27 de Enero de 1992
Datos que se requieren para caracterizar un yacimiento: Datos geofísicos Datos geológicos Datos de laboratorio Datos del pozo (presión, producción, Registros)
PetrologíaEstudia el origen de la tierra La geología es una sola y no puede haber varias
PaleontologíaDa la edad de las formaciones
CuencaEs una depresión en forma sinclinal formada por rocas sedimentarias y mide alrededor de 200 Km.
EstratigrafíaSedimentalogíaMineralogíaGeomorfología
Petrología
PaleontologíaGeoquímicaGeodesiaGeomagnetismoOceanografía
Fisiografía
Geofísica
Ramas
De la
Geología
Según la materiaQue se trate
Según su aplicaciónIndustria ó
PetrologíaPetrogénesis
MeteorologíaClimatología
Gravimetría MagnetometriaSismologíaMétodos eléctricos
GeohidrologiaGeología EconómicaGeología AgrícolaGeología MarinaGeología MilitarGeología MineraGeología del Petróleo
EstratigrafíaSedimentalogíaMineralogíaGeomorfología
Petrología
PaleontologíaGeoquímicaGeodesiaGeomagnetismoOceanografía
Fisiografía
Geofísica
Ramas
De la
Geología
Según la materiaQue se trate
Según su aplicaciónIndustria ó
PetrologíaPetrogénesis
MeteorologíaClimatología
Gravimetría MagnetometriaSismologíaMétodos eléctricos
GeohidrologiaGeología EconómicaGeología AgrícolaGeología MarinaGeología MilitarGeología MineraGeología del Petróleo
Para encontrar petróleo, se busca primero la roca generadora
Partes de un yacimiento Roca sello Roca almacenadora Roca generadora (puede ser lutita o caliza) Trampa geológica
Características de una roca generadora1.- Debe haber un alto grado de materia orgánica2.- Se da en un ambiente anaeróbico (no hay presencia de oxigeno)3.- Debe haber baja energía
Notas: La presencia de materia orgánica solo se da en sedimentos finos La materia orgánica se destruye (oxida) cuando hay presencia de
oxigeno La materia orgánica esta compuesta de proteínas, lípidos, glucidos,
hidratos de carbono, lignita, celulosa El hidrocarburo en contacto con el agua se oxida, formando cadenas de
asfáltenos Cuando se define el tipo de porosidad, se define el ambiente de deposito La dolomitización se da en el proceso de la depositación Sacar la presión de poro en cada intervalo productor en PC
Métodos Directos
Geología superficial
Geoquímica
Perforación
MagnetométricoGravimétricoSismológico
Métodos Indirectos
Métodos Electricos
Métodos Geofísicos
Métodos Directos
Geología superficial
Geoquímica
Perforación
MagnetométricoGravimétricoSismológico
Métodos Indirectos
Métodos Electricos
Métodos Geofísicos
Condiciones para que se generen hidrocarburos Tiempo geológico Presión – temperatura Composición de la materia orgánica
Características de la roca almacenadora Porosidad Permeabilidad Continuidad
Roca sello, la mejor es la Roca Evaporitica (Sal, Yeso, Anhidrita)Es aquella que por su escasa permeabilidad no permite el paso del petróleo, sirve de barrera a la migración de hidrocarburos
Diapiro = Domo Salino
Rocas Evaporiticas
La Halita (NaCl) y el Yeso (CaSO4.2H20) son minerales que se precipitan de una solución, por evaporación del agua en la que estaba disuelta
La salinidad del agua y la proporción del material disuelto en el agua, determina el tipo de material que se precipitara
El yeso comienza a separarse del agua cuando la salinidad a 30 °C, alcanza un valor ligeramente superior a 3 veces el normal, después, cuando la salinidad del agua de mar aumenta a unas 10 veces de lo normal, la halita comienza a precipitarse
Los constituyentes más comunes de las rocas evaporiticas son CaCO3,
CaSO4, NaCl y MgSO4
El CaSO4 aparece como Anhidrita y como Yeso (forma hidratada), el MgSO4 aparece en tres diferentes formas hidratadas
El orden de formación de estas sales esta determinada por: abundancia de los iones en el agua la temperatura la profundidad
Baja energíaAmbientes
deDeposito
Alta energía
Baja energíaAmbientes
deDeposito
Alta energía
Características de respuesta de los registros a leer rocas evaporiticas
La sal homogénea normalmente encontrada en la parte central de domos de sal tiene una radiactividad baja y se representa por una curva continua hacia la izquierda de la mediana arbitraria
En pozos que penetran un lado saliente de un domo se distingue fácilmente de los sedimentos detríticos
Cuando la anhidrita constituye la capa de cubierta en domos de sal, generalmente es menos radiactiva que la sal y se distingue por la desviación de la curva hacia la izquierda del contacto sal-anhidrita
La forma de la curva en la cima de la anhidrita depende de la clase de sedimentos sobre la cima de cubierta. Cuando se toman perfiles por segunda vez en pozos de producción, se ha observado muchas veces un aumento en la radiactividad natural al nivel de producción, lo que se atribuye a la incrustación de sales radiactivas provenientes de partes metálicas encontradas a dicho nivel, como parte de la tubería de producción, residuos de las operaciones de disparo, etc. (Campbell, 1951)
Características de la roca sello No debe tener fracturas Debe ser plástica Tener historia geológica simple No importa el espesor de la roca
Tipos de sello Por traslape Por tapón de hidrocarburos Por falla geológica Por precipitación de anhidrita (H2O + SO4), SO4 = Sulfato Por estratos impermeables
LutitasSon las más comúnesTextura y minerales
MotmorillonitaCaolinitaIllita
EvaporitasSon las mejores
Tipos de
Roca Sello
Carbonatossin fracturamiento
AnhidritaYesoHalita
Calizas arcillosasMargasCretasCalizas anhidriticasCalizas densas
LutitasSon las más comúnesTextura y minerales
MotmorillonitaCaolinitaIllita
EvaporitasSon las mejores
Tipos de
Roca Sello
