Trampas Petroliferas - Geologia de Lo Hidrocarburos

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL: Conocer definicin y clasificacin de trampas petrolferas.

OBJETIVOS ESPECFICOS:

Explicar el origen y los tipos de trampas petrolferas estructurales. Exponer origen y tipos de trampas petrolferas estratigrficas. Describir otros tipos de trampas petrolferas.

INTRODUCCIN

En esta presentacin, se hace conocer el desarrollo y la formacin de una trampa petrolfera, de sus caractersticas de esta, y adems de su estructura de formacin debido a los procesos tectnicos y geolgicos a la que ha sido sometida.

Se realiza una incidencia enftica, en su definicin, en el tipo o clase de trampas, para luego dar desarrollo al tipo en si, definiendo a trampas, estructurales, estratigrficas, mixtas, y a otros tipos y/o modelos de trampas que se puedan dar al momento de comportarse como albergadoras de petrleo.

ASPECTOS GENERALES

SISTEMA PETROLERO

ELEMENTOS DEL SISTEMA PETROLERO

ROCA MADRE: Es la roca generadora que produjo el volumen de hidrocarburos que se encuentra entrampado en un yacimiento. Debe contener suficiente materia orgnica para generar grandes volmenes de hidrocarburos.

ROCA RESERVORIO: Es un tipo de roca cuya porosidad es tal que puede albergar volmenes importantes de hidrocarburos.


ROCA SELLO:

SOBRECARGA:

Capa relativamente impermeable que impide que los fluidos sigan migrando una vez que constituyen el yacimiento. Estos sellos estn confinando la trampa y evitan que el hidrocarburo alojado en la misma pueda escaparse.

Representa la pila sedimentaria que est sobre el yacimiento, y al pasar el tiempo da las condiciones necesarias de presin y temperatura para que el sistema petrolero se lleve a cabo.


RELACIN TEMPORAL:

TRAMPA:

Conocido tambin como timing, asegura que todos los elementos del sistema petrolero se ordenen de manera secuencial y adecuada.

Son las estructuras geolgicas que hacen posible la acumulacin del petrleo y del gas.

PROCESOS DEL SISTEMA PETROLERO


El petrleo se habra originado por la

depositacin de minsculos animales y sustancias

vegetales que se fueron acumulando en el fondo

lacustre o marino.

Ante el paso del tiempo la materia

orgnica se descompone y va

quedando en profundidad por los

sedimentos que la van cubriendo.

Los factores de presin, temperatura y

procesos qumicos y fsicos, ayudados por la

carencia de oxgeno, posibilitaron la

formacin del petrleo y del gas.

DEFINICIN

ELEMENTOS DE LA TRAMPA

ELEMENTOS DE LA TRAMPA

- Roca almacn. Roca porosa y permeable en la cual se acumulan los hidrocarburos, siendo las ms comunes areniscas y calizas.

- Roca sello. Rocas que impiden la fuga del fluido hacia otro medio, siendo las principales: arcilla, anhidrita y arcillas calcreas.

- Cierre. Es la distancia vertical entre el punto ms alto de la trampa y un cierto nivel, por debajo del cual migra el petrleo.

ELEMENTOS DE LA TRAMPA Dentro de la trampa se define:

CRESTA

Punto estructural ms alto

El punto inferior de cierre o punto

derrame

El contacto agua - petrleo (cap)

PAY, Gross PAY, Net PAY

Tipos de trampas petrolferas

TRAMPAS ESTRUCTURALES

TRAMPAS ESTRATIGRFICAS

TRAMPAS MIXTAS

OTRO TIPO DE TRAMPAS

TIP

O D

E T

RA

MP

AS

P

ET

RO

LF

ER

AS


TRAMPAS ESTRUCTURALES POR PLEGAMIENTO

TRAMPAS ESTRUCTURALES POR FALLAMIENTO

TRAMPAS ESTRUCTURALES MIXTAS

TRAMPAS ESTRUCTURALES POR DOMOS

TRAMPAS ESTRUCTURALES COMPACTACIONALES

TRAMPAS ESTRATIGRFICAS

TRAMPAS ESTRATIGRFICAS PRIMARIAS

TRAMPAS ESTRATIGRFICAS SECUNDARIAS

TRAMPAS MIXTAS

OTRO TIPO DE TRAMPAS

TRAMPAS ASOCIADAS A ERUPCIONES VOLCNICAS Estas trampas pueden ser de dos tipos:

TRAMPAS PETROLFERAS

Al atravesar la intrusin volcnica capas porosas pueden sellarlas, constituyendo una barrera de

permeabilidad.

