FACIES SISMICAS Y POTENCIAL DE HIDROCARBUROS EN RAMPAS DE YACIMIENTOS CARBONATADOS

FACIES SISMICAS Y POTENCIAL DE HIDROCARBUROS EN RAMPAS DE YACIMIENTOS CARBONATADOSUNIVERSIDAD AUTOMA DEL CARMENFACIES SISMICAS Y POTENCIAL DE HIDROCARBUROS EN RAMPAS DE YACIMIENTOS CARBONATADOSCaracterizacin Esttica de Yacimientos

PRESENTAN:ESTEBAN ENRIQUE CHE FERNNDEZANA KAREN RODRIGUEZ AVENDAOJANITZI SARAH CASTRO VALLEJOJUAN ALBERTO VERA CABRERAMATERIA:CARACTERIZACIN ESTTICA DE YACIMIENTOSPROFESOR (A):ING. MARIA ISABEL LPEZ SANTANA

CD. DEL CARMEN, CAMP. 22 DE ABRIL 2014

ContenidoIntroduccin2Rocas carbonatadas3Clasificacin de Dunham (1962).3Clasificacin de Embry y Klovan (1971).6Diagnesis8Compactacin8Cementacin9Disolucin10Dolomitizacin10Velocidad de propagacin de la onda en los carbonatos11Exploracin ssmica14Geometra deducida a partir de los datos del subsuelo15Potencias Econmico17Rampas Carbonatadas21Distribucin de facies en una rampa carbonatada.22Plataforma bordeada22Plataforma eprica23Plataforma aislada24Plataforma inundada25Conclusiones26Referencias27

Introduccin

Los carbonatos son muy abundantes en el mundo, lo cual debido a esto y sus caractersticas geolgicas, suelen formarse grandes acuferos y yacimientos petroleros muy importantes.Los carbonatos una vez depositados sufren una serie de cambios fsicos y qumicos, llamados diagnesis, por los cuales estos sedimentos se convierten en rocas, y estos cambios pueden modificar sus propiedades como la porosidad y la permeabilidad.En este caso trataremos a los yacimientos que se encuentran en secuencias de Plataforma Carbonatada, de los cuales tenemos una variedad en Mxico, as como tambin algunos casos que se encuentran en el mundo.

Rocas carbonatadasLas rocas carbonatadas son rocas formadas mayoritariamente por carbonatos, clcico (calcita en las calizas) o clcico-magnsico (dolomita en las dolomas). De ellas, solo las calizas tienen un autntico origen sedimentario, pues las dolomas se forman por procesos posteriores al depsito. Las rocas carbonatadas tienen un inters minero, que se sustenta en sus aplicaciones directas (por ejemplo, en la fabricacin de cemento). Tambin son interesantes desde el punto de vista geolgico-minero por poder albergar concentraciones de minerales metlicos, e incluso agua y otros fluidos (petrleo y gas).Clasificacin de Dunham (1962).Esta clasificacin toma en cuenta la abundancia de los aloqumicos y la micrita, pero sin considerar la identidad de cada uno de los aloqumicos que forman parte de la roca, divide a las calizas con base en su textura. Distingue dos tipos generales de carbonatos: rocas y sedimentos carbonatados, los que presentan textura deposicional reconocible, y los que presentan textura cristalina. Tambin toma en cuenta los depsitos arrecifales u organismos que se encontraban unidos en el momento del depsito original (Ahr, 2008). A continuacin se describen las principales caractersticas de las calizas de acuerdo a lo propuesto por Dunham en 1962:Mudstone: presenta una textura matriz-soportada con menos del 10% de granos; es una roca carbonatada la cual el sedimento ha sido fijado y unido por la accin de organismos vivos. Est compuesta la mayor parte de esta roca por la matriz y contiene menos de 10% de aloqumicos, los cuales son muy finos. Sus componentes no se encuentran unidos entre si al momento de la depositacin (Ahr, 2008).

Microfotografa de una caliza mudstone, soportada por matriz y menos del 10% de granos aloqumicos, del Cretcico superior de Grecia.

Wackestone: se observa una textura matriz-soportada con ms del 10% de granos. En la cual se puede identificar algunas partculas pequeas de aloqumicos, las cuales se encuentran flotando en la matriz (Ahr, 2008).

Microfotografa de una caliza Wackestone en la que se pueden observar algunos aloqumicos, del Cretcico Superior de Pindos, Grecia Central (Mackenzie, 1997).Packstone: tiene una textura grano-soportada y con matriz micrtica, donde el espacio intergranular est ocupado por micrita (Fig.2.26), los granos ocupan gran parte de la roca sin tocarse entre s, se observa como si se encontraran empaquetados o envueltos por la micrita (Tucker, 1990).

Caliza Packstone, compuesto por granos de 2 tamaos, predominan los peloides, de Gloucestershire, Inglaterra. (Mackenzie, 1997).Grainstone: Textura grano-soportada y sin matriz micrtica. El espacio intergranular puede estar ocupado por cemento. En este caso los granos se encuentran soportando unos a otros ocupando la mayor parte de la roca, en este caso se encuentran cementados por esparita (Fig. 2.27) (Tucker, 1990).

Microfotografa de una caliza Grainstone, donde se observan aloqumicos granos soportados con cemento espartico, del Jursico, Inglaterra (Tomada de Mackenzie, 1997).Boundstone: Los componentes originales se encuentran ligados durante la sedimentacin debido a la accin de organismos bioconstructores (Fig. 2.28), ya sean corales, algas rodofceas, cianobacterias, etc. Pero no hace diferencia entre ellos (Ahr, 2008).

