidad. De hecho la mayor parte de la producción hoy proviene de profundidades entre 1 000 m y 2 000 m, por lo tanto, la perforación de pozos es el elemento fundamental tanto para detectar nuevos yacimientos, como para desarrollar o incrementar la producción de los existentes. Los gastos que se incurren en la confección de pozos superan con creces todos los gastos de capital o de operaciones. Este hecho hace a la actividad de perforación el centro de las más importantes decisiones en la actividad de exploración y producción de hidrocarburos. La perforación es una compleja actividad no solo por las múltiples diligencias que involucra, sino también por los altos niveles de seguridad que se deben cumplir para llevar a término los pozos y ponerlos en producción, cuidando de que no se dañen los seres humanos, el medio ambiente y las propiedades.
La industria del petróleo en Cuba nace a finales del siglo xix cuando se perforan pozos exploratorios en el norte de las actuales provincias de Matanzas y Villaclara, pero se conoce la existencia de esta en la Isla desde tiempos inmemorables, aflorando en la superficie en más de medio millar de puntos de nuestra geografía. Al Triunfo de la Revolución, la opinión generalizada de las empresas petroleras era que en Cuba no se podrían encontrar nunca yacimientos de gran magnitud. Sin embargo, al triunfo de la Revolución, la voluntad política llevó a la creación de una industria petrolera cubana y al descubrimiento de varias decenas de campos responsables hoy de una producción que satisface cerca de la mitad de las necesidades del país.
Con el surgimiento de la empresa petrolera nacional, luego del triunfo de la Revolución, los técnicos cubanos asimilaron la compleja tecnología de la perforación de pozos para petróleo. A lo largo de este tiempo se han perforado con medios propios millones de metros en más de 1 000 de pozos profundos. En la década de 1960 a 1970 todos los pozos eran verticales. A partir de 1980 se comienza a asimilar la tecnología de la perforación inclinada para el desarrollo de los campos Varadero y Boca de Jaruco, como una solución para disminuir el impacto ambiental de estos desarrollos. En los años 1990, los perforadores cubanos asimilan la tecnología de la perforación horizontal esta vez, con el triple propósito de disminuir los costos de desarrollo, incrementar la producción por pozo y alcanzar campos que estaban alejados de la costa en el mar. Hoy día, Cuba es uno de los pocos países en el mundo donde prácticamente todos sus pozos son horizontales de largo alcance. Los pozos horizontales diseñados y ejecutados por técnicos cubanos se encuentran entre los más largos y complejos del mundo.
El presente libro es una guía por el camino del dominio de esta complicada tecnología. Aquí se exponen todas sus partes componentes, las técnicas elementales que forman su enmarañado proceso y las múltiples complicaciones que se deben enfrentar durante la perforación. No se descuida entrar en los detalles de la seguridad de las operaciones y las previsiones para tener siempre el caño del pozo bajo estricto control.
Dr. Rafael de Jesús Tenreyro Pérez
Introducción
La energía es uno de los grandes dilemas que enfrenta hoy la humanidad. Las reservas probadas de combustible fósil a nivel mundial han disminuido y se agotarán inevitablemente. Mientras, el consumo sigue una curva ascendente que no parece tener freno. Unos 10 000 millones de toneladas de combustibles fósiles se consumen al año en el mundo, lo cual significa que cada año se derrocha lo que la naturaleza tardó 1 000 siglos en crear. Cada ciudadano estadounidense gasta como promedio 25 barriles de petróleo al año, el europeo 11, el chino menos de dos y el caribeño casi un barril. Estas cifras hablan del desigual acceso a los recursos naturales; pero también de la mentalidad derrochadora y consumista de los países más desarrollados, a este ritmo la humanidad no le deja muchas esperanzas de vida a las futuras generaciones.
En un mundo donde el sistema energético está basado en los combustibles fósiles, que son además los principales emisores de gases contaminantes a la atmósfera, según advierte el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (adscrito a las Naciones Unidas), no queda otra alternativa para la supervivencia que una revolucionadora concepción centrada en el ahorro.
Cuba ha comenzado a dar el ejemplo. A partir del 2005 en nuestro país empezó a hablarse en un nuevo término: la Revolución Energética, un programa orientado por Fidel Castro, que promueve el uso racional de la energía y una cultura del ahorro, así como marca el despegue en la Isla de las fuentes de energía renovables.
Desde entonces, el Estado emprendió en el sector doméstico la sustitución inmediata y masiva de equipos electrodomésticosantiguos e ineficientes, por otros más modernos y de bajo consumo.
La industria eléctrica también inició un proceso de modernización de su tecnología, que ha permitido incrementar el ahorroy la capacidad de generación del país; hoy día se acometela rehabilitación de todas las redes de distribución eléctrica. La expansión progresiva de las fuentes de energía limpias, un campo en el que todavía se exhibe un discreto desarrollo, es otro de los propósitos de la Revolución Energética.
En ese sentido, se emprendió la instalación de parques eólicos, como el experimental Los Canarreos, en la Isla de la Juventud, que ha permitido ahorrar 15 t de combustible convencional. Además, existen 4 000 puntos en todo el país que funcionan con energía fotovoltaica. La industria azucarera se autoabastece de la energía extraída de la biomasa de la caña de azúcar, pero también se estudian la energía geotérmica y el campo de los biocombustibles.
