Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
INTRODUCCIÓN En los mapas es posible representar estructuras del subsuelo de cualquier límite de formación, discordancia o formaciones productoras que pueden ser identificadas y correlacionadas por medio de datos de perforación; por tal motivo, la información de los pozos debe ser recolectada y preparada con un cuidado considerable. El Mapeo de Estructuras presentes en el Subsuelo es una de las herramientas primarias usadas por los geólogos para la Exploración de
Hidrocarburos desde la etapa inicial de
Exploración, hasta el completo desarrollo de un Campo. Cada Mapa Estructural del Subsuelo es una interpretación Geológica o Geofísica, basada en datos limitados, destreza técnica, pensamiento
creativo,
visualización
tridimensional,
y
experiencia. La Importancia de la confiabilidad del Mapeo Estructural del Subsuelo se incrementa al avanzar en las etapas
de
desarrollo y depleción del campo. Muchas decisiones de la Gerencia son basadas en las interpretaciones presentadas en Mapas Estructurales del subsuelo.Por lo general los Mapas Estructurales del Subsuelo son construidos para horizontes estratigráficos específicos, con el fin de mostrar en una forma plana las formas geométricas tridimensionales de estos
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos horizontes. Dichos mapas son elaborados a partir de la correlación de datos obtenidos de registros de pozos e interpretaciones de secciones sísmicas. La importancia de los contornos estructurales es que con ellos se puede representar la forma del tope o la base de un estrato, las superficies de fallas, estratos plegados, etc. Esta representación es lo que se denomina Mapa Estructural, el cual es una herramienta usada por los geólogos en la industria petrolera para explorar hidrocarburos desde la etapa inicial de exploración hasta el completo desarrollo de un campo. Un mapa isópaco es un mapa que muestra por medio de líneas de contornos la distribución y el espesor de la unidad específica que se está mapeando. Los mapas isópacos representan por medio de contornos, los espesores variables de una determinada unidad estratigráfica. Por ello requiere de dos horizontes claves, uno es la parte superior (tope) y otro en la parte inferior (base) de la unidad a representar Un plano isópaco es extremadamente útil debido a que proporciona información directa sobre el lugar de máximo espesor, o de la terminación lateral de las formaciones porosas o permeables que pueden coincidir con trampas estratigráficas, además de proporcionar las bases para la interpretación de la historia geológica de una región durante
2
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos la sedimentación de las formaciones consideradas, la forma de la cuenca, la posición de la línea de costa, áreas de levantamiento, etc. Un
ambiente
sedimentario
es
una
porción
geográficamente limitada de la superficie, que puede ser fácilmente distinguida de las áreas adyacentes a través de un conjunto de condiciones físicas, químicas y biológicas, bajo cuyas influencias se acumulan los sedimentos. El ambiente fluvial posiblemente es el ambiente más importante de la tierra firme. El ambiente se define por la acción de agua en movimiento, por la energía del agua y por el conjunto de erosión, transporte y sedimentación en el mismo ambiente. Contacto Agua-Petróleo: es la elevación más baja del yacimiento en la cual existe petróleo movible. Es difícil de definir este límite en el cual se pase de una saturación de 100% petróleo a una de agua de la misma magnitud La Geoestadística es una rama de la estadística clásica. Comprende un conjunto de herramientas y técnicas que sirven para analizar y predecir los valores de una variable que se muestra distribuida en el espacio o en el tiempo, de una forma continua. Difiere de las estadísticas convencionales por considerar
que
los
datos
están
relacionados
por
su
3
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos distribución en el espacio. El análisis geoestadístico consiste en un conjunto de etapas que permiten el estudio de aquellas propiedades
que
presentan
un
correlacional,
con
el
obtener
fin
de
carácter una
aleatorio función
y que
represente su variabilidad.
MAPAS. Es la representación grafica en una superficie plana en dos dimensiones, a una escala establecida de los rasgos físicos de una parte de la superficie de la corteza terrestre en el subsuelo, utilizando símbolos la mayoría de las veces convenidos la mayoría de las veces a nivel internacional y señalando la orientación generalmente con respecto al norte geográfico. IMPORTANCIA DE LOS MAPAS.
La principal importancia de los mapas en la industria petrolera
radica
petrolíferas.
en
Estas
la
cuantificación
representan
los
de
las
reservas
volúmenes
de
hidrocarburos entrampados en un yacimiento. Las reservas de petróleo y gas se clasifican como: probadas, probables posibles; esta clasificación se realiza básicamente según el grado de certeza aportado por la 4
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos información
geológica
(incluyendo
la
geometría
del
yacimiento) y la ingeniería de yacimientos existentes. Básicamente las definiciones de las reservas son las mismas a escala mundial de maneras que los valores declarados en diferentes países son comparables los unos a los otros.
MAPA ESTRUCTURAL Un Mapa Estructural es la proyección de las líneas de intersección entre un plano horizontal y una superficie, las cuales muestran sobre un plano horizontal el tope o base de un cuerpo de arena neta o nivel estratigráfico de interés, con los accidentes geológicos que la afectan tales como pliegues, fallas, erosión, etc.
Por lo general los Mapas Estructurales del Subsuelo son construidos para horizontes estratigráficos específicos, con el fin de mostrar en una forma plana las formas geométricas tridimensionales de estos horizontes. Dichos mapas son elaborados a partir de la correlación de datos obtenidos de registros de pozos e interpretaciones de secciones sísmicas. Por lo tanto, uno de los parámetros primarios a considerar en
5
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos el desarrollo de una interpretación estructural razonable es la correcta elaboración de las correlaciones.
En secuencias estratigráficas no todos los horizontes son aptos para realizar mapas estructurales. Un horizonte que no es continuo en un área extensa no podrá ser mapeado. Los mapas de horizontes estratigráficos de extensiones limitadas pueden ser elaborados después de que la interpretación estructural ha sido desarrollada por completo para un Campo o correlaciones localizadas. Un mapa estructural no es más que un tipo específico de mapa de contornos. Como es sabido, las lutitas marinas exhiben características distintivas a lo largo de extensas áreas, y es por esto que son usadas como capas guías para correlacionar a lo largo y ancho de los campos o bien para la elaboración de mapas estructurales regionales. En general la reunión de diversas estructuras geológicas interrelacionadas constituye lo que se conoce como los Estilos Estructurales de las Provincias Petroleras. Dicha reunión usualmente es similar en regiones con deformación parecida, y los tipos de trampas con hidrocarburos asociadas pueden ser previstas. Existe un número de ambientes tectónicos asociados a acumulaciones de hidrocarburos alrededor del
6
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos mundo; los cuáles resultan, a diferentes profundidades y temperaturas, en diferentes tipos de trampas estructurales de hidrocarburos que pueden requerir de distintas técnicas de mapeado. En la primera parte de este informe, discutiremos diversas técnicas utilizadas para elaborar mapas estructurales del subsuelo, que deben ser aplicadas y revisadas de acuerdo al ambiente tectónico y sus trampas estructurales asociadas.