Microfotografa de una unidad ooltica en una caliza Boudstone, en la que se pueden identificar restos y crecimientos de organismos de un arrecife, de Cumbria, Inglaterra (Tomada de Mackenzie, 1997).

Clasificacin de Embry y Klovan (1971).Esta clasificacin complementa la clasificacin de Dunham aadiendo cinco nuevos tipos, tanto para indicar tamao de grano (Floagstone y Rudstone), como el tipo de sujecin orgnica para los Boundstones (Bafflestone, Bindstone y Framestone), para dar informacin sobre la composicin de los granos de manera cualitativa. Debido a las modificaciones diagenticas en las calizas, se debe tener cuidado cuando se asigna nombre a una roca caliza (Ahr, 2008); esta clasificacin tambin busca reflejar la interaccin entre la energa de depsito as como la influencia biolgica incluyendo depsitos de arrecifes (Tucker, 1990).A continuacin se describen las principales caractersticas de las calizas que complementan la clasificacin de Embry y Klovan1971:

Rudstone: Textura grano-soportada, en la que los clastos" tienen un tamao mayor a 2 mm y estn en una proporcin superior al 10%. La roca es rica en sedimentos formados por la actividad de las tormentas o la bioerosin de los arrecifes. Ellos se encuentran alrededor de los arrecifes de parche en la parte posterior de los arrecifes (Schlager, 2005).

Floatstone: Textura matriz-soportada, en la que los clastos" tienen un tamao > 2 mm y estn en una proporcin superior al 10%.

Dentro de los boundstones, se diferencian los siguientes tres tipos:

Framestone: Tipo de bioconstruccin en la que los organismos construyen armazones rgidos (por ejemplo, los arrecifes de corales).

Bindstone: Tipo de bioconstruccin por organismos (esquelticos o no) que incrustan y atrapan el sedimento (por ejemplo, los estromatolitos).

Bafflestone: Tipo de bioconstruccin en la que los organismos atrapan sedimento por efecto pantalla (por ejemplo, los montculos de lodo).

Resumen de la clasificacin de Dunham y Embrie y Klovan.

Diagnesis La diagnesis es todo proceso que acta sobre los sedimentos despus de la depositacin, principalmente tiene que ver con las alteraciones fsicas, qumicas y biolgicas de los sedimentos; estas alteraciones se dan a condiciones de presin y de temperaturas bajas lo que da como resultado cambios en la mineraloga y en la textura original de la roca (excluye los procesos que envuelven temperaturas y presiones lo suficientemente altas que originan el metamorfismo).Entender los procesos diagenticos es importante en el estudio de los yacimientos de carbonatos debido a sus efectos tanto en la formacin como en la destruccin de la porosidadLos principales procesos diagenticos que destacan en los carbonatos son la disolucin, la cementacin, compactacin y delimitacin.Compactacin Este proceso implica la reorganizacin de las partculas, esto se da en respuesta de las nuevas condiciones de la presin de sobrecarga ya que se reduce la porosidad por la prdida de volumen. El agua que est contenida en las capas inferiores es expulsada por la presin que generan las capas superiores, esto hace que el espacio entre los poros se pierda y se produzca un endurecimiento y por ende la compactacin del sedimento. La compactacin puede ocurrir de las siguientes dos formas: MECANICAPuede comenzar inmediatamente despus de la sedimentacin. En sedimentos formados esencialmente por granos esquelticos, ooides, etc. (packstones y grainstones). La compactacin inicial da lugar a un mayor grado de empaquetamiento. Los bioclastos alargados tienden a orientarse pararelamente a la estratificacin. Posteriormente se puede producir la fracturacin de los granos y de los cementos tempranos y la deformacin de los granos y sedimento ms blando. QUIMICA Se da por presin-disolucin. En esta el sedimento es deformado bajo el esfuerzo vertical de sobrecarga y al mismo tiempo se produce una disolucin de carbonato de calcio que ser suministrado a las aguas intersticiales para su posterior precipitacin como cemento. Los factores que condicionan este proceso no estn controlados pero es muy evidente que influyen los parmetros siguientes: presin vertical, litologa, porosidad, permeabilidad y temperatura.Cementacin La cementacin es el crecimiento de cristales en los espacios preexistentes, esto se da a partir de la precipitacin de los cementantes que son arrasados en solucin a travs de sedimentos permeables para depositarse entre los poros. Los espacios en los que se da la cementacin pueden ser interpartculas como intrapartcula. Los resultados finales que son ms importantes en la cementacin son la litificacin del sedimento y la prdida de la porosidad.Por la situacin del medio diagentico en el crecimiento de los cristales, la cementacin puede ocurrir en cuatro condiciones:Cementacin meterica: est controlada generalmente por agua dulce y se divide en: Superficial: que es la que se realiza en capas delgadas, en manantiales y arroyos efmeros, y en el suelo como caliches. Vadosa: se da en zonas sobre el nivel fretico y hasta la superficie. Fretica: est se da en zonas por debajo del nivel fretico hasta profundidades altas y variables. Cementacin intramareal: esta ocurre en zonas que en algunas ocasiones quedan cubiertas por el nivel del mar o mojadas por salpicaduras, o que se cubren de forma intermitente.Cementacin submareal: esta se realiza en el medio marino, en sedimentos que todava no tienen empaquetamiento definitivo, siempre prximo a la interfase deposicional y a profundidades desde la marea baja a la zona abisal.