Cuba le ha dado un uso social a este tipo de energía y hoy más de 1 800 salas de televisión y 150 círculos sociales en zonas rurales se alimentan de paneles fotovoltaicos. Son beneficiados, igualmente, los consultorios del Médico de la Familia en la montaña.
Para Cuba, el tránsito hacia un sistema energético basado en las fuentes renovables y el ahorro, no solo pasa por el respeto a los acuerdos internacionales suscritos para el desarrollo sostenible, sino que también constituye una cuestión de soberanía energética y económica. Los exorbitantes precios del petróleo en el mercado mundial, el previsible agotamiento de los combustibles fósiles y la contaminación global, nos han obligado a buscar nuevas alternativas, pero nuestro país tampoco renuncia a la búsqueda, exploración y explotación de nuevos yacimientos petrolíferos en su propio territorio, sobre todo cuando tiene zonas como la plataforma marina, que según los expertos podrían deparar reservas importantes. En la actualidad las mayores reservas se encuentran en la costa norte de la Isla, donde se aplica la Tecnología de perforación de pozos petroleros inclinados dirigidos y horizontales.
En esos depósitos se utiliza el gas acompañante del petróleo para generar electricidad a bajo costo, una producción que ahora promedia los 300 000 kW/h. Esta generación de electricidad a bajo costo es tan solo una de las muestras de la convergencia entre el sistema energético tradicional (basado en los combustibles fósiles) y la nueva concepción estratégica de Cuba enfocada en el ahorro, la cual debe y puede ampliarse en el futuro, en la medida en que se profundicen los estudios y las investigaciones. De ahí que la industria cubana del petróleo también es un factor esencial para apoyar los objetivos de la Revolución Energética.
Por la importancia que reviste el tema y la actualidad que presenta en nuestros planes de estudio, así como en la preparación de todos los trabajadores en la producción petrolera, se ha reunido en esta publicación con métodos, fórmulas, ejemplos reales, preguntas de evaluación e ilustraciones, además de un glosario de términos en español (con su traducción correspondiente en inglés y portugués), tablas con las unidades de medida más importantes utilizadas en esta especialidad; la actividad de la logística en la industria petrolera terrestre y por último, la bibliografía general especializada que ha servido de apoyo a la realización de esta obra.
CAPÍTULO 1. INDUSTRIA PETROLERA EN CUBA
Cubapetróleo (CUPET) es la compañía petrolera estatal de la República de Cuba encargada del seguimiento de las actividades siguientes:
1. Exploración y producción, tanto en la tierra, como en la Zona Económica Exclusiva.
2. Refinación y producción, de aceites lubricantes.
3. Distribución y almacenaje.
4. Actividad de comercio interior y exterior, para la industria del petróleo.
5. Servicios técnicos.
La organización CUPET tiene una gran responsabilidad dentro del Ministerio de Energía y Minas (MINEM), el cual a su vez tiene todo el control de la minería y la energía, tambien lleva a cabo sus operaciones de búsqueda y producción de petróleo a través de dos Empresas de Perforación y Extracción de Petróleo, así como una Empresa de Geofísica.
La actividad de hidrocarburos en Cuba existe desde antes de 1881, cuando un yacimiento de nafta natural fue descubierto en las inmediaciones de Motembo en la zona central del país (Figs. 1.1 y 1.2).
Fig. 1.1 Pozo Cristales 68.
Fig. 1.2 Yacimiento Jatibonico (tanques de almacenamiento).
La limitada exploración hasta 1960 dio como resultado pequeños descubrimientos y no fue hasta pasada la nacionalización de la industria, en este mismo año, que el país adoptó una política más sistemática y consecuente para la creación de una empresa petrolera estatal que impulsó la actividad. Después de la nacionalización de la industria, posterior al Triunfo de la Revolución, se adoptó una política más sistemática con la formación de una compañía petrolera estatal. En el período de 1960-1970 hubo un crecimiento en la actividad de exploración, dando como resultado el descubrimiento de algunos yacimientos adicionales (Figs. 1.3 y 1.4).
Fig. 1.3Yacimiento Pina (cargadero por ferrocarril para enviar el crudo).
Fig. 1.4 Pozo Martín Mesa 7.
En este período la producción se incrementó gradualmente hasta alcanzar un nivel de alrededor de 33 000 bbl/día de petróleo, muchos de estos yacimientos no produjeron por largos períodos de tiempo y otros se mantienen en la actualidad muy activos, con volúmenes de producción muy considerables como por ejemplo el yacimiento de Varadero. En sus inicios se declararon reservas iniciales estimadas de cerca de dos billones de barriles.
A partir de 1991 la actividad exploratoria se ha llevado a cabo por compañías extranjeras, hasta la fecha se han realizado más de 12 327 km de líneas sísmicas y cerca de 10 000 km ya se han reprocesado. Se han perforado decenas de pozos exploratorios. En mayo de 1994 se anunció el descubrimiento en el pozo CUPEY-1X en el bloque 10, el cual fue probado con un caudal de 3 750 bbl/día. Una campaña sísmica 3D de 190 km² se desarrolló en 1995. En diciembre de 1996 se ensayó un segundo pozo exploratorio en el área de Majaguillar en el bloque 9, con caudales de 600 bbl/día. En 1998 se perforaron dos pozos adicionales para evaluar el descubrimiento. En 1997 se produjo un descubrimiento en la Cuenca Central (campo Brujo), el cual contiene un petróleo de 42° API.