Carbonatossin fracturamiento
AnhidritaYesoHalita
Calizas arcillosasMargasCretasCalizas anhidriticasCalizas densas
Foraminifero = Fósil índice del Paleoceno
Porosidad ideal = 47.6 % (comprobar con ecuación)
CementanteAlrededor de los granos
Las fracturas naturales cruzan los planos de estratificación (checar)
Tipos de arcilla (checar y poner formula) Clorita (montmorillonita) Caolinita Illita Sericita
Etapa de tiempo PorosidadPre-depositación Primaria
Depositación PrimariaPost-depositación Secundaria
1.- Selectiva de la fábrica
Interparticular (Bp)Intraparticular (Wp)Intercristalina (Bc)Moldica (Mo)Fenestral (Ff)
2.- No-selectiva de la fábrica
Tipos básicos de porosidad en carbonatos
Por fracturamiento (Fr)Acanalada (Ch)Vesicular (Vug)En cavernas (Cv)
1.- Selectiva de la fábrica
Interparticular (Bp)Intraparticular (Wp)Intercristalina (Bc)Moldica (Mo)Fenestral (Ff)
2.- No-selectiva de la fábrica
Tipos básicos de porosidad en carbonatos
Por fracturamiento (Fr)Acanalada (Ch)Vesicular (Vug)En cavernas (Cv)
Porosidad de las calizasEl desarrollo de la porosidad en un yacimiento de carbonato se diferencia en muchos aspectos a uno de areniscasEn las areniscas se puede tener una continuidad horizontal, en los carbonatos el desarrollo de porosidad horizontal y vertical es de extensión limitada, en las calizas es raro encontrar una porosidad laminar
Como en las areniscas, la porosidad en las rocas de carbonato puede ser primaria o secundaria
La porosidad primaria en las rocas carbonatadas puede ser resultado de: Vacíos intersticiales entre granos clásticos de una roca detrítica de
carbonato, tal como en el conglomerado, brecha, coquina, oolita, creta, etc.
Vacíos formados de esqueletos cuando se remueve materia orgánica de corales y algas calcáreas
Vacíos intercristalinos formados en calizas cristalinas a lo largo de planos de clivaje y por diferencia en el tamaño de los cristales
Los yacimientos de aceite y gas constituidos por calizas con porosidad primaria, rara vez son importantes, excepto en el caso de facies cretáceas (de creta) y oolitas
La porosidad primaria, sin embargo, facilita los medios para el desarrollo de porosidad secundaria permitiendo la circulación de aguas subterráneas
En rocas carbonatadas, la porosidad secundaria puede originarse de:
Diaclasas causadas por consolidación, contracción, esfuerzos tectónicos o cambios mineralógicos
La diaclasa consiste en una serie de fracturas que siguen un arreglo consistente con grupos de fracturas paralelos unos a los otros, mientras otros grupos intersectan los primeros en un ángulo determinado. Entre las fracturas que se intersectan algunas son mas grandes que otras, constituyendo una mayor serie de diaclasas
Por lo general, las diaclasas son verticales, debido a lo frágil de los carbonatos, las diaclasas pueden producirse como resultado de aplicación de pequeñas fuerzas de tensión y se encuentran generalmente en la cresta de los anticlinales Por consiguiente, la porosidad formada por el efecto de soluciones se desarrolla más que todo en las partes altas de las estructuras en donde las aguas meteóricas encuentran fácil acceso
Acción de lixiviación por aguas subterráneas
Este proceso desarrolla la porosidad por medio de soluciones y esta relacionada con la topografía de antiguas superficies de erosión. Dicho proceso requiere de un periodo de erosión suficientemente largo y un relieve superficial
por encima del nivel hidrostático tal que permita la acción disolvente de aguas de percolación. La porosidad en la mayoría de los yacimientos de caliza se debe a este tipo de desarrollo
Dolomitización el mecanismo del desarrollo de porosidad por dolomitización, no se ha establecido claramente, pero se cree que es el resultado de la sustitución molecular de calcio por magnesio en las calizas, dando como resultado porosidades hasta del 12 %
El proceso de dolomitización muchas veces es un proceso local, y no es raro encontrar calizas que gradualmente se convierten en dolomitas en una dirección lateral con la existencia de porosidad únicamente en las dolomitas
Las calizas se caracterizan por tener mas de un sistema poroso, generalmente consisten en porosidades intergranular, de canales y de drusas
En algunas calizas la porosidad consiste en una combinación de porosidades intergranular (primaria) y fracturas (secundaria)
Al sistema múltiple de porosidad en las calizas se debe a la presencia de series de canales a través de los cuales existe flujo preferencial, mientras que en los poros pequeños y en los que no están interconectados, el flujo de petróleo hacia los canales principales depende de la influencia de la expansión del gas en solución. Por dicha razón, la producción primaria en las calizas es más eficaz por empuje de gas en solución que la producción por estimulación secundaria (inyección de gas ó de agua), ya que estos medios externos de desplazamiento siguen preferentemente el trayecto de menor resistencia, dejando atrás grandes cantidades de petróleo
Archie en 1951, clasifico en una forma bastante práctica la porosidad de los carbonatos
Porosidad cristalina compacta Porosidad cretacea ó tipo creta Porosidad granular-sacaroidal
Las calizas con porosidad cristalina-compactaSe reconocen por su lustre brillante y su apariencia resinosa en fracturas recién hechas, si se examina una cortadura, se observara que los bordes son agudos. Los cristales individuales están estrechamente entrelazados en forma compacta y, donde la porosidad secundaria no se ha desarrollado, no existe espacio visible entre los cristales
