Roca madre La roca madre es una unidad sedimentaria que ha generado y expulsado petróleo o gas para que se acumule y formen los yacimientos de hidrocarburos. Las localizaciones donde se produce el petróleo son aquellos donde se tiene una abundante masa de agua y abundantes aportes orgánicos a un ambiente reductor. Estas zonas pueden ser: • • •
Lagos Deltas Cuencas marinas semicerradas. En plataformas y cuencas profundas en periodos de máxima trasgresión. Roca Almacén Es el recipiente el depósito en el que se almacenan el petróleo y el gas siendo su confinamiento !nicamente posible si las paredes de este depósito están selladas con efecti"idad# por lo general es mucho más extensa que el yacimiento de hidrocarburos que ha sido fi$ado por la trampa. Las condiciones para que una roca sea almac%n son simples: debe poseer espacio suficiente para almacenar un considerable "olumen de hidrocarburos y las condiciones de almacena$e deben ser tales tales que ceda fácilm fácilment entee el petróleo petróleo o gas conteni contenido do cuando sea atra"esa atra"esado do por un pozo. Cualquier roca subterránea &gnea sedimentaria o metamórfica que cumpla estas condiciones puede ser utilizada por los hidrocarburos en migración como roca almac%n. Núcleo Es una muestra de roca extra&da dentro de la tuber&a de perforación a la cual puede realizársele medidas directas de las caracter&sticas petrof&sicas de la formación obtenida en los pozos. Poros Espacios "acios entre los granos de una roca en los cuales se pueden alo$ar fluidos como agua petróleo o gas y además circular en este espacio. Porosidad (φ) La porosidad de una roca se define como la fracción del "olumen total de la roca no ocupada por el esqueleto mineral de la misma. La porosidad representa el porcenta$e del espacio total que puede ser ocupado por l&quidos o gases. Dicha propiedad determina la capacidad de acumulación o de depósito de la arena y generalmente se expresa como porcenta$e fracción o decimal. Grano 'aterial solido de "ariadas formas que constituyen la matriz o esqueleto de una roca y están pocos cementados.
Porosimetro Es un instrumento de laboratorio utilizado para medir el " olumen de grano y "olumen poroso de muestras de roca. Porosidad Intercristalina (epresenta el "olumen de espacios "acios existentes entre cristales de ciertas rocas. 'uchos de estos espacios "acios son subcapilares es decir poros menores de ).))* mm de diámetro Porosidad Intergranular Es el espacio "acio que queda entre granos que constituyen la roca. El rango de espacios intersticiales "a desde tama+os subcapilares hasta supercapilares pero mayores de ), mm de diámetro. Porosidad residual o no efectiva Es la diferencia entre la porosidad absoluta y la efecti"a puede ser encontrada en carbonatos zonas altamente sementadas y en rocas &gneas. En la mayor&a de las circunstancias los m%todos geof&sicos tales como la medición de la resisti"idad el%ctrica no responden a la porosidad aislada. Porosidad efectiva Es la fracción del "olumen total correspondiente al "olumen de poros conectados entre si. Es la que interesa a los ingenieros de petróleo para los cálculos de reser"as de hidrocarburos. Porosidad absoluta Es la fracción del "olumen total correspondiente al "olumen de poros conectados o no entre si.
2 - !"li#ue los ti"os de "orosidad $ diga% &cual "orosidad usted considera #ue es mas im"ortante "ara el ingeniero de $acimientos' 2 *egún la intercone!i+n de los "oros Porosidad absoluta Es el porcenta$e de espacio poroso total con respecto al "olumen total de la roca considerando los poros que est%n o no interconectados entre s&. Porosidad fectiva Es el porcenta$e de espacio poroso intercomunicado con respecto al "olumen total de la roca.