En el occidente del país, a 85 km al este de La Habana, en el yacimiento Puerto Escondido, fue implementada por primera vez en el país la tecnología de perforación inclinada dirigida y horizontal en el pozo PE-05. Durante el Ensayo de Producción, el pozo PE-05 y el pozo PE-06 aportaron volúmenes cercanos a los 1 800 bbl/día. A partir de esta fecha todos los pozos perforados en este campo fueron con la aplicación de la misma tecnología, con una profundidad media de hasta 2 232 my un desplazamiento de1 248 m. El 19 de mayo de 1998 se firmó un contrato de producción compartida para este campo y se continuó la perforación de los pozos PE-07, PE-08, PE-09 y Can-1X. En septiembre del 2004 tuvo lugar el descubrimiento del yacimiento Santa Cruz del Norte.
Paralelo a esto, CUPET a partir de 1997, en asociación con compañías petroleras extranjeras comenzó la utilización delas reservas de gas natural acompañante en los yacimientos de Boca de Jaruco y Varadero. Una planta de tratamiento de gas fue construida en la localidad de Boca de Jaruco (35 km al este de La Habana) y también se construyó un gasoducto para suministrar gas manufacturado a las plantas de Melones y Marianao, esta última después de realizada la ampliación de capacidad correspondiente y elevar su potencial a 240 000 m3/ /día. En 1998 la planta de gas de Boca de Jaruco suministróalrededor de 38 MM/m3de gas para consumo doméstico, ahorrándose por este concepto la utilización de 25 mt de nafta. Al unísono con el desarrollo de este proyecto se minimizó la contaminación e impacto ambiental de la costa norte de La Habana y Matanzas. Al mismo tiempo fue creada la empresa mixta ENERGAS S.A., con el propósito de limpiar y tratar el gas excedente de los yacimientos de Boca de Jaruco y Varadero, para su utilización en la generación de energía eléctrica. La ampliación de la planta de gas de Boca de Jaruco, de su máxima capacidad (160 000 m3de gas) hasta 240 000 m3debe realizarse posteriormente y de esta forma se incorporará la planta de Marianao a la red de consumidores de gas manufacturado de Ciudad de La Habana. La Planta de Boca de Jaruco tuvo una potencia inicial de generación de 35,4 MW/h y su capacidad de procesamiento de 112 MM/ m3/ año. Además está proyectada para la obtención de 3 850 t/año de azufre y 0,84 t/día de nafta. En nuestra industria las actividades de refinación y comercialización se llevan a cabo a través de una serie de empresas. Hoy día, CUPET tiene cuatro refinerías con una capacidad total de refinación de 120 000 bbl/día (una con esquema de conversión media y las otras con esquemas de hidrodesnatador). CUPET está lista para negociar con inversionistas extranjeros la ampliación y modernización de sus refinerías, por ejemplo se tienen los trabajos realizados en la refinería de Cienfuegos en asociación con la compañía estatal venezolana PDVSA, lo que permitió la refinación de petróleo a partir del 2008. En nuestro país se han procesado crudos de diferentes lugares y dentro de la diversidad de los productos se incluyen: LPG, gasolinas, kerosina de aviación, gas oil, fuel oil y asfaltos. Dentro de los renglones productivos de CUPET también se encuentran la mezcla de diferentes aceites básicos y aditivos importados, para la confección de lubricantes. Contando además con capacidades de almacenaje a lo largo de todo el país, las cuales son controladas por la Empresa de Distribución de CUPET. En esta empresa también se controla la operatividad de 11 terminales marítimas, incluyendo una terminal de súpertanqueros en la bahía de Matanzas, con capacidad máxima para buques de hasta 150 000 t de peso muerto. Dentro del sistema empresarial de base de CUPET se encuentran también el: Centro de Investigaciones del Petróleo, Centro de Proyectos, así como el Complejo de Operaciones de gasoductos y oleoductos,
El 20 de septiembre de 1991 fue creada Comercial CUPET S.A., cuya responsabilidad inicial fue la representación de CUPET para la concertación, desarrollo y control de contratos, con inversionistas extranjeros para el desarrollo de la actividad petrolera en Cuba o el extranjero. Para llevar a cabo y facilitar el cumplimiento de este objetivo, en 1990, el país fue dividido en 45 bloques (tierra-agua somera), incluyendo tres pequeños yacimientos: Varadero profundo, Puerto Escondido-Yumurí y Boca de Jaruco. En la actualidad existen varios bloques bajo contratos de producción compartida, otros en proceso de negociación y disponibles. El área de estos bloques oscila entre 1 400 km2 y 6 000 km2.
Desde el año 2 000 fue reconocida y dividida en 59 bloques el Área Económica Exclusiva de Cuba, en el Golfo de Mexico. Estos bloques tienen como promedio un área de 2 000 km2.
Existen varios bajo contratos y otros están disponibles a la negociación. En esta área se han desarrollado trabajos exploratorios considerables, llegándose a la perforación de un pozo en el 2004 y en perforación actual un quinto pozo.
Mantos de exploración y potencial de hidrocarburos
En Cuba existe una gran presencia de hidrocarburos, almacenados en un rango bastante amplio de tipos de rocas, siendo los más comunes los plegamientos de carbonatos fracturados de edad jurásica al cretácico. Los yacimientos fracturados, en particular aquellos asociados con los pliegues de sobrecorrimiento, constituyen los yacimientos más importantes. En la zona norte cubana los sedimentos del sinorogénico y postorogénico, pueden formar depósitos potenciales. Los sellos localmente pueden estar representados por arcillas, carbonatos y rocas ígneas no fracturadas. En la parte sur los sellos potenciales están representados por arcillas finas, carbonatos o rocas ígneas.
