INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE COSAMALOAPAN
ING. ROLANDO PACHECO RAMOS
De manera general, el término de AMBIENTE SEDIMENTARIO está definido como el conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que se encuentran afectando la sedimentación (Fraser, 1989).
Tradicionalmente se han reconocido tres sitios primarios para el depósito global de sedimentos: (1) Continental, (2) Marino-marginal, y (3) Marino. Cada uno de éstos se encuentra dividido en diferentes sistemas de depósito, así como en una serie de ambientes y subambientes asociados (Tabla 1).
De manera general, el término de AMBIENTE SEDIMENTARIO está definido como el conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos que se encuentran afectando la sedimentación (Fraser, 1989).
Tradicionalmente se han reconocido tres sitios primarios para el depósito global de sedimentos: (1) Continental, (2) Marino-marginal, y (3) Marino. Cada uno de éstos se encuentra dividido en diferentes sistemas de depósito, así como en una serie de ambientes y subambientes asociados (Tabla 1).
SITIO PRIMARIO DE DEPÓSITO
SISTEMAS PRINCIPALES
CONTINENTAL
- FLUVIAL - DESÉRTICO - LACUSTRE - GLACIAL - VOLCANICLÁSTICO - DELTAICO - LAGUNAR - ESTUARIO - PLAYA - BARRAS DE ARENA - PLANICIE DE MAREAS - PLATAFORMA CARBONATADA - PLATAFORMA SILICICLÁSTICA - ABANICO SUBMARINO - PLANICIES ABISALES
MARINO-MARGINAL
MARINO
En lo que respecta al depósito continental, podemos mencionar que los sedimentos son acumulados dentro de cinco sistemas bien definidos: (1) fluvial, (2) desértico, (3) lacustre, (4) glacial, y (5) volcánico. Cada uno de ellos presenta ambientes sedimentarios que lo caracteriza, aunque esto no quiere decir que sean exclusivos de dicho sistema. Por ejemplo, los sedimentos fluviales son depositados principalmente por ríos generados en regiones húmedas; sin embargo, dentro de los sistemas desértico, volcánico y glacial, también se tiene el desarrollo de ríos que depositan el material, pero con características sedimentológicas diferentes.
Los depósitos que se generan en los sitios continentales son sedimentos predominantemente predominantemente detríticos que se caracterizan caracterizan por un contenido fosilífero escaso, llegando a dominar en algunos casos, restos de madera fósil y algunos vertebrados. Sin embargo, pueden presentarse productos subordinados tales como calizas de agua dulce que contengan una gran cantidad de invertebrados fósiles.
El petroleo, el gas y el agua en el subsuelo se acumulan en las rocas almacenes porosas, cavernosas o agrietadas contenidas en las rocas poco permeables de la roca sello.
En el recipiente natural puede tener lugar la circulación del fluido y en los lugares complicados por las trampas, la formación de depósitos de petróleo y gas.
Los recipientes naturales pueden ser de distintos tipos y formas, tras sistematizar todo el material, hay tres tipos principales de recipientes
naturales:
estratificados,
macizos
y
delimitados
litológicamente por todos los lados.
En la naturaleza los que mas abundan son los recipientes estratigraficados representados por roca almacén delimitadas en el techo y el piso por rocas pocas permeables (fig. 4). Ordinariamente los recipientes estratificados tienen una potencia muy uniforme en un área muy considerable (fig. 4, a); son posibles los casos cuando las
Capas se manifiestan regionalmente en grandes territorios se acuñen en las bóvedas de algunos pliegues anticlinales (fig. 4, b), a menudo los recipientes estratificados están representados por capas almacén de potencia no uniforme, las cuales se comunican entre si (fig. 4, c).
Los recipientes naturales macizos estan representados por una potente serie de rocas homogéneas porosas, cavernosas y agrietadas que forman un sistema hidrodinámico único. A su vez sobre la serie de rocas almacén yace otra potente serie sedimentaria de rocas impermeables de la cobertura.
Los recipientes macizos homogéneos suelen estar integrados por series calcáreo-dolomíticas (fig. 5, a) saturadas irregularmente de gas, petróleo y agua. La edad geológica de tales recipientes pueden ser distinta. En el cuerpo de dichos macizos se observan sectores individuales de alta permeabilidad y zonas poco permeables.