El diámetro de los poros es menor de 0.01 mmEl volumen poroso total es inferior al 5 % del volumen totalLa permeabilidad es, menor de 0.1 md
Por lo expuesto anteriormente, solo pueden producir gas y petróleo en cantidades comerciales, cuando el desarrollo de porosidad secundaria alcanza un valor total del 7 al 10 %, en este caso, el espacio entre los poros es visible con una lupa corriente, las drusas y los canales pueden llegar a formarse con un mayor grado de lixiviación
Las calizas con porosidad cretácea (tipo creta)Tienen una apariencia opaca y terrosa, y con frecuencia los cristales individuales no se distinguen debido al empaque imbricado, es decir, las caras de los cristales forman distintos ángulosEste tipo de caliza requiere una porosidad mayor para poder producir petróleo en forma comercial. Una porosidad del 10 % corresponde aproximadamente a una permeabilidad de 0.1 md, y una porosidad del 15 % convierte la caliza por lo general en un productor comercial de hidrocarburos
Las calizas con porosidad granular-sacaroidalSe caracterizan por la apariencia gruesa de los granos, similar al azúcar. Este grupo lo constituyen las llamadas calizas ooliticas, la relación entre la porosidad y la permeabilidad de las calizas con porosidad granular, es similar a las de porosidad cristalina-compacta y, por consiguiente, se requiere una porosidad del 7 al 10 % para que la roca pueda producir hidrocarburos en forma comercial
28 de Enero de 1992
Migración
Dismigración
Conmigración
ChopoterasVolcán de lodoEmanaciones de gasLagos de asfalto
Migración primaria: Movimiento de hidrocarburosA cualquier lado mas permeable
Migración SecundariaMovimiento de hidrocarburoshacia la roca almacenadoraTermina con la acumulaciónde hidrocarburos en la roca almacén
Lateral
Vertical Por ascenso
Por descenso
Migración
Dismigración
Conmigración
ChopoterasVolcán de lodoEmanaciones de gasLagos de asfalto
Migración primaria: Movimiento de hidrocarburosA cualquier lado mas permeable
Migración SecundariaMovimiento de hidrocarburoshacia la roca almacenadoraTermina con la acumulaciónde hidrocarburos en la roca almacén
Lateral
Vertical Por ascenso
Por descenso
Migración:Desplazamiento de hidrocarburos en el subsuelo
Dismigración:Desplazamiento de hidrocarburos hacia la superficie
Conmigración:Desplazamiento de hidrocarburos que conducen a la formación de un yacimiento
Migración lateralDesplazamiento en el interior de una formación de una misma edad, sin importar la distancia
Migración verticalSe refiere a los movimientos perpendiculares a los limites cronoestratigraficos, por lo que los fluidos pasan de una formación a otra de edad diferente y puede ser por ascenso y descenso
Aspectos relacionados con la migración El origen de los hidrocarburos, puede ser origen animal ú origen vegetal Saber la historia estructural de la cuenca sedimentaria Conocer las propiedades físicas y químicas de la roca generadora y de
la roca almacenadora Conocer el gradiente de temperatura y de presión Compactación de los sedimentos Conocer las propiedades y características de los fluidos de la formación
Grupos de la materia orgánica1.- Tipo vértice (ricos para producir gas), checar2.- Tipo marino 3.- Tipo microorganismo (ricos para producir aceite)
Si H/C mayor 1, Son soporíficos
Si H/C menor 1, son
Notas: Los diagramas de Van Krevelen, muestra la evolución térmica Un gradiente térmico normal es de 3 °C cada 100 m
Evidencias de la migración Presencia de chapopoteras Acumulación en rocas inorgánicas Correlación entre aceites del yacimiento y de aceites residuales
encontrados en las rocas generadoras Aceites químicamente semejantes en una serie de receptáculos
superpuestos Ajustes de los hidrocarburos en el yacimiento a los movimientos de las
estructuras La presencia de yacimientos supergigantes Perforación de pozos
Yacimiento Súper-giganteMás de 5 mil millones de barriles recuperables
Yacimiento GiganteEntre 5 mil millones y 500 millones de barriles recuperables
Yacimiento GrandeEntre 500 millones y 100 mil millones de barriles recuperables
Yacimiento NormalEntre 100 mil millones y 50 millones de barriles recuperables
Yacimiento PequeñoLa recuperación es menor de 50 millones de barriles recuperables
Factores que originan la migración Fuerzas hidráulicas (migración primaria) Capilaridad (migración primaria) Flotabilidad (migración secundaria)
Líquidos inmiscibles (fluidos de diferente densidad) Inclinación de las capas (migración secundaria) Dilatación (migración secundaria) Expansión del agua y del gas (migración secundaria)
Mecanismos de la migración del petróleo Flujo simultaneo de la fase agua y de la fase aceite Flujo de la fase petróleo (el agua queda fija) Movimiento del petróleo con el agua a escala molecular Movimiento del petróleo sin la fase agua a escala molecular
Llenado de trampasEn una trampa donde el aporte de hidrocarburos se ha dado en un dirección
La geología del petróleo depende del objetivo que se le de
Teorías del origen del petróleo Teoría continental A partir de algas (Tolomaseas) Microorganismo
Notas:El keroseno es el antecesor del petróleoEl keroseno es insoluble en cualquier tipo de acido
Etapas de la evolución de la materia orgánica (catagenesis) (copias)
PD = Punto donde los hidrocarburos ya no se almacenan, también se le conoce como punto de derrama o punto de fuga
Ce= Cierre estructural
Rocas sedimentarias
Geologia
del
Petroleo
Exploración
Subsuelo
Poducción
Superficial
Geologia
del
Petroleo
Exploración
Subsuelo
Poducción
Superficial
¿Porqué debemos estudiar a las rocas sedimentarias ?
