Geologia Del Petroleo 2
description
Transcript of Geologia Del Petroleo 2
-
11
35Computalog
GEOLOGIA DEL PETROLEO
-
Rocas y
Minerales
-
Minerales
Un mineral es un elemento o compuesto inorganico
de origen natural
Los minerales tienen composicion quimica
definida y propiedades
fisicas caracteristicas tales
como forma de cristal,
punto de fundicion, color y
dureza
La mayoria de los minerales en las rocas no
son puros
Un ejemplos es el cuarzo
-
Clasificacion de Rocas
Una roca es un conjunto solido
compuesto de
diferentes minerales
Las Rocas se dividen en tres
clasificaciones, en
base a su origen
Igneas
Metamorficas
Sedimentarias
-
Rocas igneas
Concentracion de rocas formada por la solidificacion del magma dentro de la corteza de la tierra o sobre la superficie
Existen dos tipos principales de rocas igneas Intrusivas (plutonica), aquellas solidificadas
debajo de la superficie Granito
Extrusivas (volcanica), aquellas formadas sobre la superficie
Lava (Basalto)
-
Rocas Metamorficas
Rocas derivadas de rocas preexistentes debido a alteraciones mineralogicas, quimicas, y estructurales
causadas por calor y presion en la corteza de la
tierra
Caliza Marmol
Lutita Pizarra (Slate)
Metamorfismo presenta como resultado una textura cristalina con poca o cero porosidad
7Computalog
-
Rocas Sedimentarias
Rocas compuestas de materiales que fueron transportadas a su actual ubicacion mediante aire o agua
Arena, caliza, lutita son denominadas algunas veces como rocas clasticas, las cuales se distinguen primeramente por su tamano de grano
Corrientes de agua rompen la estructura
Erosion es el movimiento de la roca humeda
Mecanismos de Transporte mueven los sedimentos erosionados a un dique donde el sedimentacion se presenta
Fuerzas de Compactacion del peso de los sedimentos y cementacion endurecen los sedimentos en una roca sedimentaria
-
Rocas Sedimentaria
Las rocas sedimentarias cubren 75% de la superficie de la corteza en la tierra
Debido a que la mayoria de las rocas sedimentarias son capaces de contener fluidos (rocas de reserva) son de principal interes en la geologia petrolera
Lutita es una roca sedimentaria que tipicamente no es una roca de reserva, pero es una roca fuente para la produccion de hidrocarburos
Arenisca
-
El Ciclo de la Roca
8Computalog
Posible secuencia de eventos, todos interrelacionados, mediante el cual muchas rocas
pueden ser formadas, cambiadas, destruidas, o
transformadas en otros tipos de rocas
-
Textura de Roca
Textura Clastica (Sedimentaria)
Textura de la roca en la cual rocas individuales, minerales, o
fragmentos organicos estan
cementados por un mineral
cristalino tal como calcita
Texture Cristalina (Metamorfica & Ignea)
Textura de la roca resultante del crecimiento entrelazado simultaneo
y progresivo de cristales minerales
-
Transporte y
Ambientes
Sedimentarios
-
Transporte Sedimentario
Fuerzas Tectonicas elevan las tierras bajas por encima del nivel del mar, asegurando una fuente continua de roca expuesta para producir sedimentos
La gravedad causa que los sedimentos se muevan de lugares altos a lugares bajos
La gravedad tambien esta presente en al agua, viento, o hielo para transportar particulas de un lugar a otro
Finalmente la gravedad mueve los sedimentos a nivel del mar
-
Mecanismos de Transporte
Sedimentario Movimiento de
masas
Transporte por agua
Transporte por viento
Transporte Glacial
11
-
Movimiento de Masas
En elevaciones altas
Climas severos
Inestabilidad en colinas empinadas
Un bloque grande de roca se puede separar en
fracturas profundas o
varios planos
Avalancha
-
Transporte de Agua Medio primario de transporte de
sedimentos
La distancia que una particula sedimetaria puede ser transportada por agua depende de: Energia disponible en el agua
Tamano
Forma
Densidad
Entre mayor sea la energia del agua mayor es el volumen y tamano de los sedimentos transportados
Las particulas ligeras son parte de la carga suspendida, mientras que las pesadas se asientan en el carga de lecho
Las particulas esfericas son mas dificil de transportar que las de forma aleatoria
Entre mas densa sea la particula mas rapido se asentara
-
Transporte por Viento
El viento mueve solo cantidades pequenas de sedimentos comparado con transporte por agua
Vientos fuertes transportan barro, cieno y arena tanto como un rio
