Eagle Ford Shale: Los recursos de petróleo y gas sorprenden a los geólogos

La fracturación hidráulica y la perforación horizontal han convertido al Eagle Ford y a varias unidades de roca asociadas en uno de los objetivos más prolíficos de producción de petróleo en Estados Unidos.

Eagle Ford Shale: Esta es una imagen de «luces nocturnas» del sureste de Texas del satélite Suomi de la NASA. Los puntos más brillantes de esta imagen son las ciudades de Austin, San Antonio, Houston, Corpus Christi y Laredo. La dispersión de luces en forma de media luna al sur de San Antonio es la zona donde se está perforando intensamente el Eagle Ford Shale. La luz nocturna es una combinación de la iluminación eléctrica de las plataformas de perforación y la quema de gas natural en algunos lugares de perforación. La quema de gas natural es una práctica que consiste en quemar el gas natural en los emplazamientos de los pozos cuando no hay tuberías disponibles para transportar el gas al mercado. Imagen de nuestra colección «Oil and Gas Fields at Night».

Mapa del juego de gas y petróleo Eagle Ford Shale: La zona verde de este mapa marca la extensión geográfica de la actividad de perforación en el juego de gas natural y petróleo Eagle Ford Shale. Los pozos perforados dentro de esta área utilizando la perforación horizontal y la fracturación hidráulica han sido típicamente exitosos.

¿Qué es Eagle Ford Shale?

El Eagle Ford Shale (también conocido como la Formación Eagle Ford) es un esquisto calcáreo negro con un alto contenido de carbono orgánico que subyace en gran parte del sureste de Texas. En algunas partes de la zona subyacente al Eagle Ford Shale, el calor y la presión han convertido la materia orgánica del esquisto en petróleo y gas natural. Desde 2008 hasta la actualidad, el Eagle Ford Shale se ha convertido en una de las unidades rocosas más perforadas de Estados Unidos. La zona con perforaciones activas se muestra en verde en el mapa adjunto.

Sección estratigráfica generalizada: Esta ilustración muestra las unidades geológicas del subsuelo de la región de la Costa del Golfo de Texas. La Formación Eagle Ford es de edad cretácea tardía y se muestra en esta sección con sus equivalentes laterales, la Formación Woodbine y el Grupo Tuscaloosa. Imagen del Servicio Geológico de los Estados Unidos.

Update: Stacked Pay Zones

Producción de gas de esquisto seco en Estados Unidos: El gráfico anterior muestra el crecimiento de la producción de gas de esquisto seco en Estados Unidos, codificado por colores según la unidad de roca, desde el año natural 2005. El esquisto Eagle Ford se muestra en azul claro.

Historia del petróleo y el gas natural

La lutita Eagle Ford recibió muy poca atención por parte de las empresas de petróleo y gas antes de 2008. Se sabía que contenía cantidades significativas de hidrocarburos y se pensaba que era la roca madre de gran parte del petróleo y el gas natural producidos en unidades rocosas situadas por encima de ella, como la AustinChalk. Sin embargo, el Eagle Ford en sí no era conocido como productor de petróleo o gas natural. La unidad de roca tenía una permeabilidad tan baja que el petróleo y el gas natural no podían fluir a través de la roca hacia un pozo de producción.

Esto cambió en 2008, cuando Petrohawk perforó un pozo de Eagle Ford en el condado de La Salle que tuvo un caudal inicial de 7,6 millones de pies cúbicos de gas natural al día. Este pozo demostró que la fracturación hidráulica y la perforación horizontal podían utilizarse para producir gas de Eagle Ford Shale. Estas fueron las mismas técnicas utilizadas por Mitchell Energy para desarrollar el Barnett Shale en la cuenca de Fort Worth.

Tras el éxito de Petrohawk, las empresas de perforación comenzaron a utilizar la fracturación hidráulica para inducir fracturas en el Eagle Ford Shale en muchos lugares. Las fracturas facilitan el flujo de gas natural y petróleo fuera de la roca y hacia el pozo. Las empresas también utilizan la perforación horizontal en sus pozos de desarrollo. Con este método perforan un pozo vertical hasta la unidad de roca, dirigen el pozo a horizontal y perforan una «zona de pago» de hasta dos millas de longitud a través de la parte de alto contenido orgánico de la formación rocosa. A continuación se estimula el tramo horizontal con fracturación hidráulica. Esta combinación ha liberado el potencial de Eagle Ford Shale. Los pozos desarrollados con perforación horizontal y fracturación hidráulica suelen producir mucho más petróleo y gas que un pozo vertical estándar que sólo penetra unos cientos de metros de zona productiva.