Porque como todos sabemos, las rocas generadoras y productoras de hidrocarburos, son de origen de este tipo
Ciclo de las Rocas
ROCAS SEDIMENTARIAS
CRISTALIZ
ACION
INT
EM
PE
RIS
MO
LITIFICACION
EROSIO
NTRANSPO
RTEM
ETA
MO
RFI
SMO
FUSIO
N
RíosGlaciaresVientoCorrientes Oceánicas
ArenaGravaFango
ROCAS IGNEAS
ROCAS METAMORFICAS
SEDIMENTOS
MAGMA
Mecánico
QuímicoTransforma elmaterial original en algo diferente
Rompe la rocaen partículasmás pequeñas
ROCAS SEDIMENTARIAS
CRISTALIZ
ACION
INT
EM
PE
RIS
MO
LITIFICACION
EROSIO
NTRANSPO
RTEM
ETA
MO
RFI
SMO
FUSIO
N
RíosGlaciaresVientoCorrientes Oceánicas
ArenaGravaFango
ROCAS IGNEAS
ROCAS METAMORFICAS
SEDIMENTOS
MAGMA
Mecánico
QuímicoTransforma elmaterial original en algo diferente
Rompe la rocaen partículasmás pequeñas
Mecánico
QuímicoTransforma elmaterial original en algo diferente
Rompe la rocaen partículasmás pequeñas
Composición mineralogía de las rocas sedimentarias
Los tres minerales más comunes que forman las rocas sedimentarias, son: La arcilla El cuarzo La calcita
Las ArcillasDentro de las arcillas, la caolinita e illita son las más comunes, la motmorillonita, se observa muy raramente
El CuarzoDentro del grupo de la sílice, el cuarzo es el mineral más común. Pero también se puede presentar en formas como calcedonia, pedernal y ópalo
El ópalo, es una sílice hidratada SiO2 . NH2O, es más suave que el cuarzo y carece de estructura cristalina
Estructura criptocristalinaDel griego kryptos – oculto, es una estructura fina
La CalcitaLa calcita es el constituyente principal de las rocas sedimentarias y además, el cementante más común en rocas sedimentarias de grano grueso
El calcio, se deriva de las rocas ígneas que contienen minerales calcicos como plagioclasa calcica y ferromagnesianos
Los productos del intemperismo de la ortoclasa son: Arcilla Agua y bióxido de carbono Sílice (se presenta en solución)
El calcio es transportado de la zona de intemperismo, como bicarbonato de calcio,
Ca(HCO3)2 y eventualmente se precipita como calcita (Ca.CO3), mediante la intervención de plantas, animales o procesos inorgánicos
El carbonato, se deriva del agua y bióxido de carbono
Otros materiales de las rocas sedimentarias
Dolomita Ca(HCO3)2 se confunde con la calcita, la calcita eferverece libremente en HCl diluido, la dolomita eferverece lentamente ó no, a menos que este triturada o pulverizada
Cuando se encuentran micas y feldespatos en una roca sedimentaria, el intemperismo mecánico, fue el que origino su incorporación a la roca
El hierro producido por el intemperismo químico de los minerales ferromagnesianos en las rocas ígneas puede ser tomado en nuevos minerales e incorporado en los depósitos sedimentariosLos minerales de hierro que se presentan en las rocas sedimentarias son, Hematita, Geothita y Llimolita. Estos minerales predominan en algunos depósitos, pero en la mayoría, actúan como materia colorante o como material cementante
Muchos otros minerales, se pueden formar durante el proceso de sedimentación, como los carbonatos, sulfatos y compuestos de hierro, así como minerales accesorios, turmalina, circón, granate
Estudio de las rocas sedimentariasLas rocas sedimentarias se estudian en base a:
En base a la clasificación de la roca, podemos saber el ambiente de depósito de la roca
Roca Sedimentaria Autóctona:No han sufrido transporte
Roca Sedimentaria Aloctona:Ha sufrido transporte
En carbonatos, el depósito es más lento que en arenas
Carga:Máxima cantidad de sedimento que puede llevar
Carga total:Cuando ya no lleva mas sedimento del que lleva
El 80 % de los sedimentos se depositan en el mar
Estudio de las
rocas
Sedimenrarias
Petrografía Sedimentaria
Sedimentación
Estratigrafía
Ciclo erosivo
Ciclo ConstructivoDepositaciónDiagenesis
Descripción de los estratosCorrelaciónInterpretación de datos estratigráficos
Estudio de las
rocas
Sedimenrarias
Petrografía Sedimentaria
Sedimentación
Estratigrafía
Ciclo erosivo
Ciclo ConstructivoDepositaciónDiagenesis
Descripción de los estratosCorrelaciónInterpretación de datos estratigráficos
Los depósitos formados químicamente, se sedimentan generalmente por la precipitación de material disuelto en agua, este proceso puede ser mediante