En climas aridos (desiertos) el viento puede actuar como factor climatico primario y agente de transporte
Los sedimentos controlados por el viento frecuentemente son reprocesados y redepositados mediante flujos de agua
-
Transporte Glacial
Los Glaciares se mueven despacio pero con un gran peso, moliendo rocas en particulas de varios tamanos
Los sedimentos glaciares frecuentemente son reprocesados y redepositados mediante flujos de agua
Puede mover sedimentos del tamano de rocas grandes que el agua o el viento no pueden
-
Ambientes Sedimentarios
Un lugar donde particulas sedimentarias que llegan a cierta ubicacion sobrepasan a aquellas que estan siendo transportadas
Depositos Sedimentarios Comunes: Fluviales
Lacustres
Glaciales
Eolicos
Marinos
-
Depositos Fluviales
Sedimentos depositados por flujos de agua
Sedimentos se acumulan donde la energia disminuye
(en una curva)
Barras de Arena
Inundaciones
Deltas
-
Depositos Lacustres
Coleccion de sedimentos de un lago en un punto en el cual un rio o una corriente se
unen
Cuando el flujo de agua entra al lago, el contacto con el agua inmovil absorbe la
mayor parte o toda la energia de la energia
de la corriente, provocando que los
sedimentos se depositen
Eventualmente el lago se llenara con sedimentos dejando de existir, dejando los
sedimentos de los cuales los hidrocarburos
pueden formarse
-
Depositos Glaciares
Los sedimentos depositados por capas de hielo movil son raros porque estan sujetos a la erosion y reproceso por otros agentes
El reproceso de los glaciares deja una gran cantidad de sedimentos sin forma llamados till, que es una mezcla de lodo, grava y rocas grandes
-
Depositos Eolicos
Son los sedimentos depositados por viento, tipicamente en climas aridos
Dunas de arena
Loess (capas gruesas de cieno transportadas por vientos desde los planos deslavados de los glaciares)
-
Depositos Marinos
Los depositos marinos muy dentro del mar no son afectados por la accion de las olas o depositos fluviales
Generalmente associados con sedimentos de granos mas finos
Arrecifes
Turbiditas
-
Clasificacion de
Rocas
Sedimentarias
-
Clasticas
Rocas compuestas mayormente de fragmentos de otras rocas, que pueden
distinguirse por el tamano del grano
-
Conglomerados
Roca sedimentaria compuesta de guijarros de varios tamanos unidos por un material cementador como la arcilla
Similar a la arenisca pero compuesta en su mayoria de granos de mas de 2 mm
Usualmente se encuentra en capas aisladas; no muy abundante
-
Areniscas
Roca sedimentaria con mas de la mitad de sus granos tienen entre 1/16 mm y 2 mm
Generalmente compuesta de cuarzo y feldspar
Comunmente porosa y permeable lo cual la hace el tipo de roca donde se puede encontrar una reserva de petroleo
Un cuarto de todas las rocas sedimentarias son areniscas
-
Lutitas
Caracteristica, granos finos, roca sedimentaria compuesta mayormente de arcilla o barro consolidada
Formada de finos sedimentos que se asientan de la suspension en aguas inmoviles, la lutita se forma en depositos grandes sobre areas amplias, entrelazada con areniscas o calizas
Granos de Silt 1/256 mm hasta 1/16 mm Granos de arcilla plana, cristales
circulares menores de 1/256 mm de diametro
Se piensa que la lutita organica es la mayor fuente de petroleo de todo el mundo
Las lutitas tambien crean excelentes barreras a la migracion de fluido y tienden a atrapar petroleo en rocas porosas adyacentes
La mitad o de la roca sedimentaria del mundo es lutita
-
Evaporita
Roca sedimentaria que se forma por la precipitacion de
solidos disueltos de agua
evaporada en un dique cerrado
Son indicadores de climas secos pasados o diques
cerrados
Esta roca es solo una pequena fraccion de las rocas
sedimentarias pero tiene un
papel significante en la
formacion de reservas
petroleras asociadas con
domos de sal
Anhydrite
Haluros
-
Carbonatos
Roca sedimentaria compuesta principalmente de carbonato de calcio (Caliza) o carbonato magnesio (dolomia)
Es casi de todas las rocas sedimentarias
La mayoria de los carbonatos se forman como resultado directo de actividad biologica
La caliza se forma en aguas superficiales y tibias
Caliza
-
Origen de
Hidrocarburos
14Computalog
-
Hidrocarburos
Originalmente el petroleo parecia venir de rocas solidas de cierta profundidad bajo la superficie (Teoria Inorganica)
Los cientificos demostraron que las rocas de petroleo fueron alguna vez sedimentos dispersos que se acumularon en aguas superficiales cerca de la costa