Cementacin subterrnea: es la que se origina por debajo de un cierto espesor de sedimentos y bajo la influencia de agua meterica o marina.Para diferenciar la morfologa del cemento en las zonas carbonatadas antiguas se distinguen los siguientes tres tipos:Cemento en drusa: es aquel que est formado por cristales alargados colocados perpendicularmente a la pared del poro y que representan extincin ondulante por su orientacin ptica respecto a la pared.Cemento granular: est formado por un mosaico de cristales con una orientacin ptica desordenada.Cemento anular o sintaxial: est formado por el recrecimiento sobre cristales aislados y en continuidad ptica, se caracteriza por tener partculas monocristalinas.

Disolucin La disolucin se da por la interaccin de la composicin del agua de los poros y la mineraloga de las partculas, cuando estos factores se encuentran en desequilibrio. El resultado final de los procesos de la disolucin es la creacin de diferentes tipos de poros (porosidad secundaria).Los componentes deposicionales de los sedimentos carbonatados estn constituidos en una porcin muy alta por minerales metaestables, que en el curso de los procesos diagenticos tienden a desaparecer mediante la disolucin y esta va a depender de:Composicin del agua que atraviesa y de su flujo, bsicamente depende de los valores del pH y de la salinidad.Propiedades intrnsecas del material, la mayor o menor facilidad para disolverse depende fundamentalmente de la mineraloga, ya que es ms soluble la calcita rica en magnesio. Otros factores, que consideran el grado de porosidad y la presencia de materia orgnica.Como consecuencia de estos procesos de disolucin se produce una porosidad secundaria diagentica, que se suma a la porosidad primaria.Dolomitizacin La dolomitizacin se refiere al reemplazamiento de la calcita por la dolomita. El anlisis de la textura de la dolomitizacin puede hacerse considerando dos casos:Reemplazamiento parcial: suele llevar un orden selectivo de tal forma que lo primero en dolomitizarse es la matriz micrtica y posteriormente los bioclastos.

Reemplazamiento total: en este caso se pueden encontrar diferentes situaciones como la conservacin de la textura deposicional, la conservacin parcial de la textura deposicional y la destruccin o cambio total de la textura deposicional.La dolomitizacin es un proceso muy lento y difcil de controlar ya que intervienen varios factores que influyen en ella; los ms importantes son: Tiempo: la formacin de la dolomita se ve muy favorecida por el tiempo debido a su ordenacin elevada. Temperatura: la elevacin de sta favorece el proceso ya que aumenta la movilidad inica y deshidrata los iones de Mg facilitando su entrada en la red. Presin: su aumento favorece su formacin ya que la presin de cristalizacin de la dolomita es mayor que la de la calcita.Caracteres intrnsecos de la roca: estas caractersticas son las que condicionan la selectividad del proceso, en donde intervienen los factores siguientes:La geoqumica: en cuanto ms Mg tiene la calcita ms fcilmente se dolomitiza.El tamao de los cristales: a menor tamao hay mayor facilidad.Porosidad: mientras se tenga mayor porosidad ms facilidad habr para que ocurra la dolomitizacin.Velocidad de propagacin de la onda en los carbonatos Las propiedades geofsicas de la roca (i.e. mdulos elsticos y velocidades de propagacin) dependen de la mineraloga, propiedades del fluido en los poros y de la geometra de la roca. Particularmente, para aplicaciones de sismologa de exploracin, nos interesa conocer la variacin de velocidad asociada al cambio del esfuerzo efectivo, al tipo de fluido, al grado de saturacin de agua, a la porosidad e, incluso, la frecuencia (Wang, 2001). Estos factores, entre otros, se encuentran interrelacionados de maneras complejas, de tal forma que la variacin de uno de ellos produce cambios simultneos en otras propiedades de la roca.Los modelos de fsica de rocas son relaciones matemticas que se usan para convertir las propiedades de la roca y el fluido que conforman el yacimiento en propiedades geofsicas. Modelar las propiedades geofsicas de las rocas responde a la necesidad de conocer su comportamiento en reas en dnde no se cuenta con informacin de pozos. As, un modelo se crea variando el tipo de fluido, presin efectiva, espesor del yacimiento, litologa, porosidad, etctera para investigar la sensibilidad de los datos ssmicos a estos factores. Con el modelado de velocidades se pueden resolver ambigedades en los datos disponibles y por lo tanto, se puede tambin estimar la incertidumbre en los resultados.Cualquier modelo de fsica de rocas debe ser calibrado y validado con experimentos controlados en laboratorio, mediciones de campo (registros geofsicos de pozos) para extender el rango de aplicacin a datos ssmicos. Para ello, deben considerarse las caractersticas locales del yacimiento. El esfuerzo efectivo regula el proceso de compactacin de los sedimentos, dando lugar a diferentes tipos y valores de porosidad (densidad) para una misma litologa. Mientras, la velocidad de propagacin de ondas elsticas depende de la estructura porosa, composicin mineralgica, estado de esfuerzos y los fluidos que saturan la roca. En este sentido, es intuitivo relacionar velocidad de propagacin con porosidad de la roca.En procesamiento de datos ssmicos, las velocidades ssmicas de intervalo se correlacionan con las velocidades de propagacin VP. Esta relacin se usa para predecir el tipo de litologa a partir de las velocidades ssmicas. La densidad y velocidad de propagacin VS pueden conocerse a partir de mediciones en laboratorio o estimarse mediante regresin lineal de informacin local, usando registros geofsicos de pozos.Existen diversos modelos de fsica de roca para diferentes tipos de litologa, principalmente para areniscas y carbonatos, mismos que se clasifican en tericos, empricos e hbridos (Gutierrez, 2010), cada uno con sus ventajas y desventajas. La mayora de los modelos empricos enfatizan el efecto de alguna propiedad, por ejemplo, la variacin de porosidad con respecto a la profundidad, temperatura, velocidad o esfuerzo efectivo. Otros modelos enfatizan algn proceso, como el comportamiento mecnico de las rocas que produce valores de porosidad y fracturamiento especficos. Es necesario calibrar los modelos empricos con informacin local para que sean efectivos.Por otra parte, algunos de los modelos tericos de fsica de rocas usan teoras de mecnica del medio continuo para estimar las propiedades elsticas de las rocas. Por ejemplo, la teora de poroelasticidad de Biot-Gassmann generalmente se utiliza para modelar los efectos del fluido. Otros modelos suponen que los poros son inclusiones dentro de la roca, por lo que requieren conocer la geometra de los poros para ser efectivos y consideran tcnicas matemticas como la teora de homogeneizacin asinttica (Nicols et al., 2010). Para obtener los beneficios de varios tipos de modelos se crean los llamados modelos hbridos, aunque su mayor limitacin es que funcionan mejor en rocas clsticas altamente porosas con fines de interpretacin ssmica (Avseth et al., 2010).Las velocidades se han estudiado principalmente en ambientes sedimentarios clsticos convencionales, esto es, la roca almacn es arenisca y la roca sello es lutita. Con este esquema, se han propuesto diversos modelos fsicos de rocas y con ellos se busca correlacionar velocidades con porosidad (Kuster y Toksz, 1974; Mavko y Mukerji, 1998; Xu y White, 1995). El desarrollo de modelos de fsica de roca en ambientes sedimentarios profundos, que dan origen a las rocas qumicas (por ejemplo, calizas), es extremadamente difcil porque el sistema de poros es mucho ms complejo que en rocas clsticas. Esta complejidad de la estructura porosa de los carbonatos produce gran dispersin de los valores de velocidad con respecto a la porosidad, por lo que la ambigedad es mayor.Para modelar de manera efectiva un yacimiento de hidrocarburos es indispensable estudiar, adems de la litologa y la forma de sus poros, las propiedades de los fluidos (fase, densidad, viscosidad, saturacin), interacciones roca-fluido (cambios qumicos en la roca producidos por los fluidos), anisotropa, entre otros. A continuacin presentamos algunos de los factores ms importantes que afectan el modelado e interpretacin de las velocidades.

