GEOLOGÍA DEL PETRÓLEO

Presentado por: Francisco Alberto Valle Conde

Becario ALS

GEOLOGÍA DEL PETRÓLEO

• Sistema petrolero.

• Principios y tiempos geológicos.

• Clasificación de rocas, ciclo de las rocas, propiedades

de las rocas de los yacimientos.

• Origen, migración y acumulación de los hidrocarburos.

• Ambientes sedimentarios

• Trampas estructurales, estratigráficas y mixtas.

¿QUÉ ES LA GEOLOGÍA DEL PETRÓLEO?

• Es una aplicación especializada de la Geología que

estudia todos los aspectos relacionados con la

formación de yacimientos petrolíferos y su

prospección.

• Entre sus objetivos están la localización de posibles

yacimientos, caracterizar su geometría espacial y la

estimación de sus reservas potenciales.

SISTEMA PETROLERO

El sistema petrolero es un sistema natural, que incluye todos

los elementos y procesos geológicos esenciales para que

un yacimiento de aceite y/o gas exista en la naturaleza.

Principales Elementos:

• Roca madre

• Roca almacén

• Roca sello

• Entrampamiento

• Migración

SISTEMA CONVENCIONAL Y NO CONVENCIONAL

PRINCIPIOS GEOLÓGICOS BÁSICOS

• El Uniformismo

• Horizontalidad Original

• Principio de superposición

• Principio de intersección

UNIFORMISMO

Es el principio según el cual los procesos naturales que actuaron en el pasado son los mismos que actúan en el presente. Su significado metodológico se resume a menudo en la declaración: «El presente es la clave del pasado».

HORIZONTALIDAD ORIGINAL

Los estratos se depositan siempre de forma horizontal o

subhorizontal, y permanecen de esa manera salvo

que actúe alguna fuerza sobre ellos.

PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN

Es un axioma clave basado en observaciones de la historia natural, y el

principio fundacional de la estratigrafía sedimentaria y por lo mismo de

otras ciencias naturales dependientes de la geología:

Las capas de sedimento se depositan en una secuencia temporal, en la que

las más antiguas se encuentran en posición inferior a las más recientes.

PRINCIPIO DE INTERSECCIÓN

Cuando una falla atraviesa otras rocas, o cuando el magma hace intrusión

y cristaliza, podemos suponer que la falla o la intrusión es más joven

que las rocas afectadas, a este principio se le llama principio de

intersección.

TABLA GEOLÓGICA

DISCORDANCIAS

Es una relación geométrica entre capas de sedimentos que

representa un cambio en las condiciones en que se produjo

su proceso de deposición.

Es una discontinuidad estratigráfica en la que no hay

paralelismo entre los materiales infra y suprayacentes.

FALLAS

En geología, una falla es una discontinuidad que se

forma por fractura en las rocas de la corteza

terrestre, a lo largo de la cual ha habido movimiento

de uno de los lados respecto del otro.

Las fallas se forman por esfuerzos tectónicos

actuantes en la corteza. La zona de ruptura tiene

una superficie generalmente bien definida

denominada plano de falla.

Falla Normal: • Las fallas normales se producen en áreas donde las rocas

se están separando (fuerza atractiva), de manera que la

corteza rocosa de un área específica es capaz de ocupar más

espacio.

• La rocas de un lado de la falla normal se hunden con respecto

a las rocas del otro lado de la falla.

• Las fallas normales no crean salientes rocosos.

• En una falla normal es posible que se pueda caminar sobre

un área expuesta de la falla.

Fallas inversas:

• Las fallas inversas ocurren en áreas donde las rocas se

comprimen unas contra otras (fuerzas de compresión),

de manera que la corteza rocosa de un área ocupe menos

espacio.

• La roca de un lado de la falla asciende con respecto a la

roca del otro lado.

• En una falla inversa, el área expuesta de la falla es

frecuentemente un saliente.

• De manera que no se puede caminar sobre ella. Fallas

de empuje son un tipo especial de falla inversa. Ocurren

cuando el ángulo de la falla es muy pequeño.

Falla de transformación ó cizallamiento

• El movimiento a lo largo de la grieta de la falla es horizontal, el bloque de roca a

un lado de la falla se mueve en una dirección mientras que el bloque de roca del

lado opuesto de la falla se mueve en dirección opuesta.

• Las fallas de desgarre no dan origen a precipicios o fallas escarpadas porque los

bloques de roca no se mueven hacia arriba o abajo en relación al otro.

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS

Sedimentarias Metamórficas Ígneas

Formadas a partir del

enfriamiento de rocas

fundidas (magmas).

Formadas a partir de otras

rocas que, sin llegar a

fundirse, han estado

sometidas a grandes

presiones y temperaturas

y se han transformado.

Formadas en zonas

superficiales de la corteza

terrestre a partir de

materiales que se depositan

formando capas o estratos.

CICLO DE LAS ROCAS

ROCAS SEDIMENTARIAS

Los sedimentos más comunes que componen al as rocas sedimentarias pueden

ser agrupados en cuatro grupos principales:

Sedimentos terrígenos o epiclásticos (siliclásticos):

Son aquéllos formados por fragmentos (clastos o detritos) de rocas

preexistentes, los cuales han sido transportados por procesos físicos

(brechas, conglomerados, areniscas y lutitas pertenecen a este grupo).

Sedimentos de origen biológico, bioquímico y orgánico:

Constituyen a las rocas calizas, las cuales pueden ser alteradas a

dolomias, depósitos fosfáticos, carbón, lutitas petrolíferas y el pedernal.