Los primeros pozos de la formación Eagle Ford eran tan productivos que las actividades de arrendamiento y perforación avanzaron a un ritmo muy rápido. Esto atrajo una enorme cantidad de atención de los medios de comunicación entre 2008 y 2010, ya que los terratenientes salían a arrendar derechos minerales, las empresas de perforación solicitaban permisos y la producción de petróleo y gas aumentaba rápidamente. El Eagle Ford Shale se convirtió rápidamente en una de las unidades de roca más perforadas de Estados Unidos.

A continuación se pueden ver los gráficos de los permisos de perforación concedidos, la producción de petróleo, la producción de gas natural y la producción de condensado.

Producción de petróleo de Eagle Ford Shale: Este gráfico ilustra la producción media de petróleo de Eagle Ford Shale en barriles por día. Antes de 2010, la producción de Eagle Ford se centraba en el gas natural. Luego, cuando el foco se desplazó a la parte más rentable del petróleo, la tasa de producción de petróleo se disparó. Gráfico elaborado con datos de la Comisión de Ferrocarriles de Texas.

Permisos de perforación de Eagle Ford Shale emitidos por año natural: La actividad de permisos de perforación se disparó en 2010, con más de 1000 permisos emitidos para la formación Eagle Ford. El número de permisos emitidos por año aumentó drásticamente hasta 2015. Gráfico elaborado con datos de la Comisión de Ferrocarriles de Texas.

Producción de condensado de Eagle Ford Shale: Este gráfico ilustra la producción media diaria de condensado de Eagle Ford Shale en barriles por día. Gráfico elaborado con datos de la Comisión de Ferrocarriles de Texas.

Producción de gas natural de Eagle Ford Shale: Este gráfico ilustra la producción media de gas natural de Eagle Ford Shale en millones de pies cúbicos por día. Antes de 2008, se producía muy poco gas de la unidad de roca. Luego, en 2010, la tasa de producción comenzó a aumentar rápidamente. Gráfico elaborado con datos de la Comisión de Ferrocarriles de Texas.

Fotomicrografía de Eagle Ford Shale: Esta es una fotografía de Eagle Ford Shale tomada a través de un microscopio de luz reflejada. Muestra una matriz de arcilla oscura, teñida de orgánico, con cantidades significativas de betún sólido, minerales de carbonato y pirita. Foto del Laboratorio de Petrología Orgánica del USGS.

Petrología del esquisto Eagle Ford

Como la mayoría de las rocas de extensión regional, el esquisto Eagle Ford tiene una gran variedad de caracteres. En la zona donde es productiva, la Eagle Ford es típicamente una pizarra laminada, negra, calcárea y rica en materia orgánica, con una permeabilidad muy baja. Se cree que esta parte del Eagle Ford se depositó en aguas marinas de baja energía que estaban lo suficientemente lejos de la costa y lo suficientemente profundas como para evitar la perturbación de las olas.

La naturaleza negra y rica en materia orgánica del esquisto, junto con su alto grado de laminación, sugiere la existencia de aguas anóxicas que protegieron el material orgánico de la descomposición y las laminaciones de la bioturbación. Su color oscuro se atribuye a su contenido orgánico. Cuando su contenido en carbonatos es elevado, la pizarra puede ser relativamente frágil. Esta fragilidad es probablemente la responsable de la respuesta positiva de la pizarra a la fracturación hidráulica.

Mapa de la estructura de la pizarra Eagle Ford: La zona de afloramiento de la pizarra Eagle Ford se muestra en negro en el mapa anterior. Esta unidad de roca se inclina hacia el sureste y se hace más profunda a medida que se acerca al Golfo de México. Esta mayor profundidad de enterramiento ha expuesto el esquisto al calor y la presión que han madurado el material orgánico del esquisto hasta convertirlo en petróleo y gas natural. La zona de perforación potencial de Eagle Ford Shale se muestra en verde arriba junto con la profundidad de la formación en pies bajo el nivel del mar. Mapa elaborado con datos de la Administración de Información Energética de Estados Unidos.