El otro tipo se produce porque los bordes de la intrusin pueden

aparecer alterados, presentando una porosidad secundaria, donde

se pueden formar pequeos yacimientos.

De hecho, en esta interpretacin el error estaba en suponer que la roca eruptiva haba provocado la formacin del petrleo, siendo esto falso ya que su papel haba sido completamente pasivo, limitndose a sellar las capas sedimentarias en las que luego, mucho despus, se haba acumulado el petrleo en esta trampa natural. Aunque ciertamente, se han encontrado algunas trampas relacionadas con intrusiones volcnicas, principalmente en Texas (EE.UU) y Cuba, su importancia es muy reducida, a escala mundial.

Tipo especial de yacimiento petrolfero, asociado a una erupcin volcnica, en el

que la roca eruptiva, al atravesar los estratos, ha formado una trampa, en la que posteriormente se ha acumulado el petrleo (P. petrleo; G. gas; A. agua; C. cobertura impermeable de arcillas; B.

basalto).

TRAMPAS PETROLFERAS

TRAMPAS VACAS En muchas reas este tipo de trampas vaca o llenas de agua se ha formado por las

siguientes posibilidades:

No existi material orgnico original.

No hubo generacin de

petrleo.

Que el petrleo no alcanz la trampa.

El petrleo se ha escapado.-

Destruccin del petrleo.

La trampa se form

demasiado tarde.

I. TRAMPAS PETROLFERAS ESTRUCTURALES


Cuando la causa es tectnica. Puede ser una falla (1% de las trampas) que ponga en contacto una roca impermeable con otra porosa, produciendo un escaln en donde se acumula el petrleo, o ms frecuentemente por un pliegue anticlinal, que forma un recipiente invertido en el que queda atrapado el petrleo en su lenta huida hacia la superficie.

Las trampas estratigrficas son producidas por variaciones en las condiciones de sedimentacin, que dan lugar a cambios en el espesor y textura de las capas. Ests se forman por cambios laterales de facies, aunque tambin cambios verticales en las caractersticas litolgicas de la roca.

Existen una gama infinita de trampas y modelos estratigrficos y estas estn condicionadas por la variacin en la estratigrafa, litologa de la roca de yacimiento, tales como un cambio de facies, variacin local de la porosidad y permeabilidad o una terminacin estructura arriba de la roca.

II.TRAMPAS PETROLFERAS ESTRATIGRAFICAS

Son aquellas originadas por una combinacin de pliegues y/o fallas con cambios de porosidad de las rocas. Existe tambin una gran variedad de yacimientos que desde el punto de vista de su gnesis pueden ser de tipo mixtos, o sea, estructural y tambin estratigrficas, ejemplo de ellas pueden ser una combinacin de discordancia y fallamiento. Suponen el 6% de las trampas petrolferas.

III. TRAMPAS PETROLFERAS MIXTAS

Combinacin entre trampas estructurales, estratigrficas y domos salinos.


Originadas por procesos tectnicos, gravitacionales y de compactacin, se pueden dividir en cuatro clases principales, segn la deformacin, cambios en el buzamiento, fallamiento y combinacin de plegamiento y fallamiento.

Procesos de deformacin de los estratos, pueden ser compresionales, gravitacionales, intrusionales o por levantamientos rejuvenecidos.

PLIEGUES COMPRESIONALES PLIEGUES COMPACTACIONALES

Encontrados cerca de mrgenes activos (trampas anticlinales)

En cuencas con deriva continental (sistema Horst-Graben),

Estructuras post-depositacionales, porosidad primaria ligada a la

sedimentacin.

La porosidad vara entre la cresta y el graben, control sedimentolgico en la calidad de roca,

porosidad secundaria en la cresta por exposicin subarea y disolucin.

Se forman a partir de un evento tectnico mayor

Pueden tener una historia compleja debido a la reactivacin de las fallas en el basamento

PLIEGUES COMPRESIONALES Y COMPACTACIONALES

Compactacionales: formacin de anticlinales por elevaciones del basamento gneo metamrfico.

Anticlinales: Se forman en reas de compresin, pueden tener mltiples zonas de produccin y formar campos gigantes.

Anticlinales recortados: el tope ha sido erosionado y se encuentra cubierto por una discordancia.

- Domos: un domo es un anticlinal circular o elptico. Se forma por la intrusin de una roca gnea o por un evento diaprico de sal o shale.

cambios en el buzamiento: provocan una acumulacin dentro de los estratos deformados con la formacin de terrazas, depresiones estructurales y anticlinales inclinados.

Fallamientos, Los cierres producidos por fallas pueden dar origen a un gran nmero de estructuras complejas.

