Cuencas Sedimentarias . Geología de Explotación de Petróleo, Agua y Vapor. Vapor.
SEDIMENTACIÓN SEDIMENT ACIÓN Y TECTÓNICA DE PLACAS.
SEDIMENTAI!N. Proceso exógeno que se produce cuando los materiales transportados (sedimentos) por un agente determinado (agua, aire, hielo) son depositados. La sedimentación depende del euili!rio entre ener"#a del medio am!iente $ la inercia de las part#culas sedimentarias. Es decir% ue la &uer'a transportadora del a"ente de!e disminuir de manera tal ue% no sea su(ciente para mover las part#culas de peso )*+ de los sedimentos% en otras pala!ras% su peso excede la capacidad de transporte. De acuerdo al tama0o de las part#culas $ la &uer'a de transporte% al"unas part#culas se depositan primero% en tanto ue% otras pueden continuar en movimiento. La "ravedad es responsa!le directa de la sedimentación. Los materiales meteori'ados en 'onas elevadas son transportados% por el e&ecto de dic,a &uer'a% ,acia 'onas m-s !aas% donde se depositan en caso de ue la &uer'a del a"ente "eoló"ico no sea
El depósito de materiales se produce en 'onas ,undidas% llamadas uenca" Sedi#entaria". Una Cuenca de Sedimentación es una depresión en la superfcie terrestre donde se depositan grandes cantidades de sedimentos. Su
ori"en $ evolución est-n directamente relacionados con dos procesos "eoló"icos ue act2an al mismo tiempo3 tectónica $ "edi#entación. Las cuencas sedimentarias permanecen activas durante lar"os intervalos de tiempo% pasando por tres etapas3
Etapa $3 Caracteri'ada por una &uerte su!sidencia de su &ondo de!ida a la e*istencia en esa 'ona de una tectónica distensiva. En esta etapa se produce la lle"ada de los primeros sedimentos% "eneralmente "randes cantidades de materiales terr#"enos mal clasi(cados o seleccionados. Etapa %& La su!sidencia se acent2a por la compactación de los sedimentos acumulados e incluso por el ascenso eust-tico del nivel del mar.
Etapa '& Cesa la su!sidencia de!ido a la colmatación de la cuenca% $ se inician los
Dependiendo su situación actual% las cuencas sedimentarias pueden ser6
uenca" "edi#entaria" acti(a".
4reas en constante su!sidencia por la deposición de "randes cantidades de sedimentos. Eemplo3 las plata&ormas continentales marinas.
uenca" "edi#entaria" inacti(a" o de)or#ada".
Anti"uas cuencas donde $a no se produce sedimentación o% auellas en las ue la sedimentación cesó ,ace poco tiempo% $ por ende% los sedimentos a2n est-n poco de&ormados $ se reconoce &-cilmente la &orma ori"inal de la cuenca sedimentaria. En dado caso de ue las cuencas sean anti"uas% ello indica ue la de&ormación $a ,a sido mu$ intensa $ actualmente &orman cadenas monta0osas% en las ue los sedimentos se encuentran mu$ de&ormados $ las rocas sedimentarias est-n siendo eliminadas por la erosión5 en esta tipo de cuencas es
Diag*ne"i".
El proceso mediante el cual los sedimentos depositados se trans&orman en rocas sedimentarias se denomina dia"/nesis.
La diagénesis es un término colectio para todos los cam!ios qu"micos, #"sicos $ !iológicos que tienen lugar después de la deposición de los sedimentos, as" como durante $ después de la litifcación.
Se produce en el interior de los primeros 7ilómetros de la corte'a terrestre a $+ temperaturas - in&eriores a los6
% -
DIA89N ESIS Liti(caci ón Compact ación
Disolu ción
Cement ación
:eempla'a miento
:ecristali' ación
Neo&orm ación
! N I I A 0 I / I T
lithos > piedra5 fc >
,acer<.