IMPORTANCIA DE LOS CONTORNOS. La importancia de los contornos estructurales es que con ellos se puede representar la forma del tope o la base de un estrato, las superficies de fallas, estratos plegados, etc. Esta representación es lo que se denomina Mapa Estructural, el cual es una herramienta usada por los geólogos en la industria petrolera para explorar hidrocarburos desde la etapa inicial de exploración hasta el completo desarrollo de un campo. NORMAS PARA EL CONTORNEO Se reseñarán las reglas básicas para contornear, además de algunas normas para elaborar un mapa fácil de leer y comprender; y técnicas
a usarse para una culminación
precisa y correcta del mapa.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos 1.
Todos los mapas de contornos deben tener un nivel de
referencia para comparar los valores representados en los contornos. Generalmente es usado como nivel de referencia el nivel del mar. Por lo tanto las elevaciones representadas están asociadas al mismo (por encima o debajo del nivel del mar). Un signo negativo frente a un valor de profundidad indica que la elevación está por debajo del nivel del mar. 2.
Los intervalos de contornos en un mapa deben ser
constantes. El uso de valores constantes en los intervalos de los mapas los hacen más fáciles de leer y visualizar en tres dimensiones, ya que el uso de distancias iguales entre líneas de contornos sucesivas nos da una relación directa de los saltos abruptos en la pendiente representada. De esta manera, los declives o escarpes abruptos son representados por contornos con una separación muy pequeña; y los declives suaves por contornos ampliamente espaciados. La Figura 1 muestra la dificultad y confusión que se presenta al tratar de visualizar una superficie tridimensional en un mapa si el espaciamiento entre los contornos no es constante a lo largo del área mapeada. Se puede observar que de un bloque de falla a otro se presentan cambios de intervalos de 100 a 50 pies presentándose gran incoherencia.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
FIGURA 1 Mapa estructural con variación en el intervalo entre contornos. Es de notar que en el bloque levantado de la Falla A el intervalo de los contornos es de 50 pies, mientras que en el bloque deprimido
es de 100 pies; y sin
embargo
el
espaciamiento entre las curvas es casi el mismo en cuanto a distancia. Lo anterior indica que el área deprimida presenta una pendiente mucho más abrupta que el área levantada.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos Conociendo
la
naturaleza
del
área
y
el
mínimo
desplazamiento en la falla, esto es bastante improbable. La elección de un intervalo entre los contornos es una importante decisión. Entre los factores a considerar se encuentran la cantidad de datos disponibles, los límites en la práctica de la precisión de los datos, lo abrupto de la pendiente, la escala, y el uso que se le dará al mapa. 3.
El espaciamiento entre los contornos depende del declive
o pendiente de la estructura a ser mapeada. Para cualquier estructura dada, el espaciamiento de los contornos variará para diferentes zonas; a menos que sea usado el mismo método de espaciamiento en el contorneo. Varios diagramas pueden ser usados convenientemente para elaborar mapas de contornos con un espaciamiento dado cuando la pendiente o declive es conocido. Asimismo el declive en un mapa terminado puede ser medido por el espaciamiento entre contornos. La Figura 2
representa un diagrama en el que se
relacionan la pendiente de los lechos de acuerdo a la distancia horizontal entre las curvas de 100 pies. Con estos diagramas se puede determinar las pendientes tanto en mapas de falla como en mapas de la estructura en sí.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Figura 2 diagrama de buzamiento vs distancia horizontal en pies 4.
Todos los mapas deberían incluir una escala gráfica
(Figura 4). Una escala gráfica le da al observador una idea de la extensión del área en el mapa y de la magnitud de los detalles que en el se presentan. Los mapas son generalmente sometidos a reducciones o ampliaciones por diversas razones; sin una escala gráfica los valores mostrados en el mapa pueden resultar sin sentido.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
5.
Todos los mapas deberían incluir una escala gráfica
(Figura 4). Una escala gráfica le da al observador una idea de la extensión del área en el mapa y de la magnitud de los detalles que en el se presentan. Los mapas son generalmente sometidos a reducciones o ampliaciones por diversas razones; sin una escala gráfica los valores mostrados en el mapa pueden resultar sin sentido.
FIGURA 4 Ejemplo de un Alto estructural localizado, indicando por una variación en el buzamiento general. 6. Las curvas que representan el quinto contorno, son consideradas curvas índices. Deberían ser más oscura o ancha
12
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos que el resto de las curvas y estar rotulada con su valor correspondiente. (Figura5). 7. Las curvas con líneas segmentadas a través de ellas deben ser usadas para indicar una depresión pronunciada y cerrada. (Figura 5)
Figura 5 Mapa Estructural de una cuenca. 8. Al elaborar un mapa debe empezarse por las zonas que presenten mayor cantidad de puntos de control. El área o áreas de máximo control se dan frecuentemente alrededor de altos o bajos estructurales.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
9. La construcción de contornos en grupos de varias líneas en lugar de un solo contorno a la vez. Este método nos permite tener una mejor visualización de la superficie a mapear y da como resultado un mapa más consistente. 10.
Inicialmente debe escogerse un contorno simple, que
honre la información y provea una interpretación realista. Esta simple solución es la mejor y la más sencilla para probar lo real de los datos. Si se presentan problemas con esta solución se debe preparar una investigación más compleja. 11. Se recomienda usar un estilo de curvas suaves al contornear, a menos que los datos indiquen otra cosa. Algunos geólogos argumentan que las curvas suaves no ocurren en la naturaleza con frecuencia.
Esto puede ser
verdad; sin embargo, es más conveniente mantener una estructura simple con contornos suaves hasta que los datos revelen que se debe elaborar el mapa de forma diferente. Es posible que se presenten malentendidos por “culebrear” sin necesidad los contornos. 12. Inicialmente, se debe construir el mapa trazando líneas delgadas con un lápiz, con el fin de que las mismas puedan ser borradas cuando el caso así lo requiera.
14
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos 13. El contorneo puede ser optimista o pesimista de acuerdo a la experiencia del que elabora el mapa, las normas de la corporación, y la filosofía de exploración. Sin embargo, toda construcción de un mapa, debe estar regida por el “estilo tectónico”, y el optimismo debe mantenerse dentro de unos límites geológicamente razonables. De la misma forma, el pesimismo al contornear puede condenar de tal manera la determinación
de
áreas
prospectivas,
que
podría
no
emprenderse la perforación exploratoria. Una buena filosofía de mapeo no es realista ni pesimista, pero hace uso de toda la pericia técnica que permita hacer al mapa realista. 14. Las estructuras pueden o no presentar congruencia (compatibilidad entre los contornos) a través de la falla. La congruencia de las estructuras en lados opuestos de la falla, depende primordialmente del tamaño y tipo de falla. Por ejemplo,
muchas,
sino
es
que
la
mayoría
de
los
desplazamientos debidos a fallas (estructurales) normales e inversas; demuestran congruencia a través de la falla (Figura 6a). Por el contrario, muchas fallas normales lístricas y fallas de empuje, con significativos desplazamientos, dan como resultado estructuras que no son compatibles a través de la falla (Figura 6b). El método a utilizar en el contorneo a través de una falla dependerá de si existe o no caompatibilidad estructural en ambos lados de la falla.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Figura 6 Interpretaciones de áreas yacimientos representadas en mapas.