La porosidad efecti"a es una función de muchos factores litológicos. Los más importantes son: tama+o de los granos empaque de los granos cementación meteorización y lixi"iación cantidad y clases de arcillas y estados de hidratación de las mismas. Porosidad no efectiva o residual Es la diferencia que existe entre la porosidad absoluta y efecti"a 22 *egún su estructura Porosidad Intergranular Es el espacio neto que queda despu%s que la porosidad inicial ha sido reducida por agentes geológicos como consolidación cementación recristalización granulación molimiento etc. Porosidad "or fracturas -ran parte de la porosidad en algunas areniscas y limonitas aparentemente compactadas se debe a fracturas 2, *egún su origen $ tiem"o de de"osici+n de las ca"as Porosidad "rimaria Es aquella que se desarrolla u origina en el momento de la formación o deposición del estrato. Los poros formados en esta forma son espacios "ac ios entre granos indi"iduales de sedimento. Es propia de rocas sedimentarias como las areniscas detr&ticas o clásticas/ y calizas ool&ticas no0detr&ticas/ formándose empaques del tipo c!bico u ortorrómbico. Porosidad secundaria o inducida Es aquella que se forma posteriormente debido a un proceso geológico subsecuente a la deposición del material del estrato o capa. Esta porosidad puede ser: Porosidad en *oluci+n Disolución del material sólido soluble constituti"o de las rocas. Porosidad "or fractura • 1riginada en rocas sometidas a "arias acciones de diastrofismo. Porosidad "or dolomitiaci+n 2roceso mediante el cual las calizas se con"ierten en dolomitas que son más porosas.
Porosidad total Corresponde a los llamados 3yacimientos de doble porosidad4.
2ara el ingeniero de yacimientos la porosidad de mayor importancia es la efecti"a debido que al hacer el calculo de las reser"as de hidrocarburo solo son de importancia los poros interconectados entre si ya q a tra"%s de estos es por donde se desplaza el hidrocarburo fácilmente hacia zonas de menor presión pozo/ para su posterior extracción.
, - &.u/les son los factores geol+gicos $ #u0micos #ue afectan la "orosidad' , 1actores #u0micos #ue afectan la "orosidad i"o de em"a#ue El incremento de la presión de confinamiento hace que los granos pobremente clasificados y angulares muestren un cambio progresi"o de empaquetamiento aleatorio a un empaque más cerrado reduciendo con ello la porosidad. 2ara apreciar los máximos "alores de porosidad en arenas no consolidadas "arios autores han determinado la porosidad para sistemas ideales con granos perfectamente esf%ricos y de igual diámetro entre los cuales se pueden se+alar los siguientes: m"a#ue cúbico Es el arreglo de m&nima compactación y por lo tanto máxima porosidad. Los e$es entre de las esferas forman entre s& ángulos de 5)6. 7igura *.*./
C!bico porosidad 8 9.; <
1igura 22 m"a#ue cúbico
m"a#ue R+mbico u ortorr+mbico Las esferas se acomodan formando sus e$es ángulos entre s& de ;)6 en un plano figura *.=./ y de 5)6 en otro plano. 1rtorrómbico porosidad 8 =5.,9 <
1igura 2, m"a#ue ortorr+mbico
m"a#ue tetragonal esfenoidal Los e$es de las esferas forman en todos los sentidos á ngulos entre s& de ;)6 figura *.9./ >etragonal esfenoidal porosidad 8 =).5? <
1igura 23 m"a#ue tetragonal esfenoidal
m"a#ue Romboedral o 4e!agonal El cual es el arreglo de máxima compactación figura *.,./ (omboedral porosidad 8 *,.5 <
1igura 25 m"a#ue Romboedral
scogimiento es una medida de la dispersión de la frecuencia de la distribución del tama+o de grano en un sedimento esto en"uel"e forma redondez tama+o y otros parámetros. El "alor de escogimiento es una indicación del rango de "ariación del tama+o de grano presente en una muestra y "aria en los siguientes rangos: ?.) ?.? ?.* ?.9 *.) *.
