Detección y monitoreo de pozos huérfanos y abandonados mediante drones
Las soluciones de magnetometría y detección de metano mediante drones de SPH Engineering localizan infraestructura de pozos huérfanos y abandonados no documentada, detectan fugas de metano activas y respaldan el monitoreo continuo de sitios sellados. El flujo de trabajo de doble método aborda ambos aspectos del desafío de los pozos huérfanos: encontrar pozos que los registros históricos ya no localizan de manera fiable y cuantificar las emisiones que determinan la priorización de la remediación.
Utilizado por operadores, reguladores y programas estatales de remediación de pozos huérfanos para respaldar la presentación de informes de metano según OGMP 2.0, la reducción de riesgos antes del desarrollo, la priorización de programas de sellado y la verificación continua de la integridad de los pozos.
Desafíos en la detección de pozos abandonados y huérfanos
Las cuencas de petróleo y gas maduras contienen millones de pozos abandonados o huérfanos en todo el mundo, la mayoría de los cuales nunca han sido medidos para detectar emisiones activas de metano. Inventarios recientes revisados por expertos estiman que existen 4,5 millones de pozos de petróleo y gas abandonados en 127 países, y solo Estados Unidos ha destinado 4700 millones de dólares bajo la Ley Bipartidista de Infraestructura para localizarlos y sellarlos.
Hacer volar un dron es la parte sencilla. Obtener mapas de precisión topográfica y datos volumétricos es donde la mayoría de los equipos encuentran dificultades.
Los registros de superficie están incompletos y la ubicación de los pozos suele ser incierta
Los pozos huérfanos y abandonados documentados suelen aparecer en las bases de datos reguladoras sin coordenadas de superficie actuales y precisas. Los cabezales de pozo enterrados por sedimentos, retirados durante la conversión del terreno, ocultos por la vegetación o nunca mapeados correctamente durante el desmantelamiento crean un problema recurrente: el operador o el regulador sabe que existen pozos en una propiedad, pero no puede encontrarlos sobre el terreno. El caso práctico del condado de Yolo ilustra esto directamente.
Los registros del Departamento de Conservación de California identificaron 25 pozos de gas abandonados en la zona del proyecto, pero sus posiciones exactas en la superficie eran inciertas debido a la actividad agrícola, los cambios en la infraestructura de riego y décadas de acumulación de sedimentos. Las aplicaciones estándar de mapeo con drones vuelan a una altitud fija respecto al punto de despegue. En una cantera con 80 metros de desnivel, el GSD varía drásticamente entre la parte superior y la inferior. Las imágenes capturadas desde demasiada altura producen datos borrosos e inutilizables. Las capturadas desde muy baja altura corren el riesgo de colisión. El resultado: lagunas en el modelo o la necesidad de repetir el vuelo completo.
La magnitud de los pozos sin localizar ni medir supera la capacidad de los métodos terrestres
El desafío global de los pozos abandonados es una cuestión de escala: los inventarios revisados por expertos abarcan 4,5 millones de pozos en 127 países, con datos detallados a nivel de pozo para solo el 9 por ciento de ellos [i]. Solo en Estados Unidos, menos de 1.200 pozos de entre millones han tenido sus emisiones de metano medidas directamente.
Realizar estudios terrestres que cubran miles de hectáreas no es viable para los operadores, los organismos reguladores ni los programas de remediación que trabajan a esta escala.
Los nuevos proyectos generan riesgos allí donde existen pozos sin documentar
La perforación, la fracturación hidráulica, la construcción de oleoductos, el desarrollo de parques solares, la inyección de almacenamiento de carbono y la restauración de humedales mareales requieren un conocimiento fiable de la infraestructura subterránea heredada en la zona del proyecto.
La infraestructura de pozos sin documentar conlleva riesgos operativos específicos: las intersecciones durante la perforación pueden provocar reventones, las alteraciones en la construcción pueden movilizar contaminantes antiguos, la inyección de CAC (Captura y Almacenamiento de Carbono) puede filtrarse a través de pozos abandonados y los cambios en el uso del suelo pueden liberar gases previamente contenidos. Cada vez es más necesario realizar estudios previos al desarrollo, pero estos deben ser rentables y lo suficientemente fiables para aplicarse a escala de proyecto.
Las condiciones del terreno dificultan el acceso para los estudios tradicionales
Muchos pozos abandonados se encuentran en entornos difíciles o peligrosos para los estudios terrestres: tierras agrícolas en plena producción, humedales y llanuras aluviales, terrenos subárticos remotos con acceso limitado por carretera, terrenos industriales con interferencias magnéticas y plantas en funcionamiento donde las labores de inspección interrumpirían las operaciones. Los estudios con drones permiten acceder a estos lugares desde un único punto de despegue en el perímetro de la zona de estudio.