15. Los altos estructurales, a pesar de su procedencia; con frecuencia
tienden
a
aplanarse
a
lo
largo
del
eje,
presentándose un buzamiento suave a través del tope de la
16
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos estructura (Figura 7a). El espaciamiento entre las curvas se hace más ancho a lo largo de la cresta de la estructura comparado con los contornos de los flancos. Los sinclinales, al igual que los anticlinales, también tienden a aplanarse a lo largo de sus ejes. Frecuentemente el espaciamiento entre contornos en los anticlinales es más pronunciado que en los sinclinales. Si los datos indican la existencia de una pendiente abrupta en la cresta con un pequeño aplanamiento, podría ser indicio de una superficie que ha sido afectada por procesos erosivos o por la presencia de una discordancia (Figura 7 b y c).
FIGURA 7 Cambios en la dirección del buzamiento y posibles causas.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
FIGURA
8
Secciones
estructurales
que
muestran
las
relaciones de compatibilidad en fallas 16.
Los bajos estructurales cerrados no son comunes. Si es
posible, se recomienda evitar la construcción en mapas de bajos estructurales cerrados, a menos que los datos así lo indiquen. La presencia de estos bajos puede sugerir la existencia de una superficie erosionada o fallada. Si los bajos se presentan elongados, es muy probable la teoría de fallamiento; así como el gran tamaño en los mismos aumenta la probabilidad de existencia de fallas.
18
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos 17. La “Licencia de Contorno”, remite al geólogo a una construcción de contornos de la forma que mejor se ajuste a los datos de ingeniería y geología, y que mejor represente los tipos de estructuras presentes en la escena tectónica. El método interpretativo de contorneo definido por Bishop (1960) es
el que mejor corresponde a lo que llamamos
“Licencia de Contorno”. 18. Altos Estructurales Específicos pueden presentarse en forma de domos, anticlinales, y “narices”. Las estructuras “dómicas”, son por lo general el resultado de levantamientos locales, tales como intrusiones de sal. En el caso de los domos, la dirección de buzamiento tiende a alejarse de el alto central y la magnitud de la pendiente permanece más o menos constante a lo largo de la estructura, a menos que la misma esté cruzada por fallamiento en bloques. Por lo tanto, el espaciamiento en estos casos es frecuentemente uniforme a lo largo de la estructura. En la dirección del buzamiento, las áreas más altas a lo largo del levantamiento usualmente presentan las pendientes más abruptas con un decremento gradual al alejarse de la zona levantada. El espaciamiento se observa cerrado en la cresta de la estructura, pero se ensancha al distanciarnos de la misma.
19
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos Las
estructuras
anticlinales
aparecen
generalmente
como domos alargados. Se pueden originar como resultado de fuerzas compresivas (pliegues asociados a fallas, inversas)
o
extensivas
(corrimiento
de
fallas
anticlinales
con
desarrollo de fallas lístricas normales). En general la dirección del buzamiento tiende a alejarse del tope de la estructura en dos direcciones opuestas. Dado que los anticlinales son con frecuencia asimétricos, con superficies axiales inclinadas, el grado de la pendiente y consecuentemente el espaciamiento entre curvas; puede variar en torno del anticlinal.
Las “narices” que se despliegan desde estructuras locales presentan un buzamiento que se aleja de la cresta en tres
direcciones.
El
espaciamiento
entre
las
líneas
de
contornos se ensancha, indicando un aplanamiento de la pendiente en el área que corresponde a este tipo de estructuras o en las asociadas re-entradas. Las curvas se tornan más cercanas en cuanto se desciende del alto local, hasta que el buzamiento regional se impone de nuevo. La
mejor
prueba
de
la
validez
de
la
geometría
tridimensional en cualquier mapa de contornos estructural es predecible. La interpretación será mejor, cuando se disponga de datos adicionales de perforación en nuevos pozos o de nuevas líneas sísmicas. Así, la construcción de los mapas
20
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos requerirá revisión cada vez que se disponga de nuevos datos, debiéndose considerar seriamente la validación de el mapa en cuestión. Por otro lado, si solo se requieren de pequeños ajustes, y los yacimientos de hidrocarburos con sus trampas que han sido predichos en la fase de mapeado, son encontrados
sucesivamente,
la
interpretación
debe
ser
considerada como válida. Recordemos que siempre se trabaja con una cantidad limitada de datos del subsuelo que debe ser interpretada. Cada geólogo debe hacer uso de su imaginación y comprensión de las estructuras locales, la habilidad para visualizar en tres dimensiones, conocimientos y habilidades técnicas, e imaginación para considerar cualquier cantidad de interpretaciones posibles. Finalmente el geólogo debe decidir cuál interpretación, de acuerdo a su juicio, es la más razonable. Las 20 normas aquí presentadas deben ayudarnos en la construcción de mapas estructurales de contornos más precisos y razonables.
MÉTODOS DE CONTORNEO Comúnmente combinaciones,
son en
usados la
4
métodos
elaboración
de
o
sus
mapas
estructurales. Estos son: 1. Mecánico
21
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos 2. De Iso-espaciamiento 3. Por paralelismo 4. Interpretativo 1.
Contorneo Mecánico. En este método se asume que la
pendiente o ángulo de buzamiento de la superficie a ser mapeada es uniforme entre los puntos de control, y que cualquier cambio es debido a los mismos. De acuerdo a esto, el espaciamiento de los contornos es matemáticamente proporcional entre puntos de control adyacentes. El contorneo mecánico puede quedarse corto para cualquier interpretación geológica, e incluso si el mapa es mecánicamente correcto, el resultado
puede
fundamento;
ser
un
especialmente
mapa en
geológicamente
áreas
con
un
sin
control
ampliamente espaciado (Figura 9a). 2.
Contorneo por Paralelismo. Con éste método las
curvas
son
construidas
paralelas
o
aproximadamente
paralelas unas de otras. No se asume uniformidad en la pendiente o en el grado de buzamiento; por lo tanto, el espaciamiento entre contornos puede variar. Al igual que el método anterior, puede arrojar en ocasiones un panorama geológico irreal. Esto nos lleva a la necesidad de hacer uso de la antes mencionada “Licencia Geológica” para construir un
22
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos mapa más aproximado a la realidad, ya que no se asume la existencia de un buzamiento uniforme. 3.
Contorneo Iso-espaciado. En éste caso se asume la
presencia de una pendiente uniforme a lo largo de toda el área, o al menos sobre una zona parcial de la estructura. Algunas veces es considerado como un caso especial del contorneo por paralelismo. La ventaja que presenta su uso es que en las etapas iniciales del mapeo se puede señalar el número máximo de altos y bajos estructurales que se esperan en un área de estudio. (Figura 9c). 4.