El desarrollo de buenas cualidades de rocas madres en Cuba está probado. El tope de la ventana de generación de petróleo se estima a 3 500 m en el norte de Cuba y a 3 000 m en el sur. Los pesos específicos del petróleo producido varían bastante desde valores tan bajos como 10° API (yacimiento Varadero) hasta valores tan altos como 60,5° API (yacimiento Motembo). La mezcla de petróleo es común y ha mejorado indudablemente la movilidad de los petróleos más pesados; los datos disponibles sugieren que ha ocurrido una significativa migración.
Los mantos de exploración en Cuba probados y potenciales, pueden ser categorizados en:
1. Mantos (play) de cuerpos sobrecorridos en forma de mantos.
2. Mantos de diapiros.
3. Mantos de rocas ígneas fracturadas.
4. Mantos de estructuras de domo en cuerpos sobrecorridos.
5. Mantos de fallas de extensión.
6. Mantos de estratigraficación.
Los tipos de mantos más comunes son los cuerpos sobrecorridos, es decir, cuando ocurren en el margen pasivo de la secuencia carbonatada; estos consisten en anticlinales y generalmente ocurren en grupos con mantos sobrecorridos grandes, como en el yacimiento de Varadero.
La complejidad de la geología presenta un gran número de desafíos para la exploración, solo una pequeña proporción de las áreas sedimentarias perspectivas se han explorado adecuadamente; pero con la aplicación de modernas tecnologías se anticipa que reservas sustanciales adicionales pueden ser encontradas.
Existen extensas y bien desarrolladas rocas madres, propensas a la maduración del petróleo y horizontes multirreservorios, mientras que estructuralmente se encuentran una gran variedad de tipos de trampas.
Disponibilidad de información técnica
CUPET ha hecho disponible una cantidad considerable de datos sobre el petróleo para ayudar a las compañías a evaluar estas oportunidades de exploración, estas incluyen lo siguiente:
1. Reporte regional: La geología y el potencial de hidrocarburos de la República de Cuba, la cual está respaldada por datos regionales sustanciales, incluyendo sísmica en tierra y sísmica marina.
2. Ofertas de datos: Contienen típicamente un informe de bloque general, secciones sísmicas, registro sísmico de velocidad (VSPs), registros de pozos, geoquímicos, información de análisis de núcleos, etcétera.
3. Información aeromagnética y de gravidez.
Estructura legal real
La Constitución de la República de Cuba, fechada el 24 de febrero de 1976, modificada por la decisión de la Asamblea Nacional, el 12 de julio de 1992, establece que el Estado reconoce la propiedad de las compañías formadas legalmente, empresas mixtas y asociaciones económicas.
El Código Civil establece que el Estado cubano reconoce a las personas legales formadas debidamente, las cuales pueden poseer y disponer de bienes, así como establecer contratos. La Ley para la Inversión Extranjera, fechada el 16 de abril de 2014, regula la organización y funcionamiento de empresas mixtas y asociaciones económicas, sus principios legales, regulaciones financieras y comerciales, obligaciones fiscales, así como régimen de labor.
Cubapetróleo es la empresa del Estado, autorizada a involucrarse en la exploración y explotación de hidrocarburos en el territorio nacional por sí misma o en asociación con otras compañías que tienen los recursos financieros, técnicos y prácticos necesarios.
Los contratos de distribución de la producción son una asociación económica entre Cubapetróleo y el contratista. Cada contrato es aprobado individualmente por el Gobierno, por resolución y está en completa conformidad con la Ley cubana.
Un modelo de convenio (contrato) de distribución de la producción se ha redactado, el cual debe ser considerado como base para las negociaciones. Las condiciones generales del contrato se relacionan a continuación, pero muchos de los detalles pueden ser acordados durante las negociaciones.
El Modelo de contrato de Compartición de la Producción comprende:
1.Duración del contrato: El contrato estará en vigor cuando sea inscrito por CUPET en el registro mercantil de Cuba adscrito al Ministerio de Justicia y tendrá una duración promedio de 30 años, esto es fijado durante la aprobación del negocio.
2. Disposiciones fiscales: Los impuestos que han de ser pagados por las compañías son establecidos en la Ley del Sistema Tributario. Los pagos de los impuestos son considerados gastos reembolsables o de operaciones petroleras, con la excepción de los impuestos sobre las utilidades del contratista, el cual no será reembolsable y su valor estará entre 30 % y 50 % de la ganancia neta anual del contratista. El valor final será fijado por el ejecutivo en el momento de la aprobación del negocio.
3.Cuentas bancarias e intercambio extranjero: Las compañías están autorizadas a abrir y mantener cuentas bancarias en moneda extranjera (divisa) en bancos en el extranjero o en Cuba para recibir las ganancias o ingresos de ventas de hidrocarburos u otras rentas, así como pagos en efectivo y ganancias de traspaso en el exterior sin ninguna restricción. El Banco Nacional de Cuba garantiza el libre canje extranjero.
4.Entrenamiento: La solicitud y cantidad anual de entrenamiento de cubanos, así como el traspaso de la tecnología, serán acordados durante las negociaciones y aclarados en el contrato.