Procesos químicos inorgánicos
Ejemplo: Roca evaporitica, formada por los minerales que quedan después de la evaporación de grandes masas de agua
Procesos químicos indirectos
Ejemplo:Intervención de plantas o animales, Los corales, al extraer el carbonato de calcio del agua de mar, forman calcita
Los esqueletos de los animales, al morir, se acumulan como un depósito bioquímico, y la roca que se forma (caliza), es una roca bioquímica
Términos que se utilizan para describir el medio en el que se acumula un sedimento
Caliza marinaContiene fósiles de un animal que vivió en el mar
Fluvial (río)Roca formada por material depositado por un rió
Eolítico (viento)Roca formada por material depositado por el viento
Lacustre (lago)Roca formado por material depositado en un lago
Sedimentacion o depositoProceso por el que se asienta el material, para que suceda esto, debe haber
Una fuente de sedimento Medio que transporta el sedimento Lugar para depositar Proceso para depositar el material sedimentario
Fuente de sedimentoLas rocas ígneas, son la fuente principal de las rocas sedimentarias
TerminoArena
( Ø , % )Caliza
( Ø , % )Permeabilidad
( mD)Despreciable ó
muy baja1 - 5 1 - 2 0.01 - 1.0
Pobre ó baja 5 - 10 2 - 5 1.0 - 10Mediana o regular 10 - 15 5 - 8 10 - 100
Buena o alta 15 - 20 8 - 10 100 - 1000Muy buena Mayor de 20 Mayor de 10 Mayor de 1 darcy
Estructuras Sedimentarias
PrimariaSingenéticas
Físicas
SecundariasEpigenéticas
Estructuras
Sedimentarias
Estructura externaEstructura internaEstructura de deformación
Orgánicas Estructura externaEstructura interna
Físicas
Químicaorgánicas
Estructura externaEstructura internaEstructura de deformación
Estructura externaEstructura interna
PrimariaSingenéticas
Físicas
SecundariasEpigenéticas
Estructuras
Sedimentarias
Estructura externaEstructura internaEstructura de deformación
Orgánicas Estructura externaEstructura interna
Físicas
Químicaorgánicas
Estructura externaEstructura internaEstructura de deformación
Estructura externaEstructura interna
Ambientes
de
Deposito
( 1850 )
Continental
Mixto
Marino
TerrestreDesérticoGlaciar
LitoralDeltaicaLagunarEstuarino
FluvialPaludallacustre
Acuoso
NeríticoBatialAbisal
Ambientes
de
Deposito
( 1850 )
Continental
Mixto
Marino
TerrestreDesérticoGlaciar
LitoralDeltaicaLagunarEstuarino
FluvialPaludallacustre
Acuoso
NeríticoBatialAbisal
Actualmente (1972) se tiene la siguiente clasificación para los medios sedimentarios:
A continuación se describe esquemáticamente el medio de depósito ó sedimentario marino
Medio Sedimentario
ó
Ambiente de Deposito
( 1972 )
Medioscontinental
Medios de transición
Medios marítimos
TerrestreDesérticoGlaciar
DeltaicoLagunarDe litoral
Fluvial
LacustrePantanoso (Paludial)Cavernoso (Espeteano)
Acuoso
Nerítico
Batial
AbisalHadal
PiamonteLlanura de inundación
Infralitoral ( 0 – 45 mm )Circalitoral (45 – 180 mm)
EpibatialMesobatial
Medio Sedimentario
ó
Ambiente de Deposito
( 1972 )
Medioscontinental
Medios de transición
Medios marítimos
TerrestreDesérticoGlaciar
DeltaicoLagunarDe litoral
Fluvial
LacustrePantanoso (Paludial)Cavernoso (Espeteano)
Acuoso
Nerítico
Batial
AbisalHadal
PiamonteLlanura de inundación
Infralitoral ( 0 – 45 mm )Circalitoral (45 – 180 mm)
EpibatialMesobatial
Medio Neriticoó Sublitoral
Medio Batial Medio Abisal Medio Hadal
ZonaInfralitoral
ZonaCircalitoral Epibatial Mesobatial
45 m 180 m1080 m
0 m
4050 mMayor de6 200 m
Trinchera
Nivel de Mar
MaterialClásticoProductode energía mecánica
MaterialFinoProductode energía térmica
Plataforma Continental
Talud Continental
AMBIENTE DE DEPOSITO MARINO
NeríticosOrganismos que depositanMoluscos, Algas, CoralesCrinoideo?, trilobites ?
Arena Lutita
Medio Neriticoó Sublitoral
Medio Batial Medio Abisal Medio Hadal
ZonaInfralitoral
ZonaCircalitoral Epibatial Mesobatial
45 m 180 m1080 m
0 m
4050 mMayor de6 200 m
Trinchera
Nivel de Mar
MaterialClásticoProductode energía mecánica
MaterialFinoProductode energía térmica
Plataforma Continental
Talud Continental
AMBIENTE DE DEPOSITO MARINO
NeríticosOrganismos que depositanMoluscos, Algas, CoralesCrinoideo?, trilobites ?