Aplicaciones de vehículos aéreos no tripulados (UAV) en la detección y monitoreo de pozos huérfanos y abandonados
La magnetometría y la detección de metano mediante drones desempeñan funciones diferentes pero complementarias en el trabajo con pozos abandonados. La magnetometría localiza la infraestructura de acero intacta del pozo, independientemente de si presenta fugas. La detección de metano identifica qué pozos están liberando gas activamente y respalda la cuantificación para la elaboración de informes. Combinados, ambos métodos ofrecen un flujo de trabajo que abarca desde el descubrimiento inicial del sitio hasta la caracterización de emisiones y la verificación continua.
Localización de pozos no documentados o mal ubicados
Los estudios magnéticos basados en drones detectan la anomalía magnética producida por las tuberías de acero de los pozos, la infraestructura de soporte y las tuberías enterradas asociadas. Se utilizan estudios dirigidos a baja altitud (5 m sobre el nivel del suelo) con un espaciado de línea estrecho (5 m) sobre las coordenadas conocidas y sospechosas de los pozos para confirmar su posición en el terreno e identificar infraestructura adicional.
Verificación del estado de fugas mediante detección de metano
Una vez conocida la ubicación de un pozo, la detección de metano mediante drones puede indicar si el pozo está liberando gas metano de forma activa. Los sensores TDLAS miden la densidad de la columna de metano a lo largo de la trayectoria de vuelo, con un mapeo de concentración que localiza y caracteriza las fuentes de emisión. El estudio de caso de la UAA documentó cero falsos positivos y cero falsos negativos en pruebas de liberación controlada y detectó con éxito fugas de metano en 9 de cada 10 estudios de campo de pozos abandonados reales en Alaska. La detección sigue siendo útil cuando el ruido magnético, la mineralización de la superficie, la cobertura vegetal o las tuberías enterradas complican la identificación magnética.
Caracterización del sitio previa al desarrollo
Los estudios con drones previos a nuevas perforaciones, construcciones, trazados de tuberías o cambios en el uso del suelo permiten identificar infraestructuras de pozos antiguos que los registros históricos podrían haber pasado por alto. El proyecto de restauración de humedales del condado de Yolo utilizó este flujo de trabajo para verificar y localizar las posiciones de las cabezas de pozo antes de que pudiera comenzar la construcción en la mayor restauración de humedales mareales del Delta de California. El estudio previo al desarrollo reduce el riesgo de daños causados por la construcción, la movilización de contaminantes o la intersección insegura con infraestructuras antiguas.
Estudios combinados magnéticos y de metano para la caracterización completa del sitio
La misma plataforma de drones admite estudios magnéticos y de metano al intercambiar la carga útil entre misiones. Las campañas combinadas producen conjuntos de datos co-registrados que localizan los pozos a través de sus firmas magnéticas y vinculan los resultados de detección de fugas con ubicaciones específicas de los pozos. Esto es particularmente valioso para sitios donde la detección magnética por sí sola tiene brechas conocidas (carcasas faltantes, infraestructura enterrada, interferencia magnética por actividad agrícola o industrial) o donde los resultados del estudio de metano deben vincularse a ubicaciones específicas de los pozos.
Soluciones recomendadas
Sistema de Magnetómetro
HARDWARE
Los magnetómetros aerotransportados permiten detectar y cartografiar anomalías magnéticas asociadas a objetos ferrosos enterrados. En aplicaciones UXO, son especialmente adecuados para localizar proyectiles, bombas, morteros, fragmentos y otros objetivos con contenido ferroso.
Ordenador de a bordo que integra el sensor con el dron y registra de forma sincronizada las mediciones, el posicionamiento GNSS/RTK y los datos de vuelo.
SOFTWARE
Software de planificación y ejecución de vuelos automatizados para levantamientos geofísicos: líneas paralelas, separación entre pasadas, velocidad, altitud y seguimiento del terreno.
Procesamiento, visualización y control de calidad de datos geofísicos adquiridos con drones, incluidos datos magnetométricos y GPR según la configuración del sistema.
Plataforma GIS para visualizar, gestionar y compartir datos georreferenciados de levantamientos con drones y resultados geofísicos.
Software especializado para procesamiento, visualización e interpretación de datos magnetométricos.
Software de procesamiento e interpretación de datos geofísicos para gravedad y magnetometría.
FORMACIÓN
Formación técnica avanzada y soporte experto para elevar la experiencia de su equipo y garantizar una ejecución precisa y eficiente de sus misiones con drones.
Kit de detección de metano
HARDWARE
Sensores de metano para drones y robots, disponibles en configuraciones láser (TDLAS) y de muestreo directo (sniffer), que detectan y localizan emisiones fugitivas en corredores de tuberías, cabezales de pozos e instalaciones industriales.
SkyHub es un ordenador de a bordo para drones que garantiza una integración fiable de los sensores y una recopilación de datos precisa y sincronizada en cada vuelo.
SOFTWARE
Planificación de vuelos de drones desde escritorio para los pilotos más exigentes
Plataforma de gestión de datos de topografía con drones y visualización SIG
FORMACIÓN
Formación técnica avanzada y soporte experto para elevar la experiencia de su equipo y garantizar una ejecución precisa y eficiente de sus misiones con drones.