Contorneo Interpretativo. En éste método el geólogo
cuenta con una absoluta “Licencia geológica” para preparar un mapa que refleje la mejor interpretación del área de estudio, mientras se honren los datos de control disponibles. No se considera un buzamiento constante del lecho o paralelismo entre los contornos. Por lo tanto, el geólogo puede utilizar su experiencia, imaginación, habilidad, pensamiento tridimensional; así como comprensión y conocimiento del estilo estructural y de deposición de la región geológica a la que se le realizará la interpretación realista y precisa. Es el más aceptado y utilizado de los métodos para la construcción de mapas. La elección del método o combinación de métodos a utilizar debe ser dictada por características como el número total de
23
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos puntos de control, la extensión areal de estos puntos, y el propósito del mapa. no es posible realizar una interpretación exacta de los rasgos del subsuelo con la misma precisión con que se elaboraría un mapa topográfico. Lo más importante es elaborar la interpretación más realista y razonable que se ajuste a los datos disponibles.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
FIGURA 9 Métodos de Contorneo
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
FIGURA 9 Continuación de la Figura CONTORNEO DE SUPERFICIES FALLADAS. El
contorneo
de superficies falladas añade
ciertas
complicaciones en el proceso de elaboración de mapas de horizontes y superficies. Un mapa estructural completo que incluya uno o más horizontes es usualmente el objetivo principal de cualquier proyecto de mapeo. Sin embargo, para construir un mapa estructural completo, deben elaborarse mapas de falla e integrarlos a los mapas estructurales. Para ello se necesita contar con una interpretación geológica razonable y mapas cabales. En éstos términos la integración es como sigue (Figura 10). 1. Se debe determinar la posición de las trazas de falla de los bloques levantado y deprimido. 2. Se representa la separación vertical de la falla, a partir de cualquier mapa de un horizonte en especial.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos 3. Se definen los límites del yacimiento rodeado de fallas. 4. Se procede a la elaboración, mediante un contorneo apropiado, del mapa del horizonte que es cruzado por la falla.
TÉCNICAS APROPIADAS PARA INTEGRAR UN MAPA DE FALLA CON UNO ESTRUCTURAL: 1. Técnicas para posicionar las trazas de los bloques levantado y deprimido de una falla en un mapa estructural. 2. Construcción del hueco o boquete de falla, o corrimiento. 3. Mapeo de la separación vertical versus el rechazo. 4. El uso de topes restaurados en el mapeo estructural. 5. La aplicación del criterio de congruencia o compatibilidad a través de la falla; y 6. Uso de las excepciones para elaborar mapas basándose en la compatibilidad o congruencia.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
FIGURA 10 Mapa Integrado de Falla y Estructura TÉCNICAS PARA CONTORNEAR A TRAVÉS DE FALLAS Fallas Normales. Una traza de falla es definida como una línea que representa la intercepción entre una superficie de falla y un horizonte estructural. Normalmente se requieren de dos trazas para delinear una falla en un mapa estructural. Una de las líneas está asociada a la traza correspondiente al bloque levantado, y la línea más oscura representa la traza del bloque deprimido. Frecuentemente es usado como símbolo de la dirección de buzamiento de la falla una figura con forma de tienda de campaña colocada en el bloque deprimido. El mapa estructural
de
la
Figura
11
muestra
una
superficie
contorneada que ha sufrido desplazamiento por fallamiento. Se usan los símbolos convencionales descritos anteriormente. La Figura 11a muestra el mapa estructural de la Arena 8000 pies fallada. La falla (Figura 11b) tiene un rumbo este-oeste y buza hacia el sur en un ángulo de 50 grados. La estructura al nivel de la Arena a 8000 pies es un anticlinal elevado. La falla
28
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos presenta una sección faltante de 400 pies, basándose en correlaciones de registros eléctricos. La sección faltante no es más que una representación de la separación vertical de la falla. Las técnicas presentadas exhiben los métodos correctos para proyectar los contornos desde un bloque de la falla hasta el otro lado de la misma (en el otro bloque de la falla). Usando los datos disponibles (Figura 11a), se elaboran inicialmente los contornos para el bloque que presente un mejor control de pozos, en éste caso el levantado con cuatro pozos. Estos contornos se extienden a la traza de la Falla 1 correspondiente al bloque levantado. Para continuar del otro lado de la falla, se proyectan los contornos desde el bloque levantado a través de la falla, hasta el bloque deprimido. Esto es observado en la Figura 11a en un grupo de curvas de contornos corridas que continúan al otro lado del boquete de falla, indicando que la tendencia estructural de la arena continuaría si la falla no estuviera allí. En otras palabras, donde se tenderían a perder los contornos si la falla no estuviera en ese lugar. Una vez que los contornos son proyectados a través del vacío de la falla a la traza en el bloque deprimido, son ajustados de acuerdo a los valores de los contornos dibujados para el bloque levantado y a la magnitud conocida de la sección faltante, que en este caso es de 400 pies. Posteriormente se procede a dibujar las curvas en el bloque deprimido. Por ejemplo la
29
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos curva correspondiente al valor de -8500 pies en el bloque levantado se convertirá en una curva de valor -8900 pies al cruzar la falla
FIGURA 11
Mapas Estructural Integrado y de Falla del
horizonte 8000pies. Los contornos deben ser proyectados en cierta medida dentro del vacío entre las trazas de falla. Es de notar cómo la curva de -8300 pies es proyectada desde la traza en el bloque levantado a lo largo de cierta distancia dentro del vacío de la falla, hasta interceptar la traza del bloque deprimido y entrar al mismo con un valor de -8700 pies. La mecánica de
30
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos proyección de contornos usada en el caso del contorno –8300 pies, a través de la falla como lo muestra la Figura, es la técnica correcta para contornear a través de fallas normales, usando la separación vertical (sección faltante) que es obtenida a su vez de registros de pozo o secciones sísmicas. La correcta aplicación de esta técnica dará como resultado la disposición precisa de las trazas de falla en los bloques levantado y deprimido, y de ésta manera se establecerá el vacío o hueco de la falla. Asegurándose también que el desplazamiento alrededor de la falla ha sido mapeado correctamente. Una de las razones del porque no se dibuje el trazado a través de la falla es que los datos del rechazo no están disponibles para todos los casos al mapear, además el rechazo no es el desplazamiento vertical que requerimos para mapear a través de una falla. Sin embargo, si se quiere conocer el rechazo de la falla, sus valores pueden ser determinados por mediciones simples, luego que el mapa estructural de contornos ha sido construido, como se muestra en la figura 11 o mediante el uso de ecuaciones. El rechazo es la diferencia en la profundidad vertical que se genera entre el lugar donde la falla intercepta la formación en el bloque levantado y donde intercepta al bloque deprimido, es medida en forma perpendicular al rumbo de la
31
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos falla. En la figura 11b, el rumbo de la falla es este-oeste (E-W); por
lo
tanto,
el
rechazo
puede
ser
determinado
por
mediciones alrededor de la falla en dirección norte-sur (N-S). Nótese la presencia de flechas en el vacío de la falla en el pozo 7. Usaremos los puntos A y B del mapa (Figura 11a), la profundidad del punto A, ubicado en el bloque levantado es de –8460 pies; y la del punto B en el bloque deprimido es de – 8940 pies. El rechazo de la falla en ésta zona es la diferencia entre éstas dos profundidades y su valor es 475 pies. Si se aplicara la ecuación referida, el rechazo estimado sería de 496 pies aproximadamente, usando un promedio de buzamiento del lecho de 13 grados y para el buzamiento de la falla un valor de 50 grados aproximadamente. Considerando la precisión de las mediciones realizadas en un mapa, estas dos mediciones estimadas se ajustan excelentemente. El levantamiento, que es la distancia horizontal que se presenta a través del vacío de la falla desde la traza de falla del bloque levantado hasta el deprimido, medido en forma perpendicular al rumbo de la falla, es de 390 pies. Podemos observar, para este ejemplo en particular que el rechazo es aproximadamente 80 pies mayor que la separación vertical. Mediante
la
construcción
de
mapas
estructurales
del
subsuelo, las medidas del rechazo o levantamiento son
32
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos realizadas
con
frecuencia
con
fines
académicos
y
no
presentan aplicabilidad en la construcción actual de un mapa estructural. Sin embargo el rechazo y levantamiento pueden ser usados para controlar o chequear los mapas después de terminados, usando métodos gráficos y matemáticos. Si los valores
calculados
de
rechazo
y
levantamiento
son
relativamente cercanos, se puede concluir que la construcción del mapa fue razonable. Para ilustrar de forma adicional la forma correcta de elaborar curvas a través de una falla, revisaremos la Figura 12 usando los mismos datos de la Figura 11, con una excepción. En este caso usaremos un mapa con una profundidad mayor en 2000 pies aproximadamente, situando las trazas de falla en el flanco norte de la estructura. La falla buzará ahora en dirección opuesta a la Formación. La arena, con buzamiento predominante hacia el Norte; se verá desplazada por la falla de buzamiento al sur. Dicha falla presenta una sección faltante de 400 pies. A partir de los datos puntuales disponibles, se construirán los contornos de la estructura para el bloque levantado, que se extenderán en el vacío de la falla hasta la traza en el bloque deprimido; para posteriormente construir las curvas en el mismo.