Arena Lutita
En las hojas xxxx, se menciona con más detalle cada uno de estos ambientes de depósito
Nota:Cuando hay pedernal, es indicativo de que es caliza de agua profunda, la estratigrafía es delgada (checar)
Tipos de límites Interdigitado Acuñado Abrupto Gradual
Identificación de Arena Con el comportamiento del potencial espontáneo (SP) y resistividad
Píamente: Ambiente deltáico, se considera ambiente terrestre
Precipitación de minerales1.- CaCO32.- CaSO43.- NaCl4.- Sales de magnesio
Regresivo
SP Litología
Transgresivo
SP Litología
Regresivo
SP LitologíaSP Litología
Transgresivo
SP LitologíaSP Litología
5.- Sales de sodio y bromo6.- KCl (sal potásica)29 de Enero de 1992
Pliegues:Es una flexión del estrato causado por fuerzas de deformación, pueden ser fuerzas de compresión o fuerzas de tensión, normalmente de compresión
Los pliegues tienen los siguientes elementos: Un plano axial ó plano axial de flexión Dos planos o flancos Una zona de flexión Un eje donde el plano axial cruza algún estrato
Anticlinal simétrico Anticlinal Asimétrico
El buzamiento es curvo (como el domo de un animal)SinclinalCabalgamiento o cobijaduraPliegue recumbente, el plano debe ser horizontalTerraza estructural, Anticlinal simétricoTrend, puede ser una serie de anticlinalesDomo
Tipo de falla1.- Normal2.- Inversa3.- De rumbo
Movimiento de tensiónNos da falla inversa y pliegues
Falla Inversa
BajoAlto
Falla Normal
Alto
Bajo
Falla Inversa
BajoAlto
Falla Normal
Alto
Bajo
Compresión normalTangencial fracturamientoLos movimientos o esfuerzos pueden ser:
Tectonicos u orogénicos Epirogenicos (movimiento vertical) Compactación diferencial
Cuando se presentan esfuerzos en las rocas, se generan: Pliegues Fallas Fracturas Juntas
Rompimiento en el plano de debilidad de la roca Diabasa y Clivaje
En base al sistema de cristalización
Fenómeno OrogénicoPredominan los esfuerzos tangenciales (tectonica tangencial), frecuentemente los pliegues resultantes de la tectónica tangencial son estériles a pesar de poseer grandes cierres estructuralesSon pliegues muy importantes debido a que aparecen a menudo tardíamente en el curso de la geología histórica del lugar
Esfuerzo Epirogenico (movimientos verticales)Producen pliegues de fondo o de acomodamiento, aparecen en las zonas más estables de las cuencas, son producto de desplazamiento y acomodamiento vertical de los sedimentos profundosEstos pliegues son el resultado de deformaciones lentas y progresivas, son contemporáneas a la sedimentación
Esfuerzos de compactación diferencialSon producto de la constitución de las rocas sedimentarias (domo salino), por compactación se pueden formar deformaciones anticlinales sin la intervención de esfuerzos epirogenicos u orogénicos, por ejemplo, por compactación de un relieve existente o por compactación de un núcleo macizo como puede ser un arrecife
Trampa, en 1956 se define como:Es toda anomalía geológica cuyo origen sea:
Tectónico Pliegue, Anticlinal ó Falla
Estratigráfico:Acuñamiento ó Arrecife
Litológico
Perdida de permeabilidad, cambio de facie que permite la acumulación de hidrocarburosElementos de una trampaEl cierre de una trampa se puede definir y medir en forma precisa, interviene con otros factores, como son:
La geometría de la trampa Espesor del yacimiento Número de yacimientos Calidad del yacimiento Solución de fluidos Presión del yacimiento
En el cálculo de los hidrocarburos de un yacimiento el cierre estructural (Ce) se define sobre el mapa estructural de las trampas y es el desnivel entre el punto más alto de la trampa ó techo de la trampa (Top) y la curva de nivel mas baja que cierra alrededor de ellaCv = Cierre vertical = Columna vertical = Cp Cierre practicoEs igual al desnivel entre el techo de la trampa y la superficie de separación de hidrocarburos (contacto agua aceite)Corresponde a la altura de hidrocarburos realmente impregnada y es el valor que interviene en el cálculo de la reserva
Releve estructural:Se representa por curvas de nivel
Clasificación de trampas Estructurales Estratigráficas
Por variación de permeabilidad Mixtas o combinadas Hidrodinámicas Paleogeomorficas
Trampas EstructuralesAquellas donde intervienen principalmente los factores tectonicos, pliegues, fallas, fracturas y sus combinaciones, puede ser anticlinal, domo ó falla
Trampa por variación de permeabilidad
Trampa estratigráficaEs aquella donde los factores tectonicos no juegan más que un papel despreciable y que son debidas principalmente a:
Fenómenos litológicos Perdida de permeabilidad Perdida de porosidad Cambios laterales de facies
Fenómenos sedimentariosAcuñamientos
Lenticularidades Arrecifes
Fenómenos Paleogeograficos Acuñamientos de erosión Peleocanales
Trampa mixta o combinadaSon aquellas donde intervienen en partes iguales las deformaciones estructurales y las variaciones estratigráficas ó litológicas