Fluido y saturacinLas rocas saturadas con agua y aceite muestran valores grandes de velocidad VP porque la presencia de fluido incompresible afecta la magnitud del mdulo volumtrico. Contrariamente, las rocas saturadas con gas muestran valores pequeos de velocidad por su naturaleza compresible y densidad baja. Con respecto a la velocidad VS, las magnitudes son insensibles a la saturacin de fluido, ya que stos no oponen rigidez al esfuerzo de corte. Asimismo, la velocidad VP es insensible para casi cualquier grado de saturacin de agua.Por otra parte, las propiedades elsticas que afectan la respuesta ssmica de las rocas dependen tanto de las caractersticas del fluido como de la estructura slida o esqueleto. En este sentido, la velocidad de una roca saturada disminuye si existe fracturamiento, ya que ste produce un efecto de incremento de porosidad y la rigidez de la roca es menor (Wang, 2001). Porosidad y forma de los porosEmpricamente, la velocidad VP disminuye cuando aumenta la porosidad. Sin embargo, Kuster y Toksz (1974) demuestran que las propiedades elsticas quedan afectadas ms por la forma de los poros que por la porosidad en s misma. La velocidad de una roca poco porosa, cuyos poros tienen formas aplanadas (como la lutita), muestra un efecto mayor que en una roca muy porosa, de poros esfricos (como la arenisca). La razn es que los poros aplanados son mucho ms compresibles que los poros de forma esfrica. Esta situacin y la propia variacin de la forma de los poros en las rocas sedimentarias pueden producir dispersin en las relaciones de velocidad-porosidad. Dado que las rocas son altamente heterogneas y complejas, especialmente a escala microscpica, las relaciones entre propiedades elsticas y petrofsicas son estrictamente aproximadas y cualitativas en la mayora de los modelos de fsica de rocas. Presin efectivaLa presin que afecta directamente a las velocidades ssmicas en el yacimiento es la presin efectiva, resultado de la diferencia entre la presin de confinamiento y la presin de poro. Estadsticamente, las velocidades VP y VS, incrementan de manera no lineal, al aumentar la presin efectiva. Esto se traduce en una reduccin del espacio poroso, ya que las fracturas se cierran al aumentar la presin haciendo la roca ms rgida (Gutierrez et al., 2006). Las velocidades muestran un comportamiento asinttico que indica el rango de presin efectiva para el cual las fracturas estn totalmente cerradas. Litologa y relacin VP/VSLas rocas compuestas por carbonatos son ms densas y menos porosas que las rocas formadas por clastos o fragmentos de rocas. Si calculamos la relacin entre velocidades para cada litologa, observamos que VP/VS es mayor para las calizas que para areniscas. Mientras que para lutitas, que muestran valores en un rango amplio de velocidades, siempre muestran valores ms grandes que las areniscas en cuanto a la relacin de velocidades VP/VS (Wang, 2001).