%érmino que se refere a los procesos mediante los cuales los sedimentos no consolidados se trans#orman en rocas sedimentarias. Los procesos !&sicos de la litifcación son la compactación $ cementación.
o#pactación. Disminución de la porosidad $ la consecuente e*pulsión del a"ua $ aire ue ocupa los espacios entre "ranos. Se produce simplemente por el peso del material supra$acente a los sedimentos m-s pro&undos. Compact Sedimentos de ación "rano (no.
1
e#entación. Los ,uecos e*istentes entre los "ranos se cierran como consecuencia de la precipitación u#mica de sustancias disueltas ;car!onato% s#lice% etc.< en el a"ua ue circula trav/s de espacios a!iertos entre las part#culas. e#ento" #2" co#une" Calcita. S#lice.
DIS3/4I!N Proceso mediante el cual se crean en la roca nueos hueos dando lugar a la aparición de una nuea porosidad a la que denominamos porosidad secundaria. NE3035MAI!N
5EEMP/A6AMIENT3 Consiste en un cam!io en la mineralog"a del sedimento al reempla'arse un mineral por otro nueo. ste procesos tam!ién se conoce como etasomatismo. Un mineral puede ser sustituido por otro mediante un proceso de disolución*precipitación, Principale" sin que tenga lugar un cam!io en el ree#pla7a#iento". olumen.
+eo#ormación o #ormación de Dolomiti'ació CaC?@ nueos minerales a asociada a n. ;C?@< CaM" la disolución, que se ha tenido que producir en otras 'onas del Silici(cación. CaC?@ Si? sedimento para que posteriormente tanga lugar la precipitación qu"mica, con la 5ES5ISTA/I6AI!N consiguiente #ormación de nueos minerales. Consiste en las trans#ormaciones que se producen en un mineral $ que dan lugar a un crecimiento de nuevos cristales de diferentes
T e c t ó n i c a G l o 8 a l
MEANISM3 035MAD35 DE 4ENAS. La %ectónica de Placas es una teor"a que representa un modelo glo!al $ din&mico que explica de #orma coherente la actiidad geológica de nuestro planeta adem&s de permitirnos comprender su estructura. La teor#a se !asa en la o!servación de ue la super(cie terrestre est- dividida en placa" lito")*rica" o tectónica" ue est-n en constante movimiento.
La tectónica de placas ,a sido el &ruto de la cola!oración internacional $ el es&uer'o de muc,os ue poco a poco &ueron aportando in&ormación acerca de la estructura de los continentes% los &ondos oce-nicos $ el interior de la Tierra.
Tectónica de Placa"
T e c t ó n i c a G l o 8 a l
Antecedente" 9i"tórico". $=% rancis acon% (lóso&o in"l/s% se (ó en la "i#ilitud ue presentan $<+ < $<< +
las &ormas de la co"ta occidental de ?)rica y oriental de Suda#*rica% aunue no su"irió ue los dos continentes ,u!iesen Snider el primero estado &ue unidos antes. en proponer ue lo" continente" podían #o(er"e.
$>$ %
Al&red Be"ener considerado el autor de la Teor#a de la Deriva Continental% propuso ue los continentes de la Tierra ,a!#an estado unidos en al"2n momento en un 2nico )supercontinente+ al ue llamó Pangea% E*presó tam!i/n ue /ste posteriormente se ,a!r#a dis"re"ado por deriva continental ,asta alcan'ar su actual &orma $ posición.
$>' + $>= %
Suess propuso la e*istencia de un supercontinente ue inclu#a India% 4&rica $ Mada"ascar% posteriormente a0adiendo a Australia $ a Sudam/rica. A este supercontinente le denominó Gond:ana.
Ale*ander Du Toit pu!licó una lista de die' l#neas de evidencia a &avor de la e*istencia de dos supercontinentes% /aura"ia $ Gond:ana% separados por un oc/ano de nom!re Tet;y".