Trampa paleogeomorficaNo se tienen en México
Trampa asociada a un domo salinoCausas de trampas estériles1.- No hubo materia orgánica
Clima poco favorable Por alta energía
2.- No se genero petróleo Falta de tiempo Falta de temperatura Inapropiada maduración
3.- El petróleo no alcanza la trampa La migración siguió otro camino Las fallas retuvieron a los hidrocarburos
4.- El petróleo escapo Por fallas y fisuras en la roca sello o trampa Por discordancia
5.- El petróleo fue destruido Por súpermaduración Por intemperismo
6.- La trampa se formo tardíamente La estructura no tiene cierre
Establecimiento de un modelo geológico, debe tener A.- Características sedimentológicasB.- Características estratigráficasC.- Características estructuralesD.- Características petrofísicas
A.- Características sedimentologicas, se debe definir la siguiente información, para un proyecto
Ambiente de DepositoCaracterísticas granulométricasCaracterísticas geométricasCaracterísticas mineralógicas Fácies sedimentariasFácies litofacies
Estructuras SedimentariasEstratificación
Tipos de estructuras primarias (inorgánicas y orgánicas) Textura de la estructura Tamaño de la estructura Forma de la estructura Arreglo de la estructuraB.- Características estratigráficas
Litología de la columna geológica
Relaciones estratigráficas de las facies Presencia de ciclos Secuencias sedimentarias Naturaleza de los contactos Relación lateral de facies Continuidad de estratos
Procesos diageneticosCompactación
Cementación Recristalización Reemplazamiento Solución Autogénesis
C.- Características estructurales
Estructura productoraTipo de estructura almacenadoraOrigen de la estructura Época de formación de la estructuraGeometría de la estructuraRelación con otras estructuras existentes en el área
FracturasObservación directa a núcleosUso de cámaras
Análisis de registros geofísicosAnálisis de pruebas de presiónSe debe saberTiempo de generaciónAlcance estratigráfico del fracturamientoZonas más fracturadasOrientación DimensiónDistribuciónSu relación con otros tipos de porosidad (comunicación, aislada)Estado de la fractura (rellenas o vacías)
Fallas geológicas Existencia de las fallas Localización Rumbo Echado Salto Desplazamiento estratigráfico Estado de la falla
Criterios geológicos para sugerir su existencia Diferencias estructurales de las cimas de los horizontes de correlación Perdida de espesor de la columna Repetición de estratos Diferencias de las características de los fluidos de acumulación Presiones Tipos de fluidos existentes Salinidades
Bloques estructurales
D.- Características Petrofísicas Porosidad Saturación de agua Espesor neto poroso Litología
Información que se requiere de: Un núcleo
Porosidad Saturación de agua Permeabilidad Permeabilidad efectiva Permeabilidad relativa Tensión superficial Presión capilar
Compresibilidad Eficiencia de desplazamiento
Registros geofísicos Porosidad Saturación de fluidos Fracturamiento Litología Buzamiento Comunicación hidráulica
De la geología de explotación Porciones dolomitizadas Porciones compactas Ubicación de contactos (geológicos, de fluidos) Tendencia estructural Fallas geológicas
Datos de presión Presión inicial del yacimiento Presión de fondo fluyendo Presión estática Presión hidrostática
De análisis PVT Características del aceite y gas Viscosidad Densidad Factor de volumen Compresibilidad
Aceite Presión de saturación Solubilidad
Gas Composición
Elementos que debe tener el modelo geológico
Control de la profundidad Escala (1: 4 000 Normal, 1:2 000 Detalle)
Misma escala vertical Misma escala lateral
Nivel de referencia Debe estar en metros bajo nivel de mar
Nombre del pozo Carril izquierdo
Litológica: Curva de SP, Curva de RG Carril derecho
Resistividad
Porosidad Datos donde se probo Litología Presión Temperatura Plano de orientación
30 de Enero de 1992
Características geológicas locales Tipo de trampa Definición de yacimiento Geometría de los yacimientos Limites de los yacimientos Profundidad, relieve estructural y buzamiento Litología Zonificación Continuidad Extensión aereal Espesor neto Heterogeneidades Distribución de fluidos Contacto original agua – hidrocarburos Contacto de producción Presencia de un acuífero
Definición de yacimientoDeterminación de yacimientos que pueda tener un campo
Geometría del yacimientoEs la forma que tiene el yacimiento
Limites de los yacimientosLa posición y el tipo de hidrocarburos definen el límite del yacimiento
Relieve estructuralComportamiento que tienen las curvas de nivel que se están graficando
Estructural:Control de la profundidad
Tipos de
SecciónEstratigráfica:
Petrofísica:Valores de Ø, K, s.f.
Estructural:Control de la profundidad
Tipos de
SecciónEstratigráfica:
Petrofísica:Valores de Ø, K, s.f.