Los recipientes macizos heterogéneos ( fig. 5, b) con frecuencia abarcan un intervalo estratigráfico considerable. En su composición pueden participar las rocas mas diversas: arena, areniscas y calizas.
Se pueden dar casos cuando los recipientes macizos esten representados
por
una
alteración
de
capas
arenosas
con
intercalaciones arcillosas poco potentes. Gracias a las grietas y fallas (fig. 6, a) o las propiedades de blindaje no uniforme de las arcillas (fig. 6, b), las capas almacén forman un sistema hidrodinámico único. Este también se crea cuando las capas almacén, a consecuencia de la dislocación estratigráfica, son recubiertas por rocas permeables (fig. 6, c).
Por depósitos de petróleo y gas se entienden las acumulaciones locales explotables de estos minerales en las rocas almacén permeables de las trampas de distinto tipo. Las dimensiones de los depósitos y su forma volumétrica dependen mucho de la trampa y el tipo de recipiente natural petrolífero-gasífero, pero en este caso no hay que olvidar que junto con el estudio de la trampa se debe prestar gran atención al contenido de su espacio intersticial, es decir, al petróleo y gas.
Ordinariamente se destacan tres tipos principales de depositos de petroleo y gas: 1) estratificados con dos subgrupos, estratificados abovedados (anticlinales) y estratificados protegidos; 2) macizos y 3) limitados litologicamente.
Un deposito estratificado de petroleo y gas puede acumularse a condicion de la curvatura de recipiente de capa en una estructura anticlinal. En este caso se forma un deposito anticlinal (fig. 27).
Si en el proceso de migración del petróleo y el gas en un recipiente estratigráfico se encuentra una protección tectónica o estratigráfica, o el estrato ha sido sustituido por rocas impermeables, entonces se produce, respectivamente la formación de depósitos tectónicamente protegidos (fig. 29), estratigráficamente protegidos (fig. 30) y litológicamente protegidos (fig. 31).
La Estratigrafía es la rama de la Geología que trata del estudio e interpretación de las rocas sedimentarias estratificadas, y de la identificación,
descripción,
secuencia,
tanto
vertical
como
horizontal; cartografía y correlación de las unidades estratificadas de rocas.
La Estratigrafía se puede dividir en diferentes áreas especializadas, todas interrelacionadas entre sí y con otras ciencias:
Análisis
de
facies,
Litoestratigrafía,
Bioestratigrafía,
Cronoestratigrafía.
Magnetoestratigrafía, Quimioestratigrafía, Estratigrafía secuencial.
Análisis de cuencas.
En base a las unidades bioestratigráficas, cronoestratigráficas y geocronométricas se establecen las unidades geocronológicas, y su compendio integra la escala temporal geológica, otro de los objetivos de la estratigrafía.
PRINCIPIOS DE LA ESTRATIGRAFÍA.
Principio del uniformismo o actualismo: Las leyes que rigen los
procesos geológicos han sido las mismas y producen los mismos efectos durante toda la historia de la Tierra.
Principio de la sucesión de eventos: Todo acontecimiento que
afecte a las rocas es posterior a las mismas.
Principio de la superposición de estratos: los niveles superiores
serán más recientes que los inferiores.
Principio de la horizontalidad original: Los estratos se depositan
siempre de forma horizontal o subhorizontal y permanecen horizontales si no actúa ninguna fuerza sobre ellos.
Principio de la continuidad lateral: un estrato tiene la misma edad a
lo largo de toda su extensión horizontal.
Se conocen con el nombre de cuencas petroleras las zonas de hundimiento
lechos de antiguos lagos y mares- que han sido
–
geológicamente favorables a la formación y acumulación de hidrocarburos; en ellas se han encontrado, y se sigue hoy día hallando, grandes yacimientos de éste ansiado recurso energético.
En México, la mayor riqueza potencial del país en materia de hidrocarburos se encuentra localizada en el denominado Golfo de México Profundo, en profundidades superiores a los 500 metros.
Modelado Geológico
(estratigrafía, tipos de estructuras, distribución d facies, definición del yacimiento) Mapas de contorno de estructuras. Mapas de isopacas. Mapas de facies. Mapas paleogeográficos. Mapas paleogeológicos. Secciones geológicas.