33
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
34
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
La
construcción
de
un
bloque
a
otro
está
representada por un conjunto de líneas punteadas que se extienden desde la traza de falla del bloque levantado a la del deprimido, pasando por el salto o vacío. Una vez que las curvas son extendidas hasta el bloque deprimido, se ajustan los valores de profundidad, de acuerdo a la magnitud de la sección faltante (400 pies). Por ejemplo, el contorno del bloque levantado de valor –6000 pies, al atravesar
la
falla
se
convierte
en
una
curva
de
profundidad –6400 pies en el bloque deprimido. Al igual que en el caso de la Figura 11, esta técnica es la misma a seguir para la construcción de todas las líneas de contornos. Ahora que ya se han trazado los contornos en ambos bloques, el rechazo y levantamiento de la falla puede ser medido. Podemos determinar gráficamente el rechazo de la falla, estimando las profundidades para los puntos A y B en el mapa; nótese que los valores de rechazo y levantamiento son diferentes a los obtenidos en la Figura 11. El
valor
actual
del
rechazo
es
de
335
pies,
comparado con 480 pies en la figura 11. El valor para el levantamiento es 280, comparado a 390 pies. Sin 35
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
embargo, es necesario observar que a pesar del cambio en éstos valores, la sección faltante es la misma en ambos casos (400 pies). Es decir, el valor de la separación vertical
no
ha
variado
a
diferencia
del
rechazo.
Recordemos que el rechazo y levantamiento dependen de todas las variables combinadas de la falla, que cambian de acuerdo a la forma de la falla en la zona.
La
construcción
de
un
bloque
a
otro
está
representada por un conjunto de líneas punteadas que se extienden desde la traza de falla del bloque levantado a la del deprimido, pasando por el salto o vacío. Una vez que las curvas son extendidas hasta el bloque deprimido, se ajustan los valores de profundidad, de acuerdo a la magnitud de la sección faltante (400 pies). Por ejemplo, el contorno del bloque levantado de valor –6000 pies, al atravesar
la
falla
se
convierte
en
una
curva
de
profundidad –6400 pies en el bloque deprimido. Al igual que en el caso de la Figura 11, esta técnica es la misma a seguir para la construcción de todas las líneas de contornos. Ahora que ya se han trazado los contornos en ambos bloques, el rechazo y levantamiento de la falla puede ser 36
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
medido. Podemos determinar gráficamente el rechazo de la falla, estimando las profundidades para los puntos A y B en el mapa. notese que los valores de rechazo y levantamiento son diferentes a los obtenidos en la Figura 11. El valor actual del rechazo es de 335 pies, comparado con
480
pies
en
la
figura
11.
El
valor
para
el
levantamiento es 280, comparado a 390 pies. Sin embargo, es necesario observar que a pesar del cambio en éstos valores, la sección faltante es la misma en ambos casos (400 pies). Es decir, el valor de la separación vertical
no
ha
variado
a
diferencia
del
rechazo.
Recordemos que el rechazo y levantamiento dependen de todas las variables combinadas de la falla, que cambian de acuerdo a la forma de la falla en la zona. La
construcción
de
un
bloque
a
otro
está
representada por un conjunto de líneas punteadas que se extienden desde la traza de falla del bloque levantado a la del deprimido, pasando por el salto o vacío. Una vez que las curvas son extendidas hasta el bloque deprimido, se ajustan los valores de profundidad, de acuerdo a la magnitud de la sección faltante (400 pies). Por ejemplo, el contorno del bloque levantado de valor –6000 pies, al atravesar
la
falla
se
convierte
en
una
curva
de
profundidad –6400 pies en el bloque deprimido. Al igual 37
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
que en el caso de la Figura 11, esta técnica es la misma a seguir para la construcción de todas las líneas de contornos. Ahora que ya se han trazado los contornos en ambos bloques, el rechazo y levantamiento de la falla puede ser medido. Podemos determinar gráficamente el rechazo de la falla, estimando las profundidades para los puntos A y B en el mapa. notese que los valores de rechazo y levantamiento son diferentes a los obtenidos en la Figura 11. El valor actual del rechazo es de 335 pies, comparado con
480
pies
en
la
figura
11.
El
valor
para
el
levantamiento es 280, comparado a 390 pies. Sin embargo, es necesario observar que a pesar del cambio en éstos valores, la sección faltante es la misma en ambos casos (400 pies). Es decir, el valor de la separación vertical
no
ha
variado
a
diferencia
del
rechazo.
Recordemos que el rechazo y levantamiento dependen de todas las variables combinadas de la falla, que cambian de acuerdo a la forma de la falla en la zona. En este caso (Figura 12), la dirección relativa de la falla ha cambiado, desde un buzamiento en la misma dirección general de la formación (Figura 11);
a un
buzamiento
a
en
dirección
opuesta
(Figura
12)
la
38
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
formación. Esto influye en la dirección del buzamiento de la falla (el rumbo de la falla permanece constante en esencia), causando divergencia en los valores de rechazo y levantamiento entre las dos figuras. Se puede hacer uso de ecuaciones para determinar estos últimos valores en los puntos A y B; y compararlos con los obtenidos gráficamente del mapa; el pozo N° 2 presenta un promedio de buzamiento del lecho de –14.5 grados.