5.Cuenta: El contratista será responsable de mantener en Cuba libros y cuentas en moneda libremente convertible. El procedimiento de contabilidad será acordado según los preceptos de las normas cubanas de contabilidad.
6.Ganancias legales: El modelo de participación de la producción está basado en las prácticas más modernas para este tipo de contrato, en particular, para artículos que conciernen a la Fuerza Mayor y al arbitraje internacional. El arbitraje será resuelto por la autonomía de la voluntad de las partes.
7.Gas natural: El contratista podrá utilizar el gas natural asociado en las cantidades que se requieran para satisfacer las necesidades de las operaciones petroleras, incluyendo la generación de energía. A los efectos de esta utilización, se asignará prioridad a las inyecciones en las capas productivas, siempre que este procedimiento se haya incluido en el Plan de Explotación de los campos. El gas natural libre que se descubra en el área del contrato y el gas natural asociado superior a los requerimientos de las operaciones petroleras, serán propiedad de CUPET, el cual asumirá todas las obligaciones y responsabilidades de la explotación de tal gas natural y no interferirá en las operaciones petroleras del contratista.
8.Precios:El precio del petróleo crudo y el del gas natural estarán basados en los precios del mercado internacional.
9. Programa de trabajo y garantía bancaria: El programa de trabajo mínimo para el período de exploración, será acordado durante las negociaciones y expresado en cantidad de operaciones de trabajos, para ser ejecutados. Las obligaciones de trabajo mínimas para el período de exploración serán acordadas durante las negociaciones y expresadas en cantidad de operaciones de trabajo, para ser ejecutadas en cantidades monetarias aprobadas cada año por el Comité de Administración del contrato. Sin embargo, una garantía bancaria irrevocable se exige para el período de exploración. Su valor dependerá del programa de trabajo y presupuesto aprobado para el cumplimiento de este.
Sistema legal para las concesiones de petróleo otorgadas en Cuba hasta 1958
Las concesiones para la exploración y explotación de hidrocarburos, otorgadas por los gobiernos antes de la Revolución que asumiera el poder el 1ro. de Enero de 1959, eran regidas por la Ley de Minerales Combustibles del 9 de mayo de 1938.
Los objetivos de esta ley fueron claramente definidos en sus artículos 2; 3; 4 y 5:
“ARTÍCULO 2. Lo que se refiera a la exploración y explotación de yacimientos de petróleo y otras sustancias hidrocarburantes en la superficie o debajo de ella, sólidos, líquidos o gaseosos, lo que se relaciona con la manufactura y refinamiento de minerales que son explotados y la transportación de los mismos por cualquier medio que requiera vías especiales y lo que se relaciona con la exploración y explotación de depósitos (yacimientos) de carburos fósiles, de la preparación y transportación del mismo, es declarada, de ser de interés público y social y será dictada por las disposiciones aquí presentes.
ARTÍCULO 3. Las sustancias minerales cuya exploración y explotación son protegidas y reguladas son las siguientes:
1. El petróleo y las sustancias naturales líquidas y gaseosas tales como la nafta, keroseno natural, gases hidrocarburantes y helio.
2. Asfaltenos, cualquiera que sea su estado, betún, alquitrán, heladerita, ozerita y otros minerales similares, así como cera y resinas fósiles.
3. Carburos fósiles, este término comprende antracita, carbón, lignita y otros minerales con excepción de la turba.
Una vez que la ley haya definido sus objetivos declarando que cualquier cosa relacionada con la exploración y explotación de hidrocarburos es de interés público y social, establece inconfundiblemente el dominio de la nación sobre ellos.
ARTÍCULO 4. La nación tiene el poder inalienable e imprescriptible sobre todos los minerales combustibles naturales y los carburos de hidrógeno maduros que existen en los yacimientos en cualquier estado físico. El Estado puede, por los términos planteados aquí, conceder a individuos el derecho a explorar y explotar yacimientos de dichos minerales. La propiedad del Estado sobre el subsuelo ha sido ya establecida en el artículo 339.2 del Código Civil en vigor desde 1889. Es ratificada por la Ley de minerales Combustibles y se convierte en un principio constitucional bajo el artículo 88 de la Constitución de 1940.
El poder del Estado de conceder a individuos el derecho de explorar y explotar yacimientos de hidrocarburos fue evidenciado a través de concesiones cuya extensión está bastante claramente definida en el artículo 5 de la Ley.
ARTÍCULO 5. El término “concesión” bajo las definiciones aquí planteadas, significa el acto por el que el Estado temporalmente concede a individuos el derecho de explorar y explotar como es apropiado los yacimientos de hidrocarburos mencionados en el artículo 3 bajo los términos y con los derechos y obligaciones aquí establecidas.
Las concesiones no confieren propiedad sobre los yacimientos, pero sí el derecho de explorarlos o explotarlos por un período de tiempo específico e incondicional.
Este último párrafo es inconfundiblemente claro: “nadie puede reclamar propiedad sobre un yacimiento de petróleo o gas basada en derechos adquiridos antes de 1959, en vistas de que la Ley permitía el otorgamiento de concesiones como un derecho de explotar o explorar yacimientos, por un período de tiempo específico e Incondicional”.