Tradicionalmente, la relacin VP/VS se utiliza como indicador de la presencia de hidrocarburos a travs del anlisis de la variacin de amplitud con la distancia (AVO por sus siglas en ingls). Su aplicacin responde a la incapacidad de las ondas S para propagarse por medios fluidos, generando as cambios notorios en la relacin VP/VS cuando la roca est saturada. Tambin es prctica comn utilizar relaciones lineales entre VP y VS para simplificar el problema cuando el acceso a mediciones experimentales es limitado o inexistente; sin embargo, con ello se elimina la variacin intrnseca de las velocidades producida por cambios de facies. Actualmente, las nuevas prcticas incorporan caracterizacin de rocas en laboratorio en sus metodologas para hacerlas ms confiables.Resumiendo, modelar velocidades permite caracterizar tipos de roca e investigar la respuesta ssmica para diversos escenarios geolgicos y, con ello, crear un catlogo de respuestas ssmicas asociadas a zonas con potencial exploratorio y a escenarios sin atractivo econmico.De esta manera, la interpretacin de las velocidades ssmicas permite caracterizar los yacimientos en trminos de propiedades de las rocas y para extrapolar (predecir) propiedades petrofsicas en regiones alejadas de los pozos. Este ltimo objetivo involucra integrar diferentes tipos de informacin y estimar rangos de incertidumbre para crear modelos de yacimiento ms confiables.

Exploracin ssmica

Una exploracin ssmica es el uso de ondas ssmicas para encontrar petrleo y los yacimientos de carbn. Esta tcnica funciona porque las ondas sonoras viajan avelocidadesdiferentes a travs de diferentes densidades enla corteza de la Tierra. Las diferencias en la velocidad permiten a los gelogos determinar cules capas tienen que perforar y a qu profundidad actuar en consecuencia. Esto se puede hacer en alta mar y es uno de los primeros pasos en el hallazgo de depsitos viables para la perforacin.

Figura: Generacin de reflejos ssmicos

Con la tecnologa ms sofisticada vino la capacidad de tomar mejores imgenes y los gelogos de hoy pueden hacer representaciones en dos dimensiones (2D) y tres dimensiones (3D) y cuatro dimensiones (4D) de los lugares de perforacin. Los datos ssmicos en 2D se utilizan para trazar un lugar y desarrollar una seccin transversal del paisaje subterrneo. Una imagen 3D es una representacin ms realista de los datos ssmicos, pero tambin es ms costoso, y las imgenes 4D construidas en la imagen en 3D, aaden la capacidad de seguimiento de los cambios a una zona en el tiempo.

Los recientes avances en la adquisicin de datos ssmicos, procesamiento y tcnicas de visualizacin ofrecen la oportunidad de la imagen carbonato de arquitectura del yacimiento con la resolucin sin precedentes. Sin embargo, el anlisis de ssmica es una metodologa desarrollada para cuantificar los volmenes y las propiedades de las rocas carbonatadas. La ventaja adicional de los datos ssmicos es que los depsitos fotografiados pueden mostrarse en distintos niveles estratigrficos y por lo que es posible documentar la evolucin del ambiente de depsito a travs del tiempo. De esto, ahora se pueden obtener imgenes con precisin para sistemas de carbonato construidos por constructores de arrecifes extintos que no tienen anlogos modernos. Esta capacidad ofrece la oportunidad nica de aprovechar las imgenes en 3-D para responder preguntas sobre el patrn de crecimiento de las diferentes comunidades de arrecife, su Paleoecologa y heterogeneidades de los yacimientos en los sistemas antiguos, por ejemplo los sistemas de rampa.Geometra deducida a partir de los datos del subsueloEl anlisis de perfiles ssmicos permite reconocer con bastante precisin las geometras (en profundidad) de las unidades litossmicas. Su estudio se debe a la diferente reflexin que presenta las superficies estratigrficas, y su observacin tiene una mayor continuidad lateral que las observaciones en campo.

Patrones ssmicosParalela: depsito y subsidencia uniformes, comnmente en ambientes de plataforma.

Divergente: variacin lateral de la velocidad de depsito o inclinacin progresiva.

Catico: Estratificacin desbaratada por una deformacin posterior al depsito y unidades caracterizadas por no poseer estructura interna.

Onlap: Acuamiento hacia los mrgenes de la cuenca de la unidades estratigrficas de una secuencia sedimentaria continua.

Montculo: Elevacin de los estratos o prominencia por encima del nivel general de los estratos circundantes. La mayora de los montculos son acumulaciones topogrficas resultantes de cualquier proceso sedimentario u orgnico.

Progradacional: Dentro de los patrones progradacionales se encuentran:Sigmoide: Progradacin con poco aporte sedimentario y/o un levantamiento rpido del nivel del mar. Este tipo de patrn es difcil de ver en el campo. Se trata de unidades de ms de un kilmetro de longitud, cuya forma recuerda la letra griega sigma. Muestran techo y base escalonados, con mximo espesor en el centro y reduccin hacia los bordes.

Oblicuo: Crecimiento progresivo hacia aguas ms profundas sobre una superficie inclinada, la cima de la configuracin oblicua corresponde a los ambientes someros de alta energa por ejemplo llanura deltaica. En forma de tejas: Son capas sedimentarias que se progradan en aguas someras.

Hummocky: Se observan lbulos que interfieren.

Potencias Econmico

La mayora de los especialistas en energa coincide en que los recursos energticos mundiales son adecuados para satisfacer la demanda de energa, para esto sern necesarias ms reservas; esto significa que la industria petrolera tendr que incrementar los factores de recuperacin de todos los tipos de yacimientos. Este incremento del desempeo puede acelerarse al mismo tiempo que se reduce el riesgo tcnico. Con esto resulta claro que la importancia relativa de los yacimientos carbonatados, comparados con otros tipos de yacimientos, aumentara de manera asombrosa. Cabe mencionar que ms del 60% de reservas de petrleo del mundo y un 40% de las reservas mundiales de gas residen en carbonatos. Por ejemplo; el medio oriente posee el 62% de las reservas de petrleo convencionales comprobadas del mundo, aproximadamente el 70% de estas reservas se aloja en los yacimientos carbonatados. Otro ejemplo seria que adems el medio oriente posee el 40% de las reservas probadas del gas del mundo, el 90% de estas reservas se encuentra alojado en yacimientos carbonatados.