Pozos productivos de petróleo y gas de Eagle Ford: Este mapa muestra las zonas de hidrocarburos dentro del área de perforación de Eagle Ford Shale. Las zonas verdes son donde la producción de los pozos se ha limitado típicamente al gas natural. Los pozos de la zona amarilla suelen producir tanto petróleo como gas. Los pozos de las zonas rojas suelen producir petróleo. Mapa elaborado con datos de la Administración de Información Energética.

Estructura y espesor del esquisto Eagle Ford

El esquisto Eagle Ford es de edad cretácea. En su zona productiva tiene un grosor de entre 50 y 400 pies y se encuentra en el subsuelo de Texas por debajo de la creta de Austin y por encima de la caliza de Buda. En otras zonas el Eagle Ford puede tener más de 1000 pies de espesor.

Entre la zona de afloramiento y el Golfo de México, el Eagle Ford Shale se sumerge de forma pronunciada en el subsuelo y alcanza profundidades de más de 14.000 pies por debajo del nivel del mar. La mayor parte de la producción actual procede de zonas en las que el Eagle Ford se encuentra entre 4.000 pies bajo el nivel del mar y 14.000 pies bajo el nivel del mar. (Véase la sección transversal generalizada a continuación y un mapa de contorno de la estructura en esta página).

La presencia de la producción de petróleo y gas natural dentro de Eagle Ford Shale está relacionada con la profundidad de enterramiento. A una profundidad de unos 4000 pies, el esquisto ha sido expuesto a suficiente calor y presión para convertir parte del material orgánico en petróleo. A mayores profundidades se forma el gas natural. A profundidades mayores de unos 14.000 pies, el calor y la presión son lo suficientemente grandes como para haber destruido el petróleo y el gas natural. Esto explica la distribución geográfica de la producción de petróleo y gas natural que se muestra en el mapa.

Sección transversal generalizada de la lutita Eagle Ford: El diagrama anterior muestra cómo la lutita Eagle Ford se sumerge abruptamente en el subsuelo entre su afloramiento (ubicación A) y el borde sudoeste del juego (ubicación B).

Se están desarrollando nuevas tecnologías

El Eagle Ford Shale y las unidades de roca asociadas se han convertido rápidamente en una de las zonas de petróleo y gas más exitosas de Estados Unidos. Las tecnologías necesarias para desarrollar la producción de las calizas son diferentes de las que se necesitan para desarrollar las pizarras. Estos métodos se están perfeccionando y deberían ser más eficaces y productivos a medida que los perforadores adquieran experiencia. La atención se centra ahora en el Eagle Ford, pero estas otras unidades de roca estarán presentes cuando el Eagle Ford comience a agotarse o cuando las nuevas tecnologías estén listas.

Las luces de Eagle Ford: Una vista ampliada de la imagen de satélite mostrada en la parte superior de este artículo. La huella de la actividad de perforación en la tendencia de petróleo y gas de Eagle Ford durante 2012 se perfila claramente como un arco de luz al norte de Laredo y al sur de San Antonio. Nótese cómo la tendencia de luz termina en la frontera entre Texas y México.

¿Una bonanza de petróleo y gas para México?

La imagen satelital adjunta de la iluminación eléctrica nocturna y de las llamaradas muestra efectivamente cómo la huella de la actividad de perforación de Eagle Ford terminó abruptamente en la frontera entre Texas y México entre abril y octubre de 2012, el intervalo de tiempo durante el cual se adquirieron los datos para producir la imagen. Las rocas de la formación Eagle Ford no honran esta frontera: se extienden hacia México y tienen un alto potencial de desarrollo.

El desarrollo de petróleo y gas terminó en la frontera internacional en 2012 porque en ese momento México no tenía la tecnología ni el respaldo financiero para desarrollar el recurso. La Administración de Información Energética de Estados Unidos informa que el Eagle Ford es el juego de esquisto mejor documentado en México. Las unidades de roca en el norte de México contienen un estimado de 343 trillones de pies cúbicos de gas natural y 6.3 billones de barriles de petróleo. México cuenta con otros numerosos plays potenciales de petróleo y gas en esquisto.

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