Deri(a ontinental. As# &ue llamada la Teor#a de Be"ener so!re el movimiento de los continentes unidos en al"2n momento en un supercontinente llamado Pan"ea. Be"ener pu!licó su teor#a en su li!ro Entste,un" der ontinente und ?'eane ;La ormación de los Continentes $ ?c/anos< $ la &undamentó con los si"uientes ar"umentos3 Similitud de la lora $ auna ósiles encontrada en Am/rica del Sur% 4&rica% India $ Autralia.
Semean'a de las l#neas costeras de
:ocas Indicadoras de climas i"uales en 'onas de a distinta latitud en la actualidad. Por eemplo3 depósitos "laciares de la misma /poca en la Pata"onia $ la India.
E*isten tipos de rocas $ estructuras "eoló"icas semeantes a am!os lados del Atl-ntico.
La teor"a de egener tuo poco reconocimiento $ #ue criticada por #alta de eidencia a #aor de la deria, por la ausencia de un mecanismo que la causara, $ porque se pensa!a que tal deria era #"sicamente imposi!le.
La evidencia m-s convincente ue se presentó para apo$ar la Teor#a de la Deriva Continental $ la =ipótesis de E*pansión del Suelo ?ce-nico% corresponden a las entre"adas por el Paleoma"netismo. El Paleo#agneti"#o e"& L estudio del campo magnético que existió en otros periodos de la historia de la %ierra $ que han quedado gra!ado en las rocas con minerales suscepti!les a la imanación, como los que contienen hierro que se orienta seg-n el campo magnético existente en la %ierra en el momento de #ormarse la roca.
A (nales de la d/cada de FGH se lo"ró medir este ma"netismo anti"uo $ mu$ d/!il ;paleoma"netismo< con instrumentos mu$ sensi!les% El an-lisis de estas mediciones permitió determinar dónde se encontra!an los continentes cuando se &ormaron las rocas. Se demostró as# ue todos ,a!#an estado unidos en al"2n momento.
Tectónica de Placa" y orriente" on(ecti(a". La litós#era est& diida en porciones llamadas placas litos#éricas o tectónicas. Las Placas se mueven a velocidades lentas% pero continuas% de pocos cent#metros al a0o. Sus l#mites est-n marcados por 'onas de actividad "eoló"ica intensa% donde se producen% por eemplo% terremotos $ erupciones volc-nicas. l moimiento de las placas tectónicas se de!e a corrientes de conección en la stenós#era.
La A"teno")era se encuentra en la parte m-s super(cial del manto in&erior% tiene la misma composición ue /ste ;silicatos de ,ierro $ de ma"nesio< pero se comporta pl-sticamente ;como semil#uida o Ke*i!le< $ Ku$e de manera lenta.
/itó")era. Es la parte sólida del "lo!o terr-ueo% en otras pala!ras% es la envoltura rocosa ue se constitu$e de la corte'a $ el manto superior. Mide unos J 7m de espesor !ao los oc/anos $ alrededor de FFH 7m !ao los continentes.
Las pala!ras claves para e*plicar movimiento de las E/ A/35 ASIENDE. placas tectónicas son3 Las corrientes convectivas se producen por la "ran temperatura del n2cleo $ el comportamiento pl-stico de la astenós&era% Tales corrientes crean el movimiento de las placas% de manera ue los materiales m-s calientes pesan menos $ ascienden $ los materiales m-s &r#os% son m-s densos $ pesados $ descienden.
La salida de material caliente% es decir% de material &undido de la astenos&era ;ma"ma< ,acia la super(cie se da en los L#mites La Diver"entes. entrada de materiales &r#os% a la
La entrada $ &usión de materiales &r#os as# como la salida $ solidi(cación de materiales calientes crea un ciclo llamado conección.