(chert)

Sedimentos de origen químico:

Forman rocas sedimentarias como las evaporitas y las ferritas (iron

stone,que son areniscas y lutitas ricas en hierro).

Sedimentos vulcano-clásticos. (fragmentos de rocas derivadas de la

actividad volcánica)

CLASIFICACIÓN DE DUNHAM (1962)

Distingue dos tipos generales de carbonatos (rocas y sedimentos carbonáticos)

1. Los que presentan textura deposicional reconocible

2. los que presentan textura cristalina, no siendo posible reconocer la textura

deposicional.

GENERACIÓN, MIGRACIÓN Y ACUMULACIÓN DE LOS

HIDROCARBUROS

Materia orgánica en rocas sedimentarias

Vitrinita

Kerogeno

Vitrinita

Es la fracción orgánica contenida en las rocas

Sedimentarias que es insoluble en disolventes

orgánicos. Bajo condiciones de presión y

temperatura, el kerógeno empieza a ser inestable

y se produce reagrupamiento en su estructura con

objeto de mantener el equilibrio termodinámico

precediendo a la generación de hidrocarburos.

Luz reflejada de carbón en el

Micrógrafo.

Una medición de la madurez de la materia

orgánica, con respecto al hecho de si ha generado

Hidrocarburos o podría constituir una roca

generadora efectiva.

INTERPRETACIÓN DEL CARBONO ORGÁNICO TOTAL (COT)

(BASADO EN UNA VENTANA TEMPRANA DE MADURACIÓN

DE HC’S)

Generador Potencial

De Hidrocarburos

COT en la arena (wt. %)

COT en Carbonatos (wt. %)

Pobre

Regular

Bueno

Muy bueno

Excelente

0.0-0.5

0.5-1.0

1.0-2.0

2.0-5.0

>5.0

0.0-0.2

0.2-0.5

0.5-1.0

1.0-2.0

>2.0

Restos orgánicos

Kerógeno

Carbon

Bitumen Inicial

Gas y aceite

Metano

Yacimiento HCS

Migración Degradación térmica

Cracking

Diagenesis

Catagenesis

Metagenesis

Cale

nta

mie

nto

y s

ep

ult

am

ien

to p

rog

. REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DEL MECANISMO DE

GENERACIÓN Y DESTRUCCIÓN DEL PETRÓLEO

TABLA DE CORRELACIÓN PARA LA MADURACIÓN Y

LÍMITES DE GENERACIÓN PARA ACEITE Y GAS

Incipient Oil Generation

Max. Oil Generated

Oil Floor

Wet Gas Floor

Dry Gas Floor

Max. Dry Gas Generated

Vit

rin

ite R

efl

ecta

nce (

Ro)

%

Weig

ht

% C

arb

on

in

Kero

gen

Sp

ore

Co

lora

tio

n In

de

x (

SC

I)

Pyro

lysis

T

(C)

max

0.2

0.3

0.4

0.5

4.0

3.0

2.0

1.3

1

2

3

4

5 6

7 8 9

10

430

450

465

65

70

75

80

85

90

95

0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2

OIL

Wet Gas

Dry Gas

Reservoir rock

Seal

Migration route

Oil/water contact (OWC)

Hydrocarbon accumulation

in the reservoir rock

Top of maturity

Source rock

Fault (impermeable)

GENERACIÓN, MIGRACIÓN Y ENTRAMPAMIENTO DE

HIDROCARBUROS

MIGRACIÓN Y ENTRAMPAMIENTO

AMBIENTES SEDIMENTARIOS

Los ambientes o medios sedimentarios adquieren importancia

al ser el lugar y conjunto de condiciones físicas, químicas y

biológicas en que se realiza la acumulación de sedimentos,

refiriéndose a los ambientes deposicionales.

AMBIENTES SEDIMENTARIOS CONTINENTALES

Estos ambientes juntos con los de transición son los mejor conocidos por el

hombre, debido a su accesibilidad; pero en las series antiguas, tienen

menor importancia. Debido a que estos aportan sedimentos que no se

localizan en verdaderas cuencas de acumulación, son erosionados

fácilmente, a excepción de los medios fluviales o lacustres y palustres.

Se diferencían en dos grupos:

Aquellos en que el agua es un elemento subordinado: eólicos (desiertos y

eólicos costeros), áridos (abanicos aluviales), glaciares y periglaciares.

Aquellos en que el agua es el agente principal de depósito: fluviales (ríos),

lacustres (lagos) y palustres (pantanos).

AMBIENTES SEDIMENTARIOS MARINOS

TRAMPAS DE HIDROCARBUROS

• Trampas Estructurales

• Trampas Estratigráficas

• Combinación de Trampas

Trampas estructurales

Domo

Salino

Contacto

Agua/Aceite

Gas Contacto

Gas/Aceite

Aceite

Sello Aceite Shale Trampa

Basamento

Anticlinal

Aceite

Diapiro

Placa de sísmica

Aceite

Arenisca Lutita generadora

Trampa HCS Domo

Gas

Trampa por falla

Aceite / Gas

Aceite/Gas

Aceite/Gas

Aceite/Gas

Trampas estratigráficas

Discordancia

Acuñamiento de canal

(modified from Bjorlykke, 1989)

Discordancia Acuñamiento

Discordancia

Discordancia

Asphalt Trap

Water

Meteoric

Water

Biodegraded

Oil/Asphalt

Partly

Biodegraded Oil

Trampa Hidrodinámica

Arcilla

Aceite

Agua

Columna

Hidrostática

Otras Trampas

SECCIÓN DE SÍSMICA

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