Concesiones de exploración
El artículo 20 de la Ley contiene los principios básicos de concesiones de exploración:
“ARTÍCULO 20. Las concesiones pueden ser por exploración o explotación. Las concesiones de exploración acreditan al poseedor de la concesión para ejecutar labores con el fin de descubrir minerales combustibles”.
El Ministerio de la Agricultura otorgará estas concesiones y chequeará que las obligaciones allí establecidas se acaten.
La duración de las concesiones de exploración será de 3 años, estimados a partir de la fecha de su otorgamiento.
Dentro del referido período de tiempo, el poseedor de la concesión solo será acreditado a solicitar una concesión (permiso) para explotar la zona otorgada.
El poseedor de la concesión rendirá una información trimestral al Ministerio sobre el progreso hecho en las labores y los resultados de la exploración.
La Ley es definitiva como corresponde a la duración de las concesiones de exploración: 3 años. Dentro de estos 3 años el poseedor de la concesión pudiera solicitar concesiones de explotación sujetas a un tratamiento diferente, el cual se considera a continuación, pero la concesión de la exploración expirará 3 años después de su otorgamiento, por lo tanto, nadie tiene derechos para la exploración de hidrocarburos en ninguna porción del territorio de la República de Cuba, basado en las concesiones otorgadas antes del 1ro. de Enero de 1959.
Concesiones de explotación
El Estado puede otorgar concesiones temporalmente y bajo condiciones específicas para explorar y explotar hidrocarburos.La Ley de igual modo determina quién ejercita la representación del Estado y su poder discrecional para otorgar concesiones.
“ARTÍCULO 7. El poder discrecional del Poder Ejecutivo está acreditado a otorgar las concesiones aquí referidas con excepción de los siguientes casos:
Primero. Cuando hay un intento de convertir la concesión de exploración previamente otorgada en una concesión de explotación, en tal caso la misma será otorgada dentro de un tiempo límite no mayor de seis meses, siempre y cuando el poseedor haya cumplido los requisitos debidos”.
La Ley de Ámbito Local de la Ley de minerales Combustibles, promulgada por Decreto 2625 del 16 de octubre de 1939, regula cabalmente lo que se relaciona con aplicaciones de concesión, otorgamiento, espacio temporal y expiración.
En los artículos del 85 al 90 de la Ley de Ámbito Local, el procedimiento a seguir al emitir la Seguridad de la Concesión de explotación será la siguiente: será emitida por el gobernador de la provincia, después del decreto del presidente de la República ordenándole al gobernador de la provincia emitir a favor del Gobierno de la República que la seguridad de la concesión de explotación ha sido publicada en la Gaceta Oficial, bajo el artículo 48 de la Ley.
Ningún Decreto Presidencial ordenando el otorgamiento de una concesión por explotación en el territorio nacional aparece en la Gaceta Oficial de la República de Cuba, entre el 9 de mayo de 1938 y el 31 de diciembre de 1958.
Conclusiones
Sobre la base de una valoración estrictamente legal, sustentada en instrumentos legales promulgados antes del 1ro. de Enero de 1959, tales como: el Código Civil que el Gobierno colonial español hizo efectivo en 1889; la Constitución de 1940; la Ley de minerales Combustibles del 9 de mayo de 1938; y el Decreto 2625 del 16 de octubre de 1939, Ley Local de minerales Combustibles (de ámbito local), puede sostenerse que:
1. Ningún individuo nacional o extranjero u organización empresarial tiene derechos de exploración en ninguna porción del territorio de la República de Cuba como consecuencia de concesiones otorgadas antes del 1ro. de Enero de 1959.
2. Ninguna concesión para la explotación de hidrocarburos en el territorio de la República de Cuba fue otorgada antes del 1ro. de Enero de 1959 en acatamiento de los requisitos establecidos por la Ley de minerales Combustibles y su Ley de Ámbito Local.
Preguntas de evaluación
1. ¿Qué es la compañía CUPET? ¿Cuáles son sus funciones?
2. ¿Cuándo comenzó la actividad petrolera en Cuba?
3. ¿Qué es Comercial CUPET S.A.?
4. ¿Cuál es el objetivo o función de la Ley para la Inversión Extranjera, fechada el 5 de septiembre de 1995?
5. ¿Cuál es la disponibilidad de información técnica que posee CUPET?
CAPÍTULO 2. INTRODUCCIÓN A LA PERFORACIÓN DE POZOS PETROLEROS TERRESTRES
El proceso de perforación comprende una gran variedad de operaciones, cuyo objetivo es atravesar las formaciones geológicas de la tierra. Comienza desde la superficie hasta determinada profundidad, la cual se establece de acuerdo con los objetivos geológicos que se desean alcanzar.
Clasificación de los pozos petroleros
La clasificación de los pozos que se perforan durante la realización de los trabajos de prospección geológica para el petróleo y el gas, se expone a continuación:
1. Para los trabajos geológico-geofísicos regionales se utilizan los pozos paramétricos, cuyos objetivos son:
a) Analizar la constitución geológica profunda de regiones poco estudiadas.
b) Evaluar las perspectivas gasopetrolíferas de las zonas de posibles acumulaciones de hidrocarburos.
c) Estudiar los parámetros geofísicos del corte para la interpretación de las investigaciones geofísicas.
2. En la preparación de áreas o estructuras para la perforación de búsqueda se utilizan los pozos estructurales, su finalidad es:
a) Detallar la constitución de las estructuras perspectivas.
b) Estudiar las fallas tectónicas.
c) Estudiar los bloques separados.