Se pueden distin"uir tres tipos de placas6 Principale" Inter#edia" Pe@uea" F. F. Cari!e0a. M-s de una Norteamerica docena. na. . . Na'ca Sudamerican a. @. Pac#(ca. @. ilipina. -
/í#ite" Di(ergente" o on"tructi(o". Las placas se separan $ se crea un ,ueco en la Litós&era llamado ri&t por el ue emer"e material proveniente del manto in&erior% es decir% roca &undida ;ma"ma< de la astenós&era ue% por estar caliente $ ser menos densa% asciende. En cuanto el ma"ma lle"a a la super(cie su&re cam!ios sicos $ u#micos al perder "ases $ entrar en contacto con el a"ua del &ondo del mar. Al descender su temperatura se convierte ;construcción< en nueva corte'a oce-nica. El relieve ue se &orma se denomina dorsal oce-nica.
Las interacción de las placas tectónicas se produce en los l#mites de ellas. Los l#mites se de(nen por el tipo de movimiento. Proce"o de"crito por 9.9. 9e"" en $>=%.
/í#ite" on(ergente" o De"tructi(o". Son l#mites en los ue una placa c,oca contra otra% lo ue ocasiona ue una placa se deslice por de!ao de la otra% lo ue se conoce como su!ducción ;la placa oce-nica se ,unde !ao de la placa continental<. Como consecuencia% la placa oce-nica entra en contacto con la astenós&era donde las altas temperaturas la &unden. En pala!ras concretas% la dirección de am!as placas es conver"ente $ se destru$e la litos&era oce-nica. Cómo resultado de este proceso se Con l#mites conver"entes $ darse la acumulación de &orman los las &osas oce-nicas% donde puede diver"entes6. sedimentos. Continuamente se est- creando nuevo &ondo oce-nico pero la Tierra no crece% la creación de nueva super(cie es compensada mediante la destrucción de super(cie anti"ua.
/í#ite" Tran")or#ante" o 0alla" Tran")or#ante".
Los contactos entre placas no son conver"entes o diver"entes% es decir% no ,a$ producción o destrucción de la litós&era. sino ue las placas se desli'an una respecto de la otra%
El movimiento del L#mite Trans&ormante tam!i/n conocido como alla Trans&ormante es paralelo% puede ser en el mismo sentido o contrario% e incluso% &ormar es -n"ulo. La &alla trans&ormante m-s conocida la &alla de San Andr/s% la cual es el l#mite entre las placas Norteamericana $ Pac#(ca.
Las &allas trans&ormantes tam!i/n
l moimiento de las placas tectónicas prooca los accidentes geológicos de la %ierra como/ sismos, olcanes, tsunamis, #allas, pliegues, monta0as, etc.
Sin la tectónica creando &reas !a1as en la superfcie de la %ierra, no ha!r"a acumulación a largo pla'o de los sedimentos, no ha!r"a rocas sedimentarias $ estratigra#"a tal como la conocemos.
Sistema petrolero
SISTEMA PET53/E53 l sistema petrolero es un sistema natural, que inclu$e todos los elementos $ procesos geológicos esenciales para que un $acimiento de aceite $2o gas exista en la naturale'a.
El sistema petrolero se estudia como un modelo din-mico% donde intervienen varios elementos de entrada a la cuenca sedimentaria ;sedimentos% materia or"-nica<% cuando $ !ao ue condiciones ocurre su trans&ormación ;dia"/nesis% cata"/nesis<% $ cuando $ donde se "enera el aceite $o "as% ue (nalmente puede acumularse en una trampa petrolera.