Fallas Inversas. La técnica presentada para elaborar contornos a través de una falla normal puede ser aplicada también en el caso de las fallas inversas. Las fallas inversas y corrimientos, sin embargo, pueden producir tanto un cabalgamiento como un salto (vacío) de falla. En la Figura 13 , se expone la técnica apropiada para construir contornos a través de una falla inversa. La arena 8500 pies, cuyo buzamiento es generalmente oeste-noroeste (W-NW), es afectada por una falla de inversa que buza en sentido oeste-suroeste (W-SW). El tamaño de la falla o separación vertical determinado a partir de correlaciones de registros es de 450 pies.
39
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
FIGURA 13 Método correcto para graficar la sección repetida en una falla inversa La técnica usada para construir contornos a través de una falla inversa es más sencilla que la utilizada en los
40
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
casos de la existencia de fallas normales, porque no es necesario que se proyecten los contornos a lo largo de un vacío de falla. En las fallas inversas se observa un cabalgamiento o superposición de los horizontes. Por lo tanto, las curvas del bloque colgado son construidas derecho hacia la traza de falla del bloque levantado. De la misma forma, los contornos del bloque base son dibujados hasta encontrarse con la traza de falla correspondiente al bloque deprimido. De acuerdo a la superposición de los bloques fallados, la dirección del rumbo de los contornos se establecerá en el que sea mapeado inicialmente (el que tenga más puntos de control), y el mismo servirá como guía para elaborar los contornos en el otro bloque. Al igual que en el caso de las fallas normales, consideraremos para trazar las curvas en la dirección correcta que la falla no está presente. Los pozos ubicados en la superposición de la falla serán usados como guía en ambos bloques de la falla. Nótese que el pozo N°2 en la Figura 13 (ubicado en la zona de superposición de la falla), ha atravesado el tope del horizonte en cuestión, dos veces; la primera vez a 4700 pies y la segunda a 5150 pies. La diferencia vertical entre éstos dos topes es equivalente al valor
41
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
numérico de la sección repetida (separación vertical), que es igual a 450 pies. Por lo tanto, podemos decir que la separación vertical puede ser observada directamente en el plano de falla. Hay un problema en la construcción del plano de una falla inversa; pudiéndose generar un caos, que llevaría a la confusión. Parte de ésta confusión puede ser eliminada si se dibujan punteados los contornos en el bloque deprimido bajo la falla, dentro de la zona de superposición de la misma, como se observa en la Figura13. otro método recomendado para eliminar el caos es separar los bloques de falla y presentarlos de manea aislada. Esta es la mejor manera de construir un mapa estructural atravesado por una falla inversa, especialmente si se necesita de mapas isópacos del yacimiento. El método será desarrollado más adelante.
MAPA ISÓPACO
42
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Un mapa isópaco es un mapa que muestra por medio de líneas de contornos la distribución y el espesor de la unidad específica que se está mapeando (Figura 1 ). Los términos Isochore e isópacos son frecuentemente usados como sinónimo en la industria petrolera, pero son diferentes. Un mapa Isochore delinea el verdadero espesor vertical de una unidad de roca un mapa isópaco ilustra el verdadero espesor estratigráfico de una unidad.
Figura 1 . MAPA ISOPACO El diagrama
muestra el espesor
de la unidad
específica que se está mapeando. La parte superior de la figura es un mapa isopaco de la unidad. Los
mapas
isópacos
representan
por
medio
de
contornos, los espesores variables de una determinada unidad estratigráfica. Por ello requiere de dos horizontes
43
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
claves, uno es la parte superior (tope) y otro en la parte inferior (base) de la unidad a representar. (Figura 2). Un plano isópaco es extremadamente útil debido a que proporciona información directa sobre el lugar de máximo espesor, o de la terminación lateral de las formaciones porosas o permeables que pueden coincidir con trampas estratigráficas, además de proporcionar las bases para la interpretación de la historia geológica de una región durante la sedimentación de las formaciones consideradas, la forma de la cuenca, la posición de la línea de costa, áreas de levantamiento, etc. Un mapa isópaco difiere de los demás tipos de mapas de curvas de nivel por tener su plano de referencia en la parte superior de la unidad estratigráfica. Un modelo de un mapa isópaco tiene una parte superior plana, con espesores variables que se extienden hacia debajo de la misma .
44
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Figura 2. Mapa isópaco. En estos mapas, la isópaca cero es el borde del afloramiento del asiento de la unidad. Puede dibujarse sobre el mapa una línea que marque el límite de la cubierta, para indicar el borde interno del cinturón del afloramiento. En el subsuelo, el cero isópaco se traza mediante los datos de los pozos, para delinear el área completa de ocurrencia de la unidad. La ocurrencia de áreas cero dentro del área principal del mapa presenta problemas especiales. En algunos casos,
se
sabe
que
estos
“agujeros”
se
deben
a
alzamiento y erosión posteriores a la Formación del depósito. En otros casos, el área cero ocurre enteramente en el subsuelo, y el problema consiste en decidir si representa un lugar en el que no hubo depositación. La separación relativa de las isópacas y los cambios de litología hacia el borde cero, proporcionan ciertos criterios para solucionar esta. USO DE LOS MAPAS ISOPACOS.
45
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Los mapas Isochore e Isópacos son usados con diversos propósitos por los geólogos petroleros, incluyendo: 1) Estudios del medio ambiente de deposición 2) Estudios genéticos de arenas 3) Análisis histórico del crecimiento 4) Estudios del espacio deposicional 5) Mapeando derivas 6) La historia del movimiento de fallas y La calculación de volúmenes de hidrocarburos
MAPA ISÓPACO DE ARENA TOTAL: Es la representación en un plano horizontal de los espesores de un cuerpo de arena, medidos en los perfiles de los pozos (registro eléctrico, densidad, Microlog, etc) El espesor de cada cuerpo de arena, se determina estableciendo el tope y la base del cuerpo completo. La construcción del isópaco se realiza trazando contornos de igual espesor, guiándose con el modelo depositacional establecido previamente. La simbología es el trazado discontinuo. La interpretación de este mapa informa sobre la orientación del cuerpo de arena y su distribución en el área.
46
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Mapa isopaco de arena total
MAPA ISÓPACO DE ARENA NETA: Se construye de igual forma que el mapa
descrito
anteriormente, pero el espesor de arena se determina estableciendo
como
límite de arena
permeable el que
corresponde a 50% del volumen de arcilla. Para la evaluación de la arena neta se pueden utilizar registros de Potencial Espontáneo, Gamma Ray, Densidad/Neutrón, Microperfil y de Densidad
de
Formación
Compensada
para
calcular
exactamente los espesores permeables de la arena.
