Identificación y extracción de hidrocarburos en el yacimiento petrolífero de Rumaila.

Introducción a los antecedentes

El yacimiento petrolífero de Rumaila es un yacimiento supergigante situado aproximadamente a 50 kilómetros al oeste de Basora, Irak (Figura 1), en un gigantesco anticlinal rico en petróleo y gas al borde de la Plataforma Arábiga. Descubierto en 1953, es uno de los yacimientos más grandes y antiguos de Irak, con reservas recuperables estimadas de hasta 17.000 millones de barriles, lo que lo sitúa como el sexto yacimiento petrolífero más grande del mundo en términos de producción actual. Como pilar de la industria petrolera iraquí, la producción estable del yacimiento de Rumaila reviste una importancia estratégica vital para la reconstrucción económica y las finanzas nacionales de Irak.

Este estudio utilizó datos de teledetección hiperespectral adquiridos en 2004, un período crítico en la fase inicial de reconstrucción tras la guerra de Irak. El conflicto militar de 2003 no solo causó daños directos por artillería a las instalaciones de producción de los yacimientos petrolíferos, sino que también interrumpió un sistema de mantenimiento técnico ya de por sí frágil. En ese momento, el yacimiento de Rumaila sufría una disminución de la inversión debido a las prolongadas sanciones internacionales, sumada a una grave escasez de fondos para la reconstrucción de posguerra. Su capacidad de procesamiento de gas natural se perdió casi por completo y carecía de canales de recuperación eficaces y de gasoductos de recolección y transmisión, lo que provocó que aproximadamente 20 mil millones de metros cúbicos estándar de gas asociado quedaran sin utilizar anualmente. Este gas asociado, compuesto principalmente por hidrocarburos ligeros como el metano y el etano, podría haberse utilizado como materia prima química de alta calidad o como fuente de energía limpia, pero en su lugar se vio obligado a ser emitido directamente mediante antorchas que ardían día y noche en todo el yacimiento. Esta combustión a gran escala no solo provocó un enorme desperdicio de recursos y pérdidas económicas, sino que también generó grandes cantidades de contaminantes como hidrocarburos volátiles, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, partículas de negro de humo e hidrocarburos aromáticos policíclicos, impactando negativamente el medio ambiente atmosférico local, la ecología del suelo y la salud de los residentes. Mientras tanto, la guerra de 2003 dañó aún más las instalaciones existentes, lo que resultó en una grave escasez de capacidad de procesamiento de petróleo crudo y sistemas de recuperación de gas natural. La columna de humo negro formada por la antorcha era claramente visible desde decenas de kilómetros de distancia. El olor sulfuroso y la contaminación por partículas finas en el aire convirtieron la zona del yacimiento petrolífero y la provincia de Basora, situada a sotavento, en una de las áreas con mayor riesgo ambiental en Irak. Esto también constituye un caso de estudio típico para la tecnología de teledetección en el monitoreo de la contaminación ambiental y la evaluación del daño ecológico.

Figura 1 Área de estudio

Figura 2. Diagrama de clúster del índice de absorción de hidrocarburos en el área de estudio.

Métodos y principios

Este artículo utiliza el índice de absorción de hidrocarburos:

λ representa la longitud de onda en la ubicación; R representa la reflectividad; y a, b y c representan el hombro izquierdo, el valle y el hombro derecho del valle de absorción, respectivamente. Después de la corrección, se extrajeron los datos y se realizó un análisis de clúster para obtener cuatro tipos de intensidades de absorción de hidrocarburos. El índice de absorción de hidrocarburos se utilizó para determinar la presencia de contaminación por hidrocarburos (o la ocurrencia de arenas bituminosas) dentro de la región. La Figura 2 muestra la distribución general de la contaminación por hidrocarburos en el campo petrolífero de Rumaila. Se puede observar que hay dos áreas de fuerte absorción: "región a" y "región b". Además, la distribución del índice de absorción de hidrocarburos de intensidad media muestra que el humo que contiene hidrocarburos generado por la combustión de la antorcha fluye en dirección NNE.

Análisis de resultados

Figura 3. Diagrama de clúster del índice de absorción de hidrocarburos en la región a

La Figura 3 muestra una vista ampliada de la "Región a", un componente de la parte norte del yacimiento petrolífero de Rumaila. Las áreas con alta absorción de hidrocarburos se ubican cerca de antorchas y oleoductos, lo que indica actividad de petróleo y gas o fugas en las instalaciones. La ventilación y combustión continuas, junto con las emisiones durante el transporte por oleoducto, provocan la acumulación de hidrocarburos en la superficie, formando una anomalía significativa; la distribución se orienta principalmente hacia el noreste. Las áreas de mayor absorción son principalmente arenas bituminosas o áreas previamente explotadas. Debido a que las arenas bituminosas contienen una alta saturación de petróleo residual, y las actividades de explotación históricas pueden haber dañado las propiedades de sellado de la capa impermeable, el petróleo y el gas migran hacia arriba y forman residuos oxidados en la superficie, lo que aumenta sus características de absorción de hidrocarburos.

Figura 4. Diagrama de clúster del índice de absorción de hidrocarburos en la región b

La Figura 4 muestra una vista ampliada de la "Región b", un componente del yacimiento petrolífero sur de Rumaila. Las áreas con una fuerte absorción de hidrocarburos aparecen como cúmulos cerca de las antorchas del yacimiento. Este patrón de distribución en forma de cúmulos suele indicar un enriquecimiento localizado de hidrocarburos en un punto específico, posiblemente relacionado con la acumulación de fugas traza debido a la densa red de oleoductos de recolección y transporte y a las instalaciones obsoletas alrededor de las antorchas. También podría tratarse de residuos oxidados formados en la superficie después de que el petróleo y el gas profundos migren verticalmente a lo largo de fallas o pozos abandonados. La concentración de estas zonas anómalas también refleja la compleja disposición de los oleoductos y la densa infraestructura histórica de producción en la zona de desarrollo sur. Las áreas más fuertes están dominadas por arenas bituminosas, lo que concuerda con la producción a gran escala a largo plazo en el yacimiento petrolífero sur de Rumaila. Las actividades de producción a largo plazo han provocado que grandes cantidades de petróleo y gas afloren a lo largo de las paredes exteriores de los revestimientos de los pozos o fracturas inducidas, formando afloramientos de arenas bituminosas ricos en componentes pesados ​​tras un largo período de meteorización y oxidación. La interpretación de esta cifra también muestra que la guerra de 2003 dañó aún más las instalaciones existentes, lo que provocó una grave escasez de capacidad de procesamiento de petróleo crudo y de sistemas de recuperación de gas natural, así como instalaciones de protección ambiental obsoletas y envejecidas.