Los elementos clae que defnen la existencia de un sistema petrolero son las rocas generadoras, almacenadora, sello, trampa $ el sepultamiento necesario para la generación térmica de los hidrocar!uros. lementos que de!en compartir las apropiadas relaciones espacio*temporales para permitir que los hidrocar!uros se acumulen $ se preseren. •
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:oca "eneradora3 de!e contener !astante materia or"-nica ;m#nimo @O de materia or"-nica para ue pueda "enerar ,idrocar!uro< para "enerar "randes vol2menes de ,idrocar!uros. :oca almac/n3 de!e ser !astante permea!le para ue el petróleo Ku$a li!remente. :oca sello3 de!e ser lo su(ciente impermea!le para evitar ue el crudo se escape. :oca de so!recar"a3 de!e poseer condiciones de presión temperatura $ tiempo esenciales para ue se de un sistema petrolero.
n sistema petrolero% est- relacionado con una sola roca "eneradora $% por ende% est- &ormado por una sola &amilia de aceites. Los aceites de cada &amilia tienen esencialmente las mismas caracter#sticas moleculares% aunue las propiedades sicas $ u#micas de los aceites de estas &amilias pueden variar. El Sistema Petrolero involucra un volumen ; cuerpo% &oco< de roca "eneradora activa unto con todo el petróleo $ "as relacionado a ella e Inclu$e todos los elementos esenciales $ los procesos necesarios para ue se &orme una acumulación de petróleo $o "as
/o" "i"te#a" petrolero" tienen do" proce"o"3 •
ormación de trampa.
8eneración% mi"ración $ acumulación de ,idrocar!uros. •
Los elementos $ procesos esenciales para ue se lleve a aca!o un sistema petrolero de!e colocarse correctamente en el tiempo $ espacio a (n de ue la materia or"-nica incluida en una roca madre pueda convertirse en una acumulación de petróleo. n sistema petrolero e*iste donde todos los elementos $ procesos esenciales se producen o se piensa ue tienen un oportunidad ra'ona!le o pro!a!ilidad de ocurrir.
Grado de certe7a. n sistema petrolero puede ser identi(cado en tres "rados de certe'a3 conocido% ,ipot/tico% $ especulativo. El nivel de certe'a indica la con(an'a de ue una determinada 'ona de la roca madre madura ,a "enerado los ,idrocar!uros en una acumularon. Al (nal del nom!re del sistema% el nivel de certe'a es indicado por3 •
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Para conocidos3 una correlación positiva petróleo Q roca madre o "as Q roca madre. Para ,ipot/ticos3 en ausencia de una correlación positiva petróleo Q roca madre% evidencias "eou#micas. Para especulativos3 evidencias "eoló"icas o "eosicas.
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Exten"ión geogr2Bca, e"tratigr2Bca y te#poral3 Los sistemas petroleros est-n limitados por el tiempo $ el espacio. Cada sistema puede descri!irse en t/rminos de su propio $ e*clusivo tiempo $ espacios elementos $ procesos. A"pecto" te#porale"& n sistema petrolero tienen tres importantes aspectos temporales3 Edad3 La edad de un sistema petrolero es el tiempo necesario para ue el proceso de "eneración mi"ración $ acumulación de ,idrocar!uros.
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Mo#ento critico3 Es el momento ue meor representa la "eneración mi"ración $ acumulación de ,idrocar!uros en un sistema. n mapa $ la sección transversal tra'an el meor momento critico muestran la amplitud "eo"r-(ca $ estrati"raa del sistema. Tie#po de pre"er(ación3 ?curre despu/s de la mi"ración acumulación el cual no permite ue ocurre elementos "eoló"icos ;&racturamiento% plie"ues $ &allas< ue no permitan la preservación de los ,idrocar!uros &ormados ,asta a,ora. n incompleto o usto completado sistema petrolero carece de un tiempo de preservación.
Ta#ao de un "i"te#a petrolero El tama0o de un sistema inclu$e el volumen total de ,idrocar!uros recupera!les ue se ori"ino a partir de una 2nica 'ona de maduración de la roca madre. Este volumen total se utili'a para compararlo con otros sistemas petroleros $ determinar la e(ciencia de "eneración R acumulación.