EJEMPLOS DE CAMPOS CARBONATADOS

Campo bagreEl campo est localizado a 27 kilmetros al Oriente de la Barra de Tuxpan, en aguas territoriales del Golfo de Mxico en la Plataforma Continental. Geolgicamente se ubica en la porcin oriental de la Plataforma de Tuxpan, en el tren de campos productores de aceite ligero. Su descubrimiento se llev a cabo en el ao 2005.

Sistema PetroleroEl yacimiento corresponde a facies de post arrecife, formadas por arenas carbonatadas representadas por packestone y grainstone; estas facies predominan en la porcin productora de la Faja de Oro Marina. El sello en los yacimientos de la Formacin el Abra, en el alineamiento de campos productores de la Faja de Oro Marina, son principalmente las lutitas del Mioceno.Tiene una profundidad de 3600 metros, un espesor neto de 106 m, la porosidad promedio del 18 % y la permeabilidad de 500 md (PEMEX, 2005). Dicho yacimiento cuenta con un acufero asociado bastante activo. El aceite tiene una densidad de 41 grados API.ReservasEl volumen original 3P de aceite fue de 94.3 millones de barriles, y las reservas originales probada, probable y posible son de 37.6, 37.6, y 57.4 millones de barriles, respectivamente.

Campo ghawarEl Campo Ghawar es el campo supergigante ms grande del mundo, se ubica en el condado de Khobar, a 200 km al este de Riyadh en la provincia oriental de Arabia Saudita; su explotacin es desarrollada por la Compaa Nacional Saudi Aramco. El campo tiene ms de 280 km de longitud, y casi 30 km de ancho, cubriendo un rea de 5,300 km2, cuenta con ms de 300 m de cierre estructural.El campo Ghawar es uno de los ms grandes y prolficos a nivel mundial. Produce aceite ligero de 30-31 API de la formacin Arab-D. El campo est dividido en seis reas, de norte a sur: Fazran, Ain Dar, Shedgum, Utmaniyah, Haradh y Hawiyah. La porosidad es una mezcla de los tipos interpartcula, mldica, intrapartcula y micro porosidad. Las fracturas contribuyen poco en la porosidad, no obstante si lo hacen en la permeabilidad. Los efectos diagenticos en la formacin Arab-D incluyen la disolucin, recristalizacin, y compactacin.

El ambiente de depositacin corresponde con una extensa rampa carbonatada influenciada por tormentas (Lindsay, 2006). Desde la parte continental hacia la cuenca, se tienen las siguientes zonas: a) Rampa interna (zona interior)b) Margen de bancos (zona media)c) Rampa media proximal (zona media)d) Rampa media distal (zona media)e) Rampa exterior (zona exterior). En seguida se describen las facies para cada porcin de la rampa:a) Rampa interna: Facies de laguna constituidos por grainstone y packestone.b) Margen de bancos: Facies de grainstone ooltico y esqueltico y packstone con alto contenido de lodo.c) Rampa media proximal: Facies de montculos de estromatopridos y corales.d) Rampa media distal: Facies por debajo de la lnea base de buen tiempo; constituidos por sedimentos del fondo marino, cubiertos por secuencias de tormentas como rudstone y floatstone de rampa interna, margen de bancos y bioclastos de rampa media proximal.e) Rampa exterior: Facies micrticas a facies de grano fino en depsitos con mayor profundidad.

Figura: Modelo de Depsito para la rampa carbonatada del yacimiento Arab-D en el campo Ghawar. En color azul aparecen sedimentos transgresivos. En color naranja se tienen depsitos de escombros de rudstone y floatstone de rampa media distal. El verde representa biostromas y montculos de estromatopridos y corales en la rampa media proximal. Entre las zonas de biostromas y montculos, en color azul se tienen bancos de algas. El rojo corresponde a bancos de grainstone con estratificacin cruzada. En morado se sealan sedimentos lagunares de rampa interna y de llanura intermareal (Tomado de Lindsay y Cantrell, 2006).