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Por qué los operadores, reguladores y programas de remediación eligen nuestra solución
Magnetometría y detección de metano desde una sola plataforma
La misma configuración de UAV admite estudios magnéticos y de metano mediante el intercambio de carga útil. Los operadores realizan estudios magnéticos para localizar la infraestructura del pozo y estudios de metano para verificar el estado de las fugas, durante la misma visita al sitio y con el mismo flujo de trabajo de planificación de vuelo. Esto reduce la necesidad de movilizar una flota diferente o contratar a un proveedor distinto para cada método.
Gama de opciones de sensores para cada método
La cartera de SPH Engineering cubre el rango de necesidades operativas para trabajos en pozos abandonados. Para magnetometría, la cartera abarca desde sensores de campo total atómico con capacidad de gradiómetro hasta matrices fluxgate de uno, dos y cinco sensores. Para la detección de metano, la cartera incluye sensores TDLAS basados en láser con alta especificidad para metano y sensores de muestreo directo. La selección del sensor se adapta al objetivo del estudio, el terreno y la plataforma del dron.
Metodología alineada con OGMP 2.0
Los estudios de metano están estructurados para respaldar la presentación de informes de Nivel 3 de OGMP 2.0, el nivel de notificación a nivel de fuente requerido por el marco de la Asociación de Metano de Petróleo y Gas 2.0 del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. La capacidad de Nivel 4 está disponible según la metodología de estudio. Esto posiciona los datos para su uso directo en presentaciones regulatorias, informes ESG y compromisos de los operadores con OGMP 2.0.
Geometría de adquisición repetible para el monitoreo de series temporales
La planificación de vuelo automatizada con UgCS genera las mismas líneas de vuelo, altitud y espaciado en cada levantamiento. Las campañas repetidas permiten la verificación tras el sellado, la detección recurrente de fugas, la conciliación basada en mediciones según OGMP 2.0 y el seguimiento de series temporales del rendimiento de los programas de remediación. El caso de estudio de UAA demostró este enfoque, mostrando la detección continua de fugas activas durante los trabajos de remediación en curso en los mismos sitios.
Menor exposición en entornos restringidos y peligrosos
Los levantamientos con drones permiten acceder a humedales agrícolas, terrenos remotos en el Ártico y subártico, zonas industriales abandonadas con interferencia magnética y instalaciones activas, sin necesidad de que el personal recorra el área de estudio. El operador del dron trabaja desde un punto de lanzamiento designado o desde varios puntos planificados, dependiendo del tamaño del sitio, la vegetación u otras limitaciones y restricciones. Esto es especialmente relevante en lugares donde el acceso a pie podría alterar terrenos sensibles, exponer a los equipos a contaminación residual o requerir ventanas de acceso estacionales.
Confían en nosotros
Las tecnologías de SPH Engineering son utilizadas por más de 70 universidades, institutos de investigación y socios tecnológicos líderes.
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Sus preguntas sobre la detección de pozos abandonados mediante drones
¿La detección de metano mediante drones es compatible con los informes de OGMP 2.0?
Sí. Los estudios de metano de SPH Engineering están estructurados para respaldar los informes de Nivel 3 de OGMP 2.0, el nivel de notificación a nivel de fuente del marco Oil & Gas Methane Partnership 2.0 del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. El Nivel 3 de OGMP 2.0 requiere datos de emisiones a escala de fuente de emisión individual (como un pozo abandonado) utilizando factores de emisión genéricos. El informe de Nivel 4, que utiliza factores de emisión específicos de la empresa derivados de mediciones directas, es alcanzable dependiendo de la metodología del estudio. El Nivel 5 de OGMP 2.0 (reconciliación a nivel de sitio) generalmente combina datos de UAV a nivel de fuente con mediciones satelitales o de arriba hacia abajo a nivel de sitio.
¿Cuál es la diferencia entre la detección de metano por TDLAS y por sensor tipo sniffer?
Los sensores TDLAS (espectroscopia de absorción por láser de diodo sintonizable) emiten un láser infrarrojo a una longitud de onda seleccionada para la absorción de metano y miden dicha absorción a lo largo de la trayectoria del láser. Esto genera una medición de metano integrada en columna (en ppm·m) a lo largo de la trayectoria del láser entre el dron y el suelo. Los sensores TDLAS son altamente específicos para el metano, ya que la longitud de onda del láser solo es absorbida por este gas y no por el vapor de agua o el CO2. El rendimiento en condiciones reales sigue dependiendo de la distancia al suelo, la reflectividad de la superficie, las condiciones atmosféricas y la calibración del instrumento.
Los sensores de muestreo directo (sniffer) adoptan un enfoque diferente: aspiran aire a través de un elemento sensor de gas en la ubicación del dispositivo, produciendo mediciones puntuales de concentración a la altitud del sensor en lugar de a lo largo de una trayectoria. Por lo general, TDLAS es preferible para estudios de grandes áreas a mayor altitud, mientras que el sensor tipo sniffer suele preferirse para la caracterización de plumas y la localización de fuentes a corta distancia.
Ambos métodos son complementarios en lugar de alternativos, razón por la cual ambos tipos de sensores están disponibles en la cartera de SPH Engineering.