LitologíaLas rocas almacenadoras son arenas y carbonatos
La litología se puede saber por: Muestras de canal Correlación geológica Registros geofísicos (densidad, sonico) Ambientes de depósito
31 de Enero de 1992
Zonificación
Continuidad
Extensión aereal
Heterogeneidad
Distribución de los fluidosSe puede determinar con los registros
Caracterización estructural y estratigráfica de la roca almacenadora1.- Tipo de deformación estructural Fallas Cambios de facies Acuñamiento Discordancia
2.- Geometría y límites de la acumulación Posición y tipo de límites Geometría de la acumulación
3.- Patrón de distribución de litofacies almacenadotas Criterios geológicos estructurales Criterios estratigráficos
4.- Espaciamiento entre pozos Propiedades petrofisicas de la roca almacenadora
Información geológica que se requiere en la simulación numérica de yacimientos
Geometría del yacimiento Limites del yacimiento Subdivisiones del yacimiento Heterogeneidades
Tipos de porosidad Saturación de fluidos
Densidad de los fluidos Espesores de la formación Tipos de permeabilidad
Descripción de un acuífero
Áreas donde se aplica la interpretación geológica Perforación de pozos Desarrollo de campos Terminación y reparación de pozos Evaluación de yacimientos Recuperación de hidrocarburos Simulación numérica de yacimientos Evaluación de proyectos de inversión
Objetivos de Desarrollo de Campos Dar producción Dar límites de acumulación Incorporación de reservas Dar localizaciones Perforar el número óptimo de pozos
Evaluación de Yacimientos Cuantificación del volumen original de hidrocarburos Calculo de reservas de hidrocarburos Recuperación de hidrocarburos Recuperación primaria Recuperación secundaria
Información que requiere la recuperación de hidrocarburos Estructura geológica Fallas geológicas Fracturas y fisuras Porosidad y permeabilidad Litología y composición mineralogica Zonificación y heterogeneidades Presión media del yacimiento
Se han observado tres estados evolutivos en la exploración de hidrocarburos
I.- Emanaciones en superficie (Siglo XIX) Solo se presenta cuando la roca generadora tiene un sello deficiente
II.- Existencia de trampas estructurales, principalmente anticlinales Utilizando métodos geofísicos para detectar las trampas estructurales, en Las trampas donde no hay hidrocarburos, esta relacionada con la ausencia de roca generadora
III.- Desarrollo del concepto sistema petrolero donde se conjugan los elementos y procesos para la existencia de yacimientos de hidrocarburos en forma comercial
Elementos que definen la existencia de un sistema petroleroRoca generadoraRoca almacénSelloAlmacénSepultamiento necesario para la generación térmica
La geoquímica orgánica petrolera ha sido fundamental para el desarrollo del concepto sistema petrolero
Conceptos necesarios para la geoquímica orgánica Cromatografía de gases (años 60S) Técnica de espectrometría de masas Métodos de pirolisis (fines de los 60S) Pirolisis Rock-Eval (fines de los 70S)
Ayuda para identificar y caracterizar la roca generadora de hidrocarburos
Uso con fines exploratorios del acoplamiento de la cromatografía de gases con la espectrometría de masas (inicios de los años 80s)
Permite: Análisis a nivel molecular del petróleo crudo y de los extractos orgánicos de las rocas sedimentarias
Establecimiento de correlaciones de aceite-roca y de aceite-aceite
La geoquímica orgánica en la definición del sistema petrolero, incluye tres aspectos principales1.- Identificación y caracterización de la roca generadora2.- Análisis de los líquidos o gaseosos, y su comparación con la roca generadora3.- Determinación del tiempo de generación y el tipo de hidrocarburos que pueden formarse de las rocas generadoras
DiscordanciaLa superficie de erosión ó de no-deposito, que separa rocas jóvenes de otras más antiguas se llama discordancia
Discordancia angularDiscordancia en la que los estratos más antiguos tienen un echado o ángulo de inclinación diferente de los de estratos más jóvenes
EstratificaciónEstructura producida por el depósito de sedimentaciones en estratos o capas
EchadoEl ángulo agudo máximo que forma la superficie de una roca con un plano horizontal, la dirección del echado siempre es perpendicular al rumbo de la capa
FallaSuperficie de ruptura de una roca a lo largo de la cual ha habido movimiento
Falla inversa ó falla de empujeFalla en la que el bloque del techo parece haberse movido hacia arriba con relación al bloque de piso (la característica mas común, es la repetición de formaciones)
Falla normal ó falla de gravedadFalla en la que el bloque del techo parece haberse movido hacia abajo en relación con el bloque de piso
BuzamientoAngulo que forma el eje de una masa de rocas plegadas con relación a un plano horizontal
Dolomita Mineral compuesto de carbonato de calcio y magnesio CaMg(CO3)2
CoquinaCaliza clástica de grano grueso, porosa y deleznable, formada principalmente de fragmentos de concha
CretaCaliza formada en parte de calcita de origen bioquímico, en la forma de esqueletos o fragmentos de esqueletos de animales y plantas marinos microscopicos mezclados con depósitos de calcita de grano muy fino que puede ser de origen inorgánico o bioquímica
EvaporitaRoca compuesta de minerales precipitados a partir de soluciones concentradas por la evaporación de un solvente, sal de roca, yeso, anhidrita
Fase (en físico-química)Porción homogénea de materia físicamente distinta en un sistema que no es homogéneo
Facies sedimentariasAcumulación de depósitos que muestran características especificas y gradúan lateralmente a otras acumulaciones sedimentarias formadas al mismo tiempo, pero que presentan características diferentes
Bibliografía Estratigrafía
Corrales I. Z. y otros Geology of Petroleum
Levorsen A.J.
Roca Generadora Tissot B.P. y Welte D.H.
El petróleo, su formación y localización CONACYT
Ambientes de depósitoAmbiente aeróbico (oxidante) o medio ambiente evaporitico, Son en áreas restringidasLos depósitos están formados por sales, yeso y anhidrita, resultante del exceso de evaporización Ocurre en cuencas poco profundas, rodeadas de tierra y limitadas por barreras a regiones relativamente áridas, que estuvieron intermitentemente comunicadas con el mar
Ambientes anaeróbicos (reductores) ocurre en porciones restringidas del marEste ambiente debe su existencia al abundante material orgánico, cuya putrefacción agota el oxigeno disuelto en el agua de marLos sedimentos depositados y conservados, son característicamente negros
Ambiente en cuencas profundas encerradasEstas cuencas están rodeadas de tierra o están cercadas por arrecifes, la comunicación libre con el mar es limitada, la materia orgánica es aportada por organismos planctónicos que mueren y se hunden al fondo
Los sedimentos depositados son menos extendidos superficialmente y son de calizas fangosas o negro arcillosas, a estas cuencas se les llama fanáticas
Procesos de SedimentaciónSon reacciones geoquímicas que tienen lugar en presencia de agua
El potencial iónico de un elemento puede determinar su lugar de depositación durante la sedimentación
Elementos de bajo potencial, Cs, K, Na, Ca, Mg permanecen en solución durante el proceso de transporte y sedimentación