Fallas Normales: producidas por fuerzas de tensin, en perforacin hay ausencia de algunos horizontes estratigrficos.

Fallas Inversas: producidas por fuerzas de compresin, en perforacin tenemos repeticin de horizontes estratigrficos.

combinacin de plegamiento y fallamiento, Los cierres por combinacin de plegamiento y fallamiento tambin pueden ser bastante complejos. La mayora de los yacimientos estructurales demuestran esta complejidad en varios grados.

Anticlinal Fallado: forman barreras impermeables y divide la estructura en yacimientos separados. Los shales cortados por el plano de la falla ayudan a formar estas trampas.

Bloques Fallados Inclinados: rocas sedimentarias, que fueron fracturados e inclinados por fallas normales. Actualmente se hallan cubiertos por sedimentos

Pliegues de arrastre en Fallas de Thrust: Las fallas de thrust son fallas inversas de bajo ngulo que pueden ocurrir en zonas de cinturones deformados.

Reservorios Fracturados: las fracturas aumentan la porosidad, mejorando la permeabilidad de la roca reservorio. Las fracturas ocurren donde la roca ha sido plegada o movida a lo largo de una falla.

Anticlinales Tipo Rollover sobre Fallas de Crecimiento: las fallas de crecimiento ocurren hacia la cuenca.

TRAMPAS PETROLFERAS ESTRATIGRFICAS

Las trampas estratigrficas son producidas por variaciones en las condiciones de sedimentacin, que dan lugar a cambios en el espesor y textura de las capas. Ests se forman por cambios laterales de facies, aunque tambin cambios verticales en las caractersticas litolgicas de la roca.

Tipos de trampas

estratigrficas

Primarias o deposicionales

secundarias

Discordancia angular

Arenisca estratigrfica-canales

Arenas en contrafuerte

Arrecifes barrera

Acuamiento ascendente de las areniscas

Bancos de arena Sumergidos ooliticos

Areniscas estratigrficas-barras

Arrecifes con pinculos

Aluvin de granito

Biohermas

Dolomitas primarias o sedimentarias

Trampas paleogeomrficas

Disolucin y precipitacin

TRAMPAS ESTRATIGRFICAS PRIMARIAS O DEPOSICIONALES

Relacionadas con la morfologa del depsito y con procesos acaecidos durante la sedimentacin (acuamientos, arrecifes, cambios laterales de facies resultan por la variacin de las fases que se desarrollan durante la sedimentacin.

Discordancia angular Las rocas del yacimiento estn ubicadas debajo de la discordancia y las rocas de cubierta sobre la parte superior de ella. Las discordancias angulares pueden formar trampas gigantes

Areniscas estratigrficas canales Las areniscas estratigrficas son cuerpos de arena largos y delgados (canales o barras). Debido a que ellos estn con frecuencia encajados en areniscas, se encuentran llenos petrleo, sin contacto con petrleo Areniscas estratigrficas canales

Arenas en contrafuerte o sobre-posicionadas Las arenas en contrafuerte o sobre-posicionadas son arenas de playa que fueron depositadas sobre una superficie de discordancia conforme se elev el nivel del mar. Numerosas arenas en contrafuerte pueden ocurrir a lo largo de una sola discordancia y cada una de ellas puede formar un depsito

Areniscas estratigrficas barras Las barras se forman como playas, playas sobre deltas destructivos y barras costa afuera. Ellas son diferentes usualmente de los canales en la seccin transversal (canal U, barra )

Arrecifes barrera Los arrecifes barrera son arrecifes grandes separados de la costa por una laguna. Las calizas planas del arrecife son originalmente buenas rocas de yacimiento y las calizas de la laguna no lo son. La porosidad inversa debida a la re-cristalizacin, solucin y dolomitizacin tardas puede invertir esto.

Acuamiento ascendente de las areniscas Un acuamiento ascendente o desencajamiento de las areniscas en la lutita forma una trampa. Estos son comunes en las llanuras costeras en donde el buzamiento ascendente es hacia la tierra. Ellos tienden a ser trampas pequeas

Atoln Los atolones son arrecifes circulares o elpticos grandes con una laguna central. Originalmente las calizas planas del arrecife circular son rocas del yacimiento potencial y las calizas de micrita de la laguna no lo son. La porosidad inversa puede invertir esto con el tiempo. Los atolones pueden formar campos gigantes.

Bancos de arena sumergidos oolticos Los oolticos son esferas de las dimensiones de la arena de CaCO3, que fueron precipitados fuera de los mares someros tropicales. Las corrientes y las olas barrieron los oolticos en montculos alargados.