47
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
AMBIENTE SEDIMENTARIO Un
ambiente
sedimentario
es
una
porción
geográficamente limitada de la superficie, que puede ser fácilmente distinguida de las áreas adyacentes a través de un conjunto
de condiciones físicas,
biológicas,
cuyas
bajo
influencias
se
químicas y
acumulan
los
sedimentos. Este conjunto de condiciones conlleva a la posterior identificación del ambiente y determina las propiedades que presentan los sedimentos depositados en él. 1.- Ambiente fluvial El ambiente fluvial posiblemente es el ambiente más importante de la tierra firme. La vida de un río desde su manantial
hasta
la
desembocadura
es
un
sistema
altamente complejo con un sin número de fenómenos, factores y dependencias. El ambiente se define por la acción de agua en movimiento, por la energía del agua y por el conjunto de erosión, transporte y sedimentación en el
mismo
ambiente.
Además
los
sistemas
fluviales
dependen fuertemente de las condiciones climáticas. El ambiente fluvial comprende el canal del río, la llanura aluvial y los conos aluviales, aunque estos últimos suelen
48
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
tratarse como un ambiente separado del fluvial. El canal de
un
río
puede
ser
rectilíneo,
meandriforme
o
entrelazado (Alfonsi, P., 1983) (Figura 1). Canal entrelazado: El río del tipo entrelazado (“braided stream”) se encuentra en las montañas o en regiones subpolares, es decir,
su Formación es favorecida por una pendiente
moderada
a
relativamente
alta,
así
como
por
fluctuaciones rápidas en el régimen de flujo y una abundante disponibilidad de material grueso (Figura 2). Un
canal
individuales
entrelazado separadas
está
formado
por
barras
por de
corrientes sedimentos
depositadas por la misma corriente (Figura 3).
49
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Figura 1: Tipos de ríos
Figura 2: Modelo geomórfico de un sistema fluvial de Corrientes entrelazadas.
50
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Figura 3: Características morfológicas de un sistema fluvial de corrientes entrelazadas Corriente meandriforme: Se encuentra en los sectores de colinas y llanuras. La inclinación mediana provoca, que el río por sí mismo produzca curvas (Figura 4). Los meandros representan la trayectoria de menor resistencia al flujo de una corriente. La barra de meandro (“point bar”) es el depósito característico de un canal meandriforme, se forma por migración lateral del meandro de manera que el material más grueso se acumula en la parte mas profunda del canal mientras que la arena media y fina, el limo y la arcilla son depositados sobre la superficie de la barra gradualmente según su tamaño de grano, en zonas del
51
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
canal cada vez más someras, lo cual resulta en una secuencia granodecreciente (“fining up”).
Figura 4 Modelo geomórfico de un sistema de corrientes meandriformes.
Figura 5. Características morfológicas de un sistema fluvial decorrientes meandriformes. Canal rectilíneo: Los canales rectilíneos son raros
su profundidad
puede ser muy variable. En la zona opuesta al punto de mayor profundidad hay acumulación de material y se forma una barra, estas barras alternan de una ribera a la otra como en el caso de las corrientes meandriformes. Los
52
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
canales deltaicos tienen
tendencia
al desarrollo
de
canales rectilíneos (Alfonsi, P., 1983). 2.- Ambiente deltaico. Un delta se forma donde un río trae al mar más sedimentos del que las olas y corrientes litorales pueden distribuir hacia otras áreas. El tipo de delta resultante depende del grado de suministro de material a la costa y su redistribución por olas, mareas y corrientes litorales (Figura 6). De esta manera, según el tipo de energía predominante, se puede distinguir el delta dominado por río, el delta dominado por mareas y el delta dominado por oleaje, aunque los tres factores pueden interactuar para dar lugar a deltas de tipo mixto.
Mississippi
APORTE DE SEDIMENTOS
Plaquemines Miss. Moderno St. Bernard (Miss.) Po Danubio DOMINADOS FLUVIALMENTE Lafourche Yukon? (Miss) Mahakam
Danubio
Mahakam
Ebro
Nilo
Orinoco Niger
DOMINADOS POR OLEAJE
DOMINADOS Mekong POR MAREAS
Rhone Kelantan Brazos Sao Francisco
Copper
FLUJO DE ENERGÍA DEL OLEAJE
Yolu Fly Colorado Ganges-Brahmaputra Klang-Langat
FLUJO DE ENERGÍA DE LA MAREA
Sao Francisco Copper
Fly
53
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Figura 6: Clasificación de los deltas. Galloway y Hobday (1996)
Delta con dominio de oleaje: En este caso el material sedimentario aportado al mar por canales fluviales es distribuido por las corrientes litorales formándose un frente deltaico constituido por crestas de playa (beach ridges) sucesivas, las cuales a medida que el delta avanza hacia el mar son cortadas por los distributarios. (Alfonsi, P., 1983) (Figura 7).
Figura 7: Esquema de planta de un delta con dominio de oleaje.
54
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Delta con dominio fluvial: Un delta con dominio fluvial se forma donde un río trae al mar más sedimentos del que las olas y corrientes litorales pueden redistribuir hacia otras áreas (Gamboa P., 2002). La morfología de estos deltas puede ser lobulada y alargada o digitada. Generalmente, los deltas que se forman en las zonas costeras poco profundas son del tipo lobulado, mientras que los deltas que se forman en aguas más profundas, como por ejemplo en el borde del talud continental, son de tipo alargado (Figura 8).
A pesar de sus diferencias geomorfológicas, estos deltas
presentan
las
mismas
características
sedimentológicas, a saber: los canales distributarios forman una ramificación partiendo desde el río principal y contrastan con baja sinuosidad con este último, que frecuentemente es más meandriforme.
55
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Figura 8: Esquema en planta de un delta con dominio Fluvial. (río Mahakam)
Delta con dominio de marea: En este ambiente el material sedimentario aportado por los distributarios es retrabajado por las corrientes de marea que es la energía dominante en la línea de costa, de
manera
que
se
forman
barras
de
arena
perpendiculares a la línea de costa, las cuales se encuentran separadas unas de otras por canales de marea (Figura 9). Las barras de arena del ambiente próximo-costero y de los deltas con dominio de oleaje son,
56
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
a diferencia de las barras de marea, paralelas a la línea de costa (Alfonsi, P., 1983).
Figura 9: Deltas dominados por mareas (Galloway y Hobday ,1996).
57
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
CONTACTO AGUA-PETRÓLEO Es la elevación más baja del yacimiento en la cual existe petróleo movible. Es difícil de definir este límite en el cual se pase de una saturación de 100% petróleo a una de agua de la misma magnitud. El contacto puede ser determinado mediante el uso de registros eléctricos convencionales (Induction Electrical Log y Dual Laterolog) observando dónde ocurre un cambio drástico en la resistividad medida, este método es seguro y menos costoso que realizar análisis de núcleos y análisis
58
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
de
muestra
de
agua
de
formación.
Figura 1. LÍMITE DE FLUIDOS AGUA- PETRÓLEO ORIGINAL. DEFINICIÓN DEL CONTACTO DE LOS FLUIDOS Y DE LAS ZONAS DE TRANSICIÓN. La mayoría de los yacimientos están humedecidos por agua y por ello las fuerzas capilares resisten el desplazamiento del agua por el petróleo. En la Figura 2. se
59
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
observa la ubicación de los contactos de los fluidos y zonas de transición en un yacimiento:
Figura 2. Ubicación de los Contactos de Fluidos y Zonas de Transición. Contacto Inicial Agua-Petróleo: Es el punto más bajo en el yacimiento donde está presente el petróleo. Como se muestra en la figura 2, este nivel es más alto que el nivel de agua libre.