0 0 0 0 0 0
?.? ?.* ?.9 *.) *. 9.*
extremadamente bien escogida muy bien escogida bien escogida medianamente escogida pobremente escogida muy pobremente escogida
La uniformidad depende de los siguientes factores. (ango del tama+o del material tipo de deposición y la duración de los procesos de sedimentación. @i part&culas peque+as de sedimento o arcillas son mezcladas con granos grandes de arena la porosidad efecti"a se reducirá considerablemente. Estas rocas yacimiento son referidas como rocas sucias o arcillosas.
,2 1actores geol+gicos #ue afectan la "orosidad Grado de cementaci+n o consolidaci+n 7ormado por el 3Cemento4 que une los granos y que se forma posterior a la deposición ya sea por dilución de los mismos granos o por transporte. @on cementos: carbonato de calcio carbonato de magnesio carbonato de hierro limonita hematita dolomita de sulfato de calcio arcillas y combinación de estos. >anto la porosidad como la permeabilidad decrecen con el incremento de la cantidad de cemento. Las arenas altamente cementadas tienen ba$a porosidades mientras que las rocas no consolidadas tienen altas p orosidades.
Geometr0a $ distribuci+n de los granos @e debe a la uniformidad o clasificación de los granos. Dicha clasificación depende a su "ez de la distribución del tama+o del material tipo de deposición caracter&sticas actuales y duración del proceso sedimentario. Cuando los granos son más redondeados proporcionan más homogeneidad al sistema y por ende la porosidad será mayor. Presi+n de las ca"as su"ra$acentes Las capas suprayacentes pueden compactar el yacimiento y reducir el espacio poroso. La compactación tiende a cerrar los espacios "ac&os forzar el fluido a salir y permitir un mayor acercamiento de las part&culas minerales especialmente en rocas sedimentarias de grano fino. Recristaliacion es un rasgo com!n del metamorfismo y una razón por lo que las rocas metamórficas son generalmente impermeables. >iende a destruir la porosidad primaria produce nue"os poros entre los cristales en las formaciones de carbonatos. Granulaci+n a medida que la presión de los sedimentos superpuestos aumentan los granos de cuarzo tienden a formar un empaquetamiento mas compacto en una arenisca. Los granos de arena son molidos y tambi%n sufren una deformación plástica. La granulación puede disminuir la porosidad y destruir la permeabilidad por compresión de la roca.
3 - &.+mo afecta la orientaci+n $ tama6o de los granos en el "roceso de des"laamiento del 4idrocarburo en un $acimiento' De acuerdo al ambiente en el cual se origino la roca el grano tendrá una distribución y tama+o que afectara la porosidad de esa roca. La "ariación en el tama+o de los granos en el momento en que se deposita se conoce como escogimiento. @i tenemos una distribución de granos grandes y peque+os los granos peque+os pueden disminuir la porosidad se acumula muchos de ellos en los espacios entre los granos grandes# puesto que pu eden ser sellados poros que están interconectados por acción de los granos peque+os y el fluido no se desplazar&a por esos poros. 'ientras la roca tenga uniformidad y buena distribución de los granos habrá me$or porosidad.
5 7 ntre un $acimiento 4omogéneo $ uno 4eterogéneo8 usted como futuro ingeniero8 &.u/l escoger0a "ara la "roducci+n de 4idrocarburos $ cual "resentar0a me9or "orosidad'
Cuando la distribución del tama+o de los granos es homog%nea buen escogimiento/ la porosidad de la roca es mayor. A medida que aumenta la heterogeneidad disminuye la porosidad y hay más probabilidad de encontrar poros no conectados entre s&. Lo ideal es escoger un yacimiento homog%neo para la producción suponiendo una alta porosidad ya que si los granos están bien distribuidos y conectados entre si habrá mas hidrocarburos y mas facilidad para el desplazamiento del mismo. @in embargo la mayor&a de los yacimientos son heterog%neos.