Sistema PetroleroEn la provincia Greater Ghawar Uplift perteneciente a la regin del Medio Oriente y Norte de Africa, Pollastro (2003) identific tres sistemas petroleros: a) el sistema del Paleozoico en la parte central de la pennsula arbiga; b) el sistema Tuwaiq/Hanifa-Arab en la subcuenca Arbigac) el sistema petrolero del Crtacico. El campo Ghawar es productor de aceite (secuencias del Cretcico) y productor de Gas no asociado (secuencias del Paleozoico), en seguida se presenta una descripcin de stos sistemas petroleros.Roca SelloLos horizontes de anhidrita de las formaciones Arab y Hith forman un sello excelente para los carbonatos de la formacin Arab.Rampas Carbonatadas Es un tipo de estructura de pendiente suave que se forman donde no hay presencia de arrecifes, como regiones de agua profunda, alta salinidad y gran deposicin de material terrgeno clstico. Las corrientes de marea distribuyen el sedimento carbonatado y tienen una fuerte influencia en facies costeras.El sistema de carbonatos en aguas someras abarca una extensa porcin del registro geolgico. Debido a que es el nico ambiente de depositacin que genera sus propios sedimentos, tiene caractersticas nicas, las principales se describen a continuacin:Marco tectnico: Es necesario tener una mnima o nula afluencia de terrgenos, de tal forma que un marco tectnico estable, con poco relieve facilita el desarrollo de los carbonatos.Forma: La configuracin de las plataformas carbonatadas es, en general, de forma tabular. Algunos tipos de construcciones presentan acumulaciones lineales o locales como en el caso de los arrecifes, bancos oolticos y pilas de sedimentos.Dimensin: Los sistemas de plataformas carbonatadas pueden abarcar miles de kilmetros cuadrados y oscilan entre cientos y miles de metros de espesor. Algunos ambientes de depositacin especficos llegan a acumular desde pequeos arrecifes que abarcan cientos de metros cuadrados con espesores considerables, hasta estructuras de mayor extensin pero con delgadas acumulaciones de carbonatos.Litologa: La mineraloga presente no es compleja, est bsicamente constituida por: aragonita, calcita y dolomita. A pesar de que la mayora de los sedimentos son biognicos, la precipitacin de lodo calcreo y ooides tambin puede ser considerable.En el mar, es decir una combinacin de terrgenos finos y lodos pelgicos.Este tipo de sistemas tienen naturaleza dinmica, debido a que las fluctuaciones en el nivel del mar, as como la subsidencia provocan modificaciones sustanciales en el medio. La fbrica de carbonatos est fuertemente influenciada por la evolucin, el tipo de organismos, clima, salinidad, profundidad y la entrada de terrgenos.El depsito final de los sedimentos depende de los agentes de transporte, como el viento, corrientes ocenicas, tormentas y mareas. El equilibrio entre la produccin y el transporte de sedimentos determina el potencial de crecimiento de la plataforma. Una disminucin en el nivel del mar conduce a la entrada de clastos o a fenmenos de carstificacin de carbonatos previamente depositados.La topografa que se adquiere durante la carstificacin, impacta la morfologa de la plataforma durante la posterior acumulacin de sedimentos. Por ltimo, la litologa de los paquetes verticales es consecuencia de las interacciones entre el potencial de crecimiento, los cambios del nivel del mar y la morfologa.Distribucin de facies en una rampa carbonatada.La rampa interior es la zona somera que se encuentra ms afectada por olas o accin de la marea. Las facies costeras se caracterizan por la deposicin de material grueso en canales y lodos carbonatados.Las costas dominadas por marea tienen un lmite de playa que confina a una laguna o a un plano de cadena lineal. Si hay agitacin en el sedimento carbonatado en agua somera cercana a la costa resulta en facies de cuerpos de arena carbonatadas.Esta zona est dominada por bancos de arena o barreras orgnicas y costas siliciclsticas como estn marcadas por shoreface , playa, ambientes lagunares y de marea.La zona media de la rampa se encuentra entre buen tiempo la base de las olas y de oleaje de tormenta , donde el fondo del mar es afectada por las olas de tormenta , pero no por las olas de buen tiempo. De acuerdo con eso, sedimentos muestran evidencia de tormenta frecuente reelaboracinEn las partes externas de la sedimentacin carbonatada predominan depsitos e grano fino, estas odolitas calcalreas se componen de restos de algas planctnicas y carbono biogenico de grano fino. Se extiende desde debajo de la base normal de onda hasta el fondo de la cuenca.

Plataforma bordeadaSe caracteriza por tener barreras y cuerpos de arenas carbonatadas en el margen de la plataforma; se encuentran en zonas marinas de profundidades someras, en la regin que antecede al cambio de pendiente, donde se forma una laguna interna. El aislamiento y proteccin al que est sometida la laguna, depende de las caractersticas particulares de los arrecifes y de los bancos. En un extremo, el ambiente de la laguna es muy pasivo, con poca circulacin. En el caso contrario, la laguna se encuentra sometida a la actividad de las olas y mareas. La zona marginal tiene fuerte turbulencia, por lo que constituye un rea de alta energa, permitiendo la precipitacin de carbonato de calcio (CaCO3) en forma de ooides y cementantes.

Las facies tpicas en la laguna son grainstone, grapestone, grainstone y packestone de algas y foraminferos. En la llanura intermareal (tidal flat) se tiene generalmente mudstone calcreo de pellets. En la regin del Mar Caribe, actualmente se tienen plataformas bordeadas modernas, como la plataforma de 300 km de longitud en el sur de Florida, que presenta una distribucin de las facies similar a muchas plataformas antiguas: arrecifes marginales (framestone y bounstone), arenas carbonatadas (grainstone oolticos y esquelticos), as como packestone y wackestone en la laguna interna. El origen de las arenas carbonatadas est asociado a la ruptura de arrecifes marginales y a los esqueletos de organismos que ah habitaban.Existen tres tipos de plataformas bordeadas, en base a caractersticas de sus mrgenes: acrecional, bypass y erosional (Read, 1985).Plataforma eprica

Alcanzan reas muy extensas con topografa de muy suave pendiente. A pesar de ser inexistentes en la actualidad, los mares epericos someros cubrieron extensas reas de cratones a lo largo del registro geolgico. Algunos ejemplos son: el perodo Precmbrico-Ordovcico en la regin central de China; el Cmbrico-Ordovcico en Norteamrica; el Trisico-Jursico en el oeste de Europa; as como algunos del Cenozoico en el Medio Oriente. Las profundidades son menores a los 10 m, por lo que dominaron los ambientes de submarea e intermarea. Durante mucho tiempo, estas plataformas se desarrollaron en ambientes tranquilos, de baja energa con espordica actividad del oleaje y viento. Los procesos que afectan la sedimentacin en las plataformas epericas, son aquellos asociados a las tormentas, as como su frecuencia, direccin y magnitud, controlados por los factores climticos.