Avances en microscopia revelaron criaturas fosilizadas
Los quimicos descubrieron ciertas moleculas complejas en el petroleo que se sabia solo se presentaba en celulas vivas
Se demostro que esas rocas fuente se originaron en un ambiente rico en vida, llegando la Teoria Organica
-
Factores Quimicos
Una Molecula de hidrocarburo es una cadena de uno o mas atomos de carbono
con atomos de hidrogeno quimicamente
enlazados
Las variaciones se deben a diferencias en el peso molecular
A pesar de las diferencias las proporciones de carbono e hidrogeno no
varian apreciablemente
Carbono constituye 82-87% e hidrogeno 12-15%
-
Composicion Quimica de Aceite
Crudo y Gas Natural promedio
Elemento Aceite Crudo
Gas Natural
Carbono 82 87% 65 80%
Hidrogeno 12 15% 1 25%
Azufre 0.1 5.5% 0 0.2%
Nitrogeno 0.1 1.5% 1 15%
Oxigeno 0.1 4.5% 0%
-
Factores Quimicos
Metano, el hidrocarburo mas simple, tiene la formula quimica CH4 4 es el numero maximo de atomos de hidrogeno que se
pueden enlazar a un atomo de carbono
Petroleo es solo un poco soluble en agua salada Moleculas hasta con 4 atomos de carbono son gases
Moleculas entre 5 a 15 atomos de carbono son liquidos
Moleculas mas pesadas son solidas
Petroleo tiene diversas formas tales como: asfalto negro grueso o pitch,
Aceite crudo pesado negro,
crudo ligero amarillo claro,
y gas petroleo
-
Factores Biologicos
Cada nivel de la cadena alimenticia contribuye a la acumulacion de material organico, particularmente a nivel microscopico (protozooario y algas)
Las bacterias tienen un papel importante reciclando el material inorganico en descomposicion Aerobica (oxigenadas) - requiere oxigeno para su
proceso de vida (i.e., en forma de limo)
Anaerobica (sin oxigeno) - no requiere oxigeno para vivir y no se destruyen en su ausencia; toman oxigeno de sulfatos disueltos y acidos de grasas produciendo sulfuros e hidrocarburos
Aunque la descomposicion aerobica libera ciertos hidrocarburos que algunos microrganismos acumulan en sus cuerpos, los anaerobicos son mas importantes en la produccion de petroleo
-
Formacion del Petroleo
Para que se pueda acumular el petroleo, la fuente de oxigeno debe ser cortada
Ejemplos donde ambientes anaerobicos existen: Profundidades Costafuera
Pantanos Salados
Deltas de Rios
Lagunas con mareas
En estos ambientes los desperdicios organicos y organismos muertos se hunden hasta el fondo y son conservados en un ambiente anaerobico en lugar de descomponerse mediante bacterias oxidantes
La acumulacion y compactacion de arcillas impermeables junto con el material organico ayudan al sellado de oxigeno disuelto
La transformacion en petroleo se acompleta mediante calor y presion a ciertas profundidades bajo tierra
-
Factores Fisicos
Ciertas reacciones quimicas ocurren muy rapido de 120 a 150F, cambiando el material organico atrapado dentro de la roca
Largas cadenas de molecules se rompen a cadenas cortas
Otras moleculas se reforman, ganan o pierden hidrogeno
Algunos hidrocarburos de cadena corta se combinan para formar cadenas mas grandes y anillos
El resultado neto es que hidrocarburos solidos son convertidos en hidrocarburos liquidos y solidos
De esta forma la energia del sol, convertida a energia quimica por la plantas, redistribuida entre todas las criaturas de la cadena alimenticia, y conservada bajo tierra, es transformada en petroleo
-
La Ventana de Petroleo
Las condiciones bajo las cuales se forma el petroleo: Temperaturas entre
100F-350F
Entre mas alta sea la temperatura, mayor sera la proporcion de gas
Por encima de 350F casi todos los hidrocarburos se transforman en metano y grafito (carbon puro)
Lechos Fuente (o reservas) a profundidades mayores a 20,000 ft usualmente producen solo gas
-
Rocas Fuente
Rocas Fuente Rocas en las cuales el material organico se
convierte en petroleo
Rocas Reserva Rocas en las cuales el petroleo se acumula
Generalmente, las mejores rocas fuente son las lutitas ricas en materia organica depositada en un ambiente marino anaerobico
Calizas, evaporites, y rocas formadas de depositos sedimentarios de agua tambien llegan a ser lechos fuente
El tiempo es el ingrediente final en la formacion y acumulacion de petroleo
Muy poco petroleo ha sido encontrado en rocas reserva con rocas fuente con menos de un millon de anios de antiguedad