3. Para la búsqueda de acumulación de petróleo y gas se utilizan los pozos de búsqueda, estos tienen como objetivos:
a) Descubrir nuevos yacimientos de petróleo y gas.
b) Descubrir nuevos depósitos dentro de los límites del yacimiento (por encima o por debajo del horizonte productor establecido).
c) Descubrir nuevos depósitos en bloques tectónicos separados.
d) Evaluar las reservas en diversas categorías, para esto se realizan cortes de núcleos, registros de hidrocarburos, prueba de formación, ensayo de los horizontes productivos, se toman muestras de petróleo, gas y agua, a los cuales se les hace registro geofísico.
4. Para la exploración de yacimientos de petróleo y gas se utilizan los pozos de exploración, su fin es:
a) Evaluar las reservas en categorías industriales.
b) Investigar las capas productoras.
c) Realizar la explotación experimental, para llevar a cabo esto se hacen cortes de núcleos, se toman muestras de agua, petróleo y gas, se hace prueba de formación, ensayo de las capas geológicas, explotación experimental e investigación geólogo geofísica.
5. Para la explotación de yacimientos de petróleo y gas se utilizan los pozos de explotación, sus objetivos son:
a) Extraer petróleo y gas de un determinado horizonte.
b) Preparar la adecuada explotación. A la categoría de explotación pertenecen los pozos siguientes:
- Pozos de evaluación: Para determinar los parámetros y régimen de trabajo de la capa:
• Para definir las fronteras entre distintos bloques.
• Evaluar la explotación de zonas aisladas.
• Lograr una extracción óptima.
- Pozos de explotación: Para la extracción de petróleo o gas de un depósito.
- Pozos de inyección: Para estimular la capa productora.(la inyección puede ser de agua, gas, aire, etc.).
- Pozos de observación: Para la observación del cambio de presiones en los contactos agua-petróleo, gas petróleo, así como gas-agua, durante la explotación se cortan núcleos y se hacen investigaciones geólogo-geofísicas.
Métodos de perforación
En China a.n.e., fueron perforados pozos para la extracción de agua salada, manual y con herramienta de bambú (aproximadamente de 500 m). Los romanos utilizaron cucharas de hierro y los egipcios instrumentos de bronce con diamante.
El primer pozo para la explotación de petróleo estuvo cerca de Bakú (Rusia, 1848) con el Sistema percutante Bakú y se usó en 1859 en Pensilvania (Fig. 2.1). En 1861 se utilizó en Rumania el Sistema percutante canadiense con herramienta de madera.
Fig. 2.1 Reproducción del primer pozo que dio inicio a la industria petrolera en Titusville, Pensilvania, EE.UU., el 28 de agosto de 1859. Fue perforado por Edwin L. Drake.
Dentro de los métodos de perforación se tienen los siguientes:
1. Sistema de perforación percutante seca: Realiza la destrucción de las rocas por golpes y rotación manual desde la superficie (balancín, motor, transmisión, mecanismo de biela-manivela). El lodo formado y los cortes se sacaban con la cuchara. La estabilidad de la pared se lograba con una camisa de revestimiento en movimiento permanente. La velocidad mecánica era reducida y necesitaba muchas camisas (se usaba el Sistema canadiense y el Sistema de Pensilvania).
2. Sistema de perforación percutante hidráulico: Con tuberías y bombeo de fluidos por el interior, para evacuar los cortes (H: 1 200 m, se usó hasta 1925).
3. Sistema de perforación hidráulica rotativa con la mesa rotaria (1901): aumentó la velocidad mecánica, la profundidad de los pozos y se redujo el número de camisas de revestimiento.De 1925 a 1930 se introducen el indicador de peso, barrenas nucleadoras, tuberías pesadas de perforación, equipos de perforación con motores eléctricos, térmicos, etcétera.
4. Sistema de perforación rotativa con motores de fondo o turboperforadoras: en Europa se utilizaron las primeras y los motores eléctricos de fondo. Las turboperforadoras se basan en el principio de funcionamiento de una turbina hidráulica (con rotores y estatores) situada encima de la barrena y accionada por la circulación del fluido de perforación. Es un método moderno con el que se obtienen grandes velocidades mecánicas, aumento de las profundidades, disminución de las averías, así como mayor posibilidad de desvío de los pozos inclinados dirigidos y horizontales. Ya se han alcanzado profundidades mayores de 10 000 m.
El desarrollo de la técnica y la tecnología del proceso de perforación hacen posible el crecimiento continuo de la producción, de las reservas de petróleo y gas.
Herramientas y dispositivos que se utilizan para la perforación
Características técnicas
El proceso de perforación se basa en la acción de la barrena sobre el fondo del pozo para producir la destrucción de las rocas. Los recortes obtenidos son llevados a la superficie por medio de los fluidos de perforación. Los recortes se mantienen en suspensión en el fluido de perforación y por la velocidad que se asegura en el espacio anular entre la pared del pozo y la herramienta de perforación, llegan a las zarandas vibratorias (donde se separan los recortes de las formaciones geológicas). El fluido va cayendo en los tanques de recepción y con las bombas de lodo se bombea hacia el interior del caño del pozo (a través del interior de la herramienta de perforación). Esto constituye un circuito cerrado de circulación.
Los recortes obtenidos son analizados por el geólogo del pozo, pudiéndose determinar los tipos de rocas y sus propiedades físico-mecánicas.