Figura: Esquema de la plataforma carbonatada tipo eperica.

Irwin (1965) plante el esquema siguiente de facies para la plataforma eperica: Zona Z: zona de baja energa y poca circulacin, que se caracteriza porque en direccin al continente se acumulan evaporitas, mientras que en direccin al ocano abundan los mudstones. Zona Y: zona de alta energa donde se forman principalmente grainstones. Zona X: zona de baja energa, se forman sedimentos finos de cuenca.

Figura: Modelo de facies de la plataforma eperica (Tomado de Irwin, 1965).

Plataforma aislada Se refiere a acumulaciones de carbonatos en aguas someras rodeadas por aguas profundas. No tiene restricciones en cuanto al tamao, por lo comn tienen extensiones entre decenas y cientos de km y profundidades de hasta 4 km; sin embargo si son muy amplias, pueden formar rampas o plataformas epericas. Pueden tener mrgenes de pendiente suave (tipo rampa) o de pendiente abrupta (de plataforma bordeada), siendo el segundo caso el ms comn. Se interpreta que se desarrollan sobre horts en plataformas fracturadas y rpidamente subsidentes de mrgenes continentales extensivos (Arche, 1992).

Esquema de la plataforma carbonatada de tipo aislada (Tomado de Nichols, 2009).

Plataforma inundada Para que se forme este tipo de ambiente, es esencial que ocurra un rpido incremento del nivel del mar. Este fenmeno puede darse debido a la subsidencia producida por la tectnica, a los procesos de eustatismo y a la reduccin de la produccin de carbonatos (Tucker, 1990). Se caracterizan por tener facies de sedimentos de aguas profundas, por encima de los sedimentos de aguas someras . Si el incremento en el nivel del mar llev a la plataforma hasta la zona ftica, no hay presencia de organismos bentnicos y particularmente de algas, los carbonatos estarn dominados por fsiles planctnicos y nectnicos (foramniferos, pterpodos, bivalvos, ammonoides, coccolitos). Es posible que el ritmo de crecimiento de los arrecifes permita su desarrollo, incluso durante el aumento del nivel del mar, generando as una barrera.Las facies de alta energa quedan as restringidas a una franja junto al litoral. En general, la inundacin produce una traslacin hacia Tierra firme de las facies de plataforma somera. La transicin vertical entre las facies de plataforma somera y las facies de aguas ms profundas correspondientes a la etapa de inundacin puede ser gradual o abrupta y en general suele estar marcada por una facies transgresiva de alta energa (calcarenitas o conglomerados calcreos). Cuando la inundacin se produce despus de un marcado descenso del nivel del mar, la capa transgresiva calcarentica puede yacer sobre calizas con pedognesis, caliches o estructuras vadosas (Arche, 1992). No obstante, cuando la inundacin se produce despus de una somerizacin hasta niveles mareales, las calcarenitas o gravas calcreas basales descansan sobre carbonatos de llanuras de marea con pocas evidencias de alteracin subarea. Posterior a la inundacin, tanto la progradacin como la acrecin vertical pueden retornar la plataforma a su situacin original.Las plataformas inundadas modernas son comunes en el ocano pacfico e ndico, en donde los atolones y las plataformas aisladas se hundieron como resultado de la subsidencia trmica. Por otra parte, para el caso de las plataformas antiguas, tenemos ejemplo las regiones del occidente de Europa, Texas, Mxico y el Medio Oriente.

Plataforma carbonatada inundada o de tipo sumergida (Tomado de Tucker, 1990).

Conclusiones

Es de suma importancia conocer a los organismos que conforman las rocas carbonatadas, ya que nos proporcionan informacin fundamental sobre las condiciones ambientales y el lugar especfico de depsito, y as conocer el potenciales rocas almacenadoras.Los datos ssmicos nos ayudan a caracterizar el yacimiento, con ayuda de los registros geofsicos y una buena interpretacin de ssmica podemos conocer las propiedades de la roca.Dada la enorme plataforma de produccin petrolera de Arabia Saudita, y en particular del campo Ghawar (es el mayor de los 120 yacimientos gigantes del mundo), que por s solo contribuye con un 5.5 % de la produccin total, y a su vez considerando las elevadas reservas. La caracterizacin geolgica de los depsitos de hidrocarburos, as como la definicin e identificacin de los sistemas petroleros, contribuye en la comprensin de su naturaleza, y a la explotacin ptima de los recursos.

ReferenciasREYES, Jos Carlos et. Al; 2012; yacimientos petroleros en caliza de plataformas. PP.- 53. TESISRIVERO, Dalia Ivania; 2012; Caractersticas geolgicas de los yacimientos petroleros en secuencias de plataforma carbonatada, con ejemplos. PP.-34-40. TESISREYES, Jos Carlos et. Al.- Yacimientos petroleros en calizas de plataforma 2012.- P.P. 57, 67, 112. TESIS.INTERNET.- Patrones ssmicos.- 02 de abril.SCHLUMBERGER.- Yacimientos Carbonatados: el futuro de la produccin de petrleo y gas.- P.P. 2Vargas-Meleza L., Valle-Molina C, Avances y aplicaciones en fsica de rocas para exploracin de hidrocarburos,. Ing. invest. Y tecnol.vol.13no.4Mxicooct./dic.2012

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