-
Migracion de
Hidrocarburos
-
Migracion
El movimiento de hidrocarburos de el area en la cual fue formado a una roca reserva donde se puede acumular
Migracion primaria Movimiento de hidrocarburos fuera de la roca fuente
Migracion secundaria Subsecuentes movimientos a traves de roca reserva
permeable y porosa mediante la cual aceite y gas pueden concentrarse en algun lugar
16Computalog
-
Migracion Primaria
El petroleo deja su roca fuente mediante fuerzas de compactacion y flujos de agua
Conforme la lutita se comprime en espacios mas reducidos, no son los granos minerales solidos
lo que se comprime si no los espacios porosos
El agua Intersicial es expulsada, transportando gotas de aceite suspendidas y otros
hidrocarburos
Los fluidos expulsados de las rocas fuente comprimidas se concentran en alguna arena
adyacente, la cual mantiene la mayor parte de su
porosidad original
-
Migracion Secundaria
Los hidrocarburos se mueven a traves de rocas permeables por gravedad
Compresion en espacios porosos conteniendo fluidos
Provoca que el agua con hidrocarburos pueda fluir
Provoca que el agua empuje los fluidos de petroleo menos densos hacia arriba
Porosidad Efectiva y permitividad de las rocas reserva son mas importantes que la porosidad
total
Estos factores controlan que tan facil la reserva puede acumular fluidos tanto como puede
mantenerlos
-
Acumulacion de
Hidrocarburos
-
Trampas
Como el agua en una poza, los hidrocarburos
se concentran en lugares
donde no puede fluir tales
como:
Puntos estructurales altos
Zonas de permeabilidad baja
Las Trampas son combinaciones
geologicas de
impermeabilidad y
estructuras que detienen
cualquier migracion
-
Trampas
Los requisitos basicos para una reserva petrolera son Una fuente de hydrocarburos
Roca porosa y permeable que permita la migracion
Algo que detenga la migracion y provoque acumulacion
Los grupos mas grandes de trampas de hidrocarburos estructurales, resultado de deformacion de las capas de
rocas
estratigraficas, consecuencia directa de variaciones sedimentarias
La mayoria de las reservas tienen caracteristicas de multiples tipos
El tiempo es critico; la formacion de la trampa debe ocurrir antes de el petroleo se acumule
-
Trampas Estructurales
Anticlines Creados por deformacion
tectonica de la capa de roca plana y paralela
Un anticline corto saliendo en ambas direcciones donde esta penetrando se conoce como dome
Fallas Se presentan cuando las
fuerzas de deformacion exceden la fuerza de rompimiento de la roca
La mayoria de las fallas atrapan aceite y gas mediante la interrupcion de la continuidad lateral de una formacion permeable
26Computalog
Anticline
Structure
Impermeable Bed
Sealing
Fault
-
Trampas Estratigraficas
Son el resultado de discontinuidad o cambios en permeabilidad y son dificil de detectar
Las trampas estratigraficas no fueron estudiadas hasta despues que la mayoria de los campos
petroleros del mundo fueron descubiertos
Todavia son tomadas en cuenta por una pequena parte de las reservas petroleras conocidas del
mundo
Las trampas estratigraficas usualmente no estan relacionadas con caracteristicas
superficiales
Muchas trampas estratigraficas se han descubierto mientras se perforaban trampas
estructurales
-
Trampas Estratigraficas
Arenas Shoestring Una cadena de arenas
moviendose a traves de lutitas impermeables
Forman complejas cadenas de ramificaciones
Crean compartimentos aislados
Indicativo del rumbo de la permeabilidad mas grande y la pendiente general de la superfiecie bajo tierra ayudan a encontrar la siguiente zona productora
Stream
Channel
-
Trampas Estratigraficas
Lentes Cuerpos Aislados de roca permeable
encerrados dentro de roca menos permeable
Con limites estrechos en todas direcciones Formados por corrientes turbulentas y
deslizamientos acuaticos
En playas asiladas o depositos de arenas por corrientes
Abanicos Aluviales
No extendidos en longitud
Lens Traps
-
Trampas Estratigraficas
Punzon (Pinchout) Se presenta cuando un cuerpo de arena
poroso y permeable esta aislado por arriba, por abajo, y su borde superior
El aceite o gas migran desde arriba a la zona de baja permeabilidad donde la reserva se clava
Pinchout
Traps
-
Trampas en Combinacion
Muchas trampas de petroleo tienen caracteristicas estructurales y estratigraficas
Tipicamente se encuentran cerca de domos de sal