•
Métodos d Mapeo
• • • • •
Documentación d Localización Exploratorias
rea geológica concreta. Intervalo de tiempo geológico determinado. Distribución areal, configuración orientación de unidades estratigráficas.
Grafico en el que se expresa el concepto de un mapa de contornos de estructuras. El mapa se elabora para la superficie de separación de dos unidades litoestratigráficas y su posición queda expresada mediante curvas de nivel.
Configuración estructural de la brecha del campo Taratunich, donde se puede ver la distribución de fallas y bloques.
Modo de elaboración de un mapa de isopacas, según corrales et al (1977), ligeramente modificado. Explicación en el texto.
Ejemplo de mapa de facies no cuantificado, en el que se muestra la distribucion areal de las facies dominantes en un medio sedimentario actual. Mapa de facies para los sedimentos recientes del Delta del Nilo según Maldonado y Stanley (1979).
Una sección geológica es un corte vertical que se realiza con la finalidad de conocer la disposición de las rocas a profundidad.
Sinclinal recostado en calizas arcillosas y lutitas de la formación Agua Nueva, en un corte de camino en el poblado de Ayotoxco, Veracruz.
Las secciones geológicas surgen para percibir tridimensionalmente las estructuras, que es uno de los problemas que se plantean al interpretar un mapa geológico.
Una sección geológica utiliza todos los datos geológicos disponibles en la superficie del terreno, para mostrar con un alto nivel de certeza la configuración del subsuelo.
a) Nivel superficial: corresponde a la porción externa; la
construcción de la sección se realiza mediante métodos de extrapolación, se utilizan sistemas gráficos considerando el máximo de datos precisos (sondeos e información de superficie).
b) Nivel de extrapolación interpretativa: región próxima a la
superficie topográfica. Existen menos datos concretos (métodos geofísicos). Se conjugan sistemas de reconstrucción gráfica con modelos interpretativos.
c) Nivel de interpretación conceptual: abarca la zona profunda y
muy profunda. Los datos concretos son inexistentes. Se deducen de modelos teóricos de continuidad y estilo.
Al analizar un mapa geológico, el usuario puede localizar áreas de interés o áreas cuyas relaciones geométricas no sean claras.
Para comprender el problema se elige una o varias secciones geológicas, de preferencia perpendiculares a la estructura.
Una vez elegida la línea de sección, el trabajo se divide en dos etapas.
La construcción de una sección geológica se realiza en dos etapas principales:
El dibujo del perfil topográfico.
La interpretación de la sección con base en la información estratigráfica, estructural y geomorfológica expuesta en el entorno de la línea de sección.
La profundidad de la reconstrucción varía de acuerdo con la densidad de la información, el espesor de las unidades involucradas, las características geométricas de las estructuras la información de pozos y la información geofísica.
Un sistema petrolero es un sistema geológico que abarca las rocas generadoras de hidrocarburos relacionadas e incluye a todos los elementos y procesos geológicos que son esenciales para la existencia de una acumulación de hidrocarburo.
Son el conjunto de elementos geológicos y procesos físicos que interactúan en la naturaleza sincronizadamente para la formación de hidrocarburos. Es el que incluye la zona de maduración de la roca madre, la red de distribución natural y los acontecimientos de petróleo descubierto genéticamente relacionados.
ELEMENTOS
Roca madre
Roca reservorio
Roca sello
Roca sobrecarga
Simulación de los procesos geológicos, térmicos y de flujo de fluido en las cuencas sedimentarias a través del tiempo. El modelado de cuencas y sistemas petroleros reconstruye la depositación de rocas generadoras, yacimiento, sello y rocas de sobrecarga, y los procesos de formación de trampas y generación, migración y acumulación de
Los sistemas petroleros tienen dos procesos:
Formación de trampa.
Generación, migración y acumulación de hidrocarburos.
Los elementos y procesos esenciales para que se lleve a acabo un sistema petrolero den colocarse correctamente en el tiempo y espacio a fin de que la materia orgánica incluida en una roca madre pueda convertirse en una acumulación de petróleo. Un sistema petrolero existe donde todos los elementos y procesos esenciales se producen o se piensa que tienen un oportunidad razonable o probabilidad de ocurrir.