Arrecifes con pinculos o manchas pequeas de hidrocarburos Los arrecifes con pinculos o manchas pequeas de hidrocarburos son arrecifes circulares pequeos. Los arrecifes con pinculos estn ubicados en el lado de la cuenca de un arrecife barrera y los arrecifes con manchas pequeas de hidrocarburos en la laguna

Aluvin de granito El aluvin de granito es una arenisca formada por roca de basamento de granito meteorizada. El granito est compuesto de cristales del tamao de la arena de grano grueso que se meteorizan para formar areniscas que cubren los flancos de las montaas y colinas de granito enterradas.

Biohermas Las biohermas son depsitos en forma de montculos o lentes de caliza biolgica formados por organismos que crecieron all. Esto incluye arrecifes construidos por los organismos base tales como los corales y tambin los montculos construidos por organismos no base

Dolomitas primarias o sedimentarias Las dolomitas primarias o sedimentarias fueron formadas por la alteracin de las calizas en la zona supramareal inmediatamente despus de la deposicin y con frecuencia estn recubiertas por una capa de sal. Los niveles de agua fluctuantes pueden depositar numerosas trampas de este tipo a lo largo de los flancos de la cuenca

Trampas paleogeomrficas Son controladas por el paisaje sepultado. Algunos estn asociados con prominentes colinas, otras con depresiones en los valles. Algunas son tambin parcialmente controladas por inconformados as que tambin llamadas trampas inconformadas

Trampas estratigrficas secundarias Son el resultado de variaciones durante o despus de la sedimentacin, sobre todo por la diagnesis que es el proceso de formacin de la roca. Estas incluyen las variaciones de porosidad aumento por disolucin o prdida de cementacin. Estn relacionadas con procesos postsedimentarios (cambios diagenticoscaliza doloma, porosidades por disolucin.)

DISOLUCIN Y PRECIPITACIN

La disolucin y precipitacin de minerales ocurre durante o despus de la diagnesis. Estos procesos cambian la configuracin mineral de la roca (Precipitacin) o disuelven los minerales (Disolucin), en ambos casos se aumenta la porosidad y la permeabilidad de la roca haciendo de esta una roca reservorio. Las dimensiones de la trampa dependern del rango de influencia que haya tenido la disolucin o precipitacin mineral. Por lo general, este tipo de trampas suele ser de poca dimensin areal.

TRAMPAS PETROLIFERAS MIXTAS

Son aquellas que estn formadas por la combinacin de trampas estratigrficas y trampas estructurales, originadas por una combinacin de pliegues y/o fallas con cambios de porosidad de las rocas. Suponen el 6% de las trampas petrolferas.


Trampas mixtas de Petrleo, originado por un anticlinal y una

falla

Una trampa mixta suele tener una historia en dos o tres etapas: 1.- Un elemento estratigrfico provoco el borde de la permeabilidad de la roca reservorio. 2.- Un elemento estructural provoco la deformacin que se combina con el elemento estratigrfico para completar la porcin rocosa de la trampa. 3.- Un flujo buzamiento abajo del agua de formacin aumento el efecto del entrampamiento


Trampas mixtas de Petrleo, originado por tectonismo y una falla

Las trampas que mejor se adaptan a este tipo son las asociadas a los domos y diapiros de sal.

TRAMPAS PETROLFERAS MIXTAS

Trampas originado por la accin conjunta de fenmenos tectnicos y sedimentarios, asociadas a los domos salinos

Sin rotura de estratos: en este tipo se incluye el estrato de sal estratificado que aumenta totalmente de espesor por plasticidad, pero no rompe los estratos subyacentes, sea se trata de un anticlinal que presenta la forma de un lacolito.


Clasificacin: en este tipo de estructuras se tiene:

Con rotura de estratos: en este tipo de estructura todas las intrusiones de sal cortan la estratificacin de los sedimentos superiores. Algunas masas de sal siguen fisuras y tienen por eso formas de diques que son los ms abundantes y en algunos casos la sal ha alcanzado la superficie a travs de estos conductos o fisuras. Las intrusiones de sal son de tipo vertical.


Domos de Sal suprayaciendo (Domos y Fallas): El levantamiento de un domo salino, puede llegar a levantar la cubierta sedimentaria que lo suprayace formando trampas; la cubierta sedimentaria puede ser cortada por fallas normales y formarse as trampas por fallas.


Domos de Sal Roca Techo (Caprock): La sal es inicialmente halita la cual se disuelve a medida que el domo se va levantando dejando residuo sin solubles, formndose as una roca de techo de varios cientos de pies de espesor, las fracturas y cavidades por disolucin hacen a la roca de techo una buena roca reservorio.