Los diversos tipos de tuberías para la perforación son las que permiten dar el peso necesario sobre la barrena para poder destruir las rocas.
Barrena de perforación
De todas las herramientas de perforación, la barrena constituye el elemento principal, porque es la que provoca la destrucción de las rocas, permitiendo el avance en profundidad. De su construcción, características técnicas y utilización óptima, depende el aumento de la velocidad mecánica, la reducción de los gastos y, por ende, la eficiencia económica del proceso de perforación (Fig. 2.2). Su principio de funcionamiento se fundamenta en el corte de la roca y la evacuación de los recortes hacia la superficie por intermedio del fluido de perforación, el cual contribuye al enfriamiento y lubricación de sus componentes.
Fig. 2.2 Algunos tipos de barrenas de perforación.
Clasificación de las barrenas de perforación:
1. Según su destino de perforación:
a) Barrenas para realizar el corte en toda el área del caño del pozo.
b) Barrenas nucleadoras (para extraer muestras).
c) Barrenas pilotos (sirven de guía para después ensanchar).
d) Barrenas especiales para trabajos auxiliares (de una piña, bicéntrica, etc.).
2. Según el principio de destrucción de las rocas:
a) Barrenas que destruyen las rocas por corte y volteo (barrenas de paletas).
b) Barrenas que destruyen las rocas por corte y trituración (barrenas de piñas).
c) Barrenas que destruyen las rocas por trituración (barrenas de insertos y de diamantes).
Las barrenas pueden ser de diferentes tipos:
1. De paletas, las cuales se utilizan en la industria petrolera y en la perforación de pozos de agua.
2. De tres conos o piñas (son las más usadas en la industria petrolera).
3. De diamantes, se utilizan en formaciones geológicas duras y para disminuir los costos de maniobras.
4. De diamantes policristalinos compactos (PDC).
Utilización de las barrenas de piñas
Pueden estar formadas por una, dos o tres piñas; las hay de dientes fresados y de insertos o calzos de tungsteno (Fig. 2.3). Las de dientes fresados se utilizan para perforar formaciones suaves a medio suave y las de insertos para formaciones medias a duras (siendo estas últimas las más caras).
Fig. 2.3 Tipos de barrenas de perforación.
Son muy eficientes en el proceso de perforación y entre sus partes componentes se pueden citar: cojinetes, bolas del cojinete, sellos, brazos, boquillas ojets, insertos o calzos, tacón de los insertos, calibre de los insertos, conducto de lubricación y reservorio de la grasa.
Las barrenas de dientes fresados se pueden utilizar para perforar los elementos interiores de la camisa de revestimiento y el zapato. Sus parámetros de trabajo los da el fabricante para cada tipo y se utilizan en formaciones geológicas donde están presentes las argilitas abrasivas, arcillas, yeso, anhidritas, halitas, calizas y areniscas; por ejemplo: 17 ½", IADC 117, FDS, 2 x 17,5 mm y 1 x 19 mm.
Las barrenas de dientes de acero con insertos de tungsteno se utilizan para perforar largos intervalos y para perforar con motores de fondo. Se emplean en formaciones geológicas medio suaves a medias, donde están presentes zonas muy abrasivas de argilitas, limolitas, areniscas, arenas tobáceas, conglomerados y formaciones carbonosas por ejemplo: 12 ¼", IADC 437X, ATJ 11, 3 mm x 17,5 mm.
Utilización de las barrenas de diamantes compactos policristalinos (PDC)
Se utilizan en la perforación de minerales, cortes de núcleos, perforación de rocas duras y para disminuir los costos de maniobras. Su tiempo de trabajo es de tres a cuatro veces mayor. Se usan con los motores de fondo y son muy caras (Fig. 2.4).
Fig. 2.4 Otros tipos de barrenas y motor de fondo.
Características de trabajo de las barrenas en los diversos tipos de formaciones geológicas a perforar
Entre las barrenas posibles a utilizar de acuerdo con los diferentes tipos de formaciones geológicas a perforar se tienen:
1. Formación geológica suave (arcillas): Se perfora con las barrenas de dientes fresados y la velocidad mecánica está limitada por la eficiencia hidráulica de la perforación.
2. Formación geológica medio suave (argilita, yeso, sal y creta): Requiere de dientes cortos, fuertes y más numerosos; si hay mucho desgaste indica que se está poniendo dura la formación; la disminución de la velocidad mecánica de avance indica que se debe sacar la barrena.
3. Formación geológica medio dura (argilitas duras, limolita, areniscas y calizas argilíticas): Se trabaja en un gran rango de condiciones de perforación; se utilizan grandes pesos sobre la barrena; las barrenas tienen dientes cortos de acero con carburo de tungsteno; son formaciones geológicas muy abrasivas.
4. Formaciones geológicas duras (calizas duras, dolomita, areniscas, argilita y cuarzo): Se usan grandes pesos sobre la barrena; con dientes de acero e insertos de carburo de tungsteno; se puede utilizar la PDC.
Sistema de clasificación de las barrenas
El sistema de clasificación de las barrenas es el IADC (Asociación Internacional de Contratistas de Perforación), que se sustenta en cuatro características de clasificación de las barrenas de piñas (1-1-2-A), donde: 1 (serie); 1 (formación geológica); 2 (tipos de características de los cojinetes); A (aplicación de aire; nombres relacionados con las características adicionales de los conos de las piñas).