: 7 indi#ue como calcular la "orosidad "romedio $ las correlaciones "ara determinar esta variable ;e e9em"lo $ demuestre matem/ticamente si es "osible Ponderado "or es"esor de arena 2ara ello se dispone de la porosidad y del espesor en diferentes puntos de l yacimiento.
Donde Bi y hi es la porosidad y el espesor en cada punto conocido. •
Ponderado "or /rea
Donde Bi y Ai es la porosidad y el área de drena$e de cada pozo. Ponderado "or
Promedio estad0stico o arm+nico basado en distribución de estad&stica de los diferentes "alores de la porosidad en el yacimiento.
=- &un $acimiento #ue "resente una fractura tendr/ la ca"acidad de "oseer ma$or o menor "orosidad' !"li#ue 2osee mayor porosidad debido a la fractura de la roca. @e habla entonces de porosidad por fractura la cual se produce despu%s de la deposición de los sedimentos cuando ocurre un e"ento geológico los cuales pueden causar fracturas por lo tanto estas fracturas originan un aumento en el "olumen de espacios que pueden contener fluidos lo que se traduce como un aumento en la porosidad.
>- ntre los ti"os de rocas #ue se "resentan a continuaci+n8 diga cual de ellos "osee ma$or "orosidad $ cual a"rovec4ar0a usted "ara obtener una ma$or "roducci+n de 4idrocarburos% dolomita8 lutita $ arenisca !"li#ue La arenisca es altamente porosa y permeable lo que la hace mas pro"echosa para obtener una gran producción de hidrocarburos. A pesar de que la lutita tambi%n es altamente porosa esta asociada con pre"enir el escape del petróleo a la superficie por lo tanto no es permeable y no se podr&a producir en ella.
?- !"li#ue c+mo funciona el "orosimetro de R@*A8 el fluido con #ue traba9a8 los "roblemas #ue "udiesen ocasionarse "or dic4o fluido $ "or#ue se utilia ese fluido El "olumen de los granos se obtiene usando la copa del instrumento como un picrometro. 2or medio de un pistón microm%trico se aplica presión dentro de la capa hasta que el mercurio alcance una marca de referencia establecida en el manómetro se sugiere dos lecturas de pistón para la misma referencia del manómetro# una cuando la capa contiene la muestra y la otra cuando no la tiene y designando lecturas (c y (h respecti"amente la porosidad en porcenta$e del "olumen total puede calcularse por medio de la siguiente relación:
Rc
BC DDE( -
Rh
)
D- .alidad de roca en funci+n de "orosidad Como la porosidad es una medida de la capacidad de almacenamiento de la roca la calidad de la roca yacimiento puede ser determinada en función de la porosidad como se muestra en la tabla a continuación
.alidad
B (F)
'uy buena uena (egular 2obre 'uy pobre
*) ?,0*) ?)0?, ,0?) ,
??.0 FCómo le explicar&a usted a un ni+o o familiar de la manera mas s encilla el termino de porosidad de un yacimientoG Dibu$e si es necesario. >omando un trozo de queso el cual tiene "arios agu$eros dentro luego lo corto a la mitad y muestro la "ariedad de huequitos que tiene dentro explicando que en las rocas poseen huequitos similares que representan la porosidad. H se puede obser"ar que algunos están conectados entre si y otros no. >ambi%n se puede explicar con una espon$a.
Ini"ersidad de 1riente J!cleo Anzoátegui Escuela de Kngenier&a y Ciencias Aplicadas Departamento de 2etróleo. Laboratorio de yacimientos
Porosidad
2rofesor: Lorenzo Arditi >ecnico: 2edro oada 2reparador: Eliecer Arrio$a
achilleres: -abriel uniaga **M,9?== Noan 'oya *=59,=);
arcelona Abril de *)?,