Domos de Sal Trampas en Flanco: A lo largo de los flancos de los domos salinos, se forman trampas en las rocas reservorios cortadas por la inyeccin del domo.


Domos de Sal Roca Techo y Trampas en Flanco


Esquema de la combinacin de los distintos tipos de trampas petrolferas mixtas: Estratigrficas, estructurales y de somos salinos.


Contactos petrleo-agua o gas-agua inclinados. En muchos campos de petrleo y gas, La superficie de contacto entre el petrleo y el agua basal no es horizontal.

La inclinacin de los contactos petrleo-agua hacen que los campos Frannie y Sage Creek del noroeste de Wyoming (USA) estn situados en la parte occidental del eje del anticlinal.

Se han propuesto varias teoras para explicar la presencia de estos contactos inclinados:

La teora menos plausible es que el petrleo o gas atrapado no han conseguido reajustarse despus de una inclinacin regional de la capa almacn (un acontecimiento que ocurre en una cuenca en hundimiento).

La teora mas probable es que muchas acumulaciones queden fijadas en su posicin por el taponamiento de los poros por debajo del contacto petrleo-agua, con lo que el contacto se inclina y queda inclinado cuando la roca almacn bascula.

Relacin entre los puntos de entrada y salida del agua del yacimiento y el contacto petrleo-agua en el campo Torchlight, Wyoming.

Acumulaciones hidrodinmicas. El resultado ms evidente de unas condiciones hidrodinmicas es la posicin excntrica de la acumulacin de petrleo dentro de la trampa en un anticlinal.

Se ha calculado que para un petrleo de 35 API su superficie de contacto ser unas seis veces el gradiente de la superficie potenciomtrica. Esta relacin es constante solo el caso en que se cumplan las dos condiciones siguientes: La capa conductora debe ser lateralmente

homognea (isotrpica al petrleo y al agua). El petrleo debe permanecer menos fluido

que el agua. Petrleos pesados (API

Cuencas de antepas (Foreland). El trmino cuenca de antepas (Dickinson, 1974) se ha aplicado a las cuencas sedimentarias formadas entre las cadenas montaosas y el cratn adyacente. Dichas cuencas se han interpretado como la consecuencia de la respuesta rgida de la litosfera (flexin o compensacin regional) frente a la carga producida por el emplazamiento de mantos de corrimiento del orgeno.

migracin del petrleo de las cuencas Huallaga y Santiago

Seran puntos concretos donde de modo temporal se produciran condiciones de energa potencial mnima y donde la ruta de migracin del petrleo, se ve obstaculizada.

Est controlada por fracturas en las calizas. El agua percola a lo largo de las fracturas produciendo un cambio en las calizas a dolomitas en las zonas. El yacimiento sigue la direccin de las fracturas.

A veces la concentracin es tan alta que los gases comprimen con fuerza, y sumado esto a la compresin por las fuerzas tectnicas provoca que las capas superior e inferior de arcillas o margas terminen por empaparse de petrleo a pesar de su resistencia a la permeabilidad, transformndose en lo que se denomina rocas bituminosas o esquistos bituminosos (son rocas metamrficas arcillosas, generalmente negruzcas, que contienen materiales inorgnicos y orgnicos, procedentes de la fauna y la flora acuticas, en lenguaje coloquial seran rocas empapadas de petrleo).

La ciudad Queensland tiene mucha actividad industrial y comercial por la minera, se halla muy prxima a la zona minera en esta regin, que cuenta con 34 yacimientos mineros de carbn, siendo esta la mayor reserva de este mineral en Australia

CONCLUSIONES Una trampa petrolfera es una estructura geolgica que hace posible la acumulacin y

concentracin del petrleo, mantenindolo atrapado y sin posibilidad de escapar de los poros de una roca permeable subterrnea, en forma general se clasifican en tres grandes grupos: estructurales, estratigrficas y combinacin de ambas.

Las trampas petrolferas estructurales son originadas por procesos tectnicos, gravitacionales y

de compactacin, se pueden dividir en cuatro clases principales, segn la deformacin, cambios en el buzamiento, fallamiento y combinacin de plegamiento y fallamiento.

Las trampas estratigrficas son producidas por variaciones en las condiciones de sedimentacin,

que dan lugar a cambios en el espesor y textura de las capas. Se clasifican en primarias o deposicionales y secundarias.

Los otros tipos de trampas petrolferas son casos especiales que permiten el almacenamiento de

crudo. Resaltando las hidrodinmicas, en ruta, por dolomitizacin de calizas y en rocas bituminosas.

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