Investigación del sistema petrolero
La investigación de un sistema petrolero identifica, nombra y determina el nivel de certeza y trazan mapas de la extensión geográfica, estratigrafía y tiempo de un sistema petrolero. La investigación incluye ciertos componentes:
Correlación geoquímica petróleo petróleo.
Correlación geoquímica petrolero - roca madre.
Grafica del historial de enterramiento.
Mapa del sistema petrolero.
Sección transversal del sistema petrolero.
Sección transversal del sistema petrolero.
Carta de eventos.
Tabla de acumulaciones de hidrocarburos.
Determinación de la eficiencia de la generación acumulación.
–
–
Identificación del sistema petrolero.
Lo primordial es la manifestación de petróleo, sin importar la cantidad. Procedimiento para identificar un sistema 1.Buscar algún indicio de la presencia de petróleo.
petrolero:
2. Determinar el tamaño del sistema petrolero: El tamaño incluye el volumen total de todos los hidrocarburos recuperables que se originaron a partir de un único lente de maduración de roca madre activa. Dicho volumen será usado para compararlo con otros sistemas petroleros y determinar la eficiencia de la generación acumulación. –
El tamaño se determina usando una tabla donde se suma la producción acumulada y las reservas remanentes de cada campo perteneciente al mismo sistema petrolero.
Partes para dar el tamaño de un sistema petrolero:
Agrupar las ocurrencias de petróleo genéticamente relacionadas mediante características geoquímicas y sucesos geológicos.
Identificar la fuente usando correlaciones petróleo roca madre.
Localizar el área general del lente de maduración de roca madre
–
activa responsable de las ocurrencias de petróleo genéticamente relacionadas.
Hacer una tabla de acumulaciones para determinar el volumen de hidrocarburo en el sistema y la roca reservorio que contiene el mayor volumen de petróleo.
EN RESUMEN.
Los trabajos de exploración petrolera en una cuenca sedimentaria, están orientados a identificar la presencia y eficiencia de los elementos y procesos geológicos que conforman el sistema petrolero activo, los cuales son: roca generadora, roca almacenadora, trampa, sello
y
sincronización
entrampamiento
de
adecuada hidrocarburos.
entre
generación-migración-
Posteriormente,
con
el
conocimiento de estos elementos e información adicional se estiman sus recursos prospectivos, que a su vez pueden ser transformados en reservas a través de la perforación de pozos exploratorios y así contribuir a la restitución de las reservas que son extraídas.
Otis y Schneidermann (1997) definen el play como el resultado de la presencia de todos los elementos del Sistema Petrolero que funcionan integradamente, y se reconoce por tener presencia de hidrocarburos identificada por características geológicas comunes de: acumulación, trampa y sello, generación, migración y preservación; aunadas a características de ingeniería compartida de ubicación, ambiente y propiedades de flujo de fluidos, o la combinación de éstos.
El play es un modelo inicial que combina un cierto número de factores geológicos con el resultado de la existencia de acumulaciones
de
hidrocarburos
en
un
determinado
nivel
estratigráfico de la cuenca. Los aspectos implicados en el play, son los siguientes:
Sistema de carga: Roca madre (generación; expulsión de fluidos) y
Migración
secundaria
(capas
de
transporte;
trayectorias
de
migración).
Formaciones almacén (almacenan petróleo y permiten su extracción
comercial). Se evalúan la porosidad, la permeabilidad y la geometría del almacén.
Sello (caprock).
Trampas donde se concentre el petróleo, permitiendo su extracción
comercial.
Relación temporal entre los distintos factores.
De esta forma, se define play como un conjunto de prospecciones no perforadas y de yacimientos conocidos de petróleo, que en principio, se creen comparten un almacén común, un sello regional y un sistema de carga de petróleo.
El área geográfica donde se aplica el modelo, se llama play fairway . Un play se considera probado ( proven play ), si se conocen acumulaciones de petróleo en el área, como resultado de la combinación de los factores que define el play ; se habla de play working para referirse a áreas sujetas a investigación. En los plays
no probados (unproven play ) existe la duda de que la combinación de esos factores dé como resultado la acumulación de petróleo.