Contacto Agua-Petróleo Producible:
60
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Es el nivel más bajo en el yacimiento de donde el petróleo es producible. Se corresponde con el nivel donde la saturación de petróleo está justamente por encima del valor irreducible.
Contacto Agua-Petróleo de Terminación: Es el nivel más bajo de donde no se produce agua del yacimiento; corresponde al nivel donde la saturación de agua ha llegado al valor irreducible. Los varios contactos definidos anteriormente sirven de base para formular las definiciones siguientes:
Zona de Transición: Esta zona representa un rango de elevación sobre el contacto agua-petróleo, en la cual el agua es coproducida con petróleo.
Zona Inicial de Transición Agua-Petróleo: Es la distancia vertical entre el contacto inicial aguapetróleo y el contacto agua-petróleo de terminación.
61
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Zona de Transición Productiva de AguaPetróleo: Es la distancia vertical entre el contacto aguapetróleo
producible
y
el contacto
agua-petróleo
de
terminación. También es el intervalo del cual se produce agua y petróleo simultáneamente.
SECCIONES GEOLÓGICAS
Las secciones geológicas se hacen con el objetivo de determinar las relaciones laterales y verticales entre las unidades geológicas atravesadas por diferentes pozos. Son una forma de presentar información geológica útil, mediante el
uso
de
estratigráficas
secciones o
transversales,
estructurales
de
éstas
acuerdo
pueden
ser
al
de
tipo
información que se requiera.
Secciones estructurales La sección estructural muestra la variación en alturas o profundidades que presentan los horizontes geológicos a lo largo de un plano vertical (Figura 1).
62
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
A diferencia de la sedimentación, la estructura es un aspecto geológico de gran consistencia a lo largo de la secuencia estratigráfica, es decir, en general se conserva un
alto
grado
de
paralelismo
entre
los
planos
estratigráficos. Una excepción está en presencia de una discordancia mayor, si ésta es de carácter angular. Los estratos por encima de la discordancia, sólo mostrarán los
efectos estructurales post - erosión,
mientras
la
estructura en los estratos inferiores será el resultado de la suma de tales eventos con los que les hayan afectado antes del proceso erosivo.
63
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Figura 1: Sección estructural LAS SECCIONES ESTRUCTURALES REALIZADAS A PARTIR DE REGISTROS ELÉCTRICOS NOS MUESTRAN LO SIGUIENTE: 1. Correlación. 2. Ubicación de un dato estructural en profundidad (bajo el nivel del mar). 3. Interpretación de la estructura real (buzamientos, pliegues y fallas). 4. Identificación
de
potenciales
trampas
para
hidrocarburos.
64
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Secciones estratigráficas El objetivo de hacer secciones estratigráficas, es determinar las relaciones laterales y verticales entre las unidades geológicas atravesadas por diferentes pozos. Una información importante obtenida de un buen mallado de secciones estratigráficas, es la de relaciones verticales entre las unidades para predecir la movilidad de los
fluidos,
además
de
ilustrar
correlaciones
estratigráficas, discordancias, barreras de permeabilidad, cambios de espesores estratigráficos, cambios de facies, etc; siendo su objetivo principal reconstruir la geometría de las arenas en el tiempo de la depositación o en un tiempo corto posterior a ella (Figura 2).
65
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Figura 2 Sección estratigráfica
La
construcción
de
secciones
estratigráficas
a
partir de registros de pozos nos muestra: 1. Correlación 2. Ubicación de marcadores estratigráficos. 3. Identificación de espesores, secuencias litológicas, cambios de facies, discordancias, edad, trampas estratigráficas.
GEOESTADÍSTICA La Geoestadística es una rama de la estadística clásica. Comprende un conjunto de herramientas y técnicas que sirven para analizar y predecir los valores de una variable que se muestra distribuida en el espacio o en el
tiempo,
de
una
forma
continua.
Difiere
de
las
estadísticas convencionales por considerar que los datos están relacionados por su distribución en el espacio. Surge a partir de la década de los 50 con los estudios realizados por D.G. Krige en las minas de oro de Rand, África del Sur. El desarrollo posterior es atribuido, en paralelo, a B. Matern y G. Matheron, este último ligado directamente a la Escuela de Minas de París y quien con la publicación en el año 1960 de su trabajo titulado “Las
66
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Variables Regionalizadas y Su Estimación” establece definitivamente a la Geoestadística como una herramienta útil para la Estimación del comportamiento de los fenómenos naturales.
La premisa básica de la geoestadística es considerar que las muestras que se encuentran en una misma región están correlacionadas espacialmente ya que se deben haber formado mediante el mismo proceso geológico y se fundamenta en la teoría de las variables regionalizadas, las cuales a su vez están basadas en la teoría de la probabilidad y las funciones aleatorias. El objetivo de la geoestadística es la caracterización del fenómeno natural, lo que conduce a dos tipos de aplicaciones: la primera es la estimación de valores a partir de un conjunto de medidas; y la segunda es que permite obtener una medida de incertidumbre de la estimación La geoestadística tiene atractivo especial para los geólogos
e
ingenieros
de
minas,
no
sólo
por
el
reconocimiento explícito de la relación espacial que existe
67
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
entre muestras contiguas sino también por su capacidad de proveer esta relación en términos cuantitativos. Esta área del conocimiento toma en cuenta la continuidad espacial entre los valores medidos del mismo atributo en diferentes
localizaciones.
El
término
geoestadística
designa el estudio estadístico de fenómenos que fluctúan en el espacio. La herramienta principal que usa la geoestadística es el
llamado
Semivariograma,
el
cual,
es
capaz
de
cuantificar la variabilidad espacial de algún atributo de interés. El Método clásico de estimación en el cual se apoya la geoestadística es el llamado método del Kriging, el cual toma en cuenta la variabilidad espacial de las propiedades estudiadas.
En la actualidad, los métodos geoestadísticos han sido extendidos a los más diversos campos de las ciencias de la tierra. El desarrollo de la informática moderna, ha propiciado condiciones para su divulgación y aplicación. Pueden encontrarse en el mercado de la informática programas profesionales que ofrecen opciones para la aplicación de estas técnicas.
68
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
PROBLEMA QUE DIO ORIGEN A LA GEOESTADÍSTICA
La
búsqueda,
exploración
y
evaluación
de
yacimientos minerales útiles es una de las actividades fundamentales que toda empresa minera debe desarrollar durante su vida útil, destacándose entre otras tareas: el pronóstico científico en la localización de los yacimientos minerales útiles, la elaboración de métodos eficaces para la exploración y la evaluación geólogo económico de los yacimientos para su explotación (Lepin y Ariosa, 1986; Armstrong y
Carignan, 1997; Chica, 1987). Todo esto
condicionado al agotamiento de los recursos producto de la explotación y a las fluctuaciones de las cotizaciones del mercado. Los trabajos de búsqueda y exploración se dividen en estadios que son resultado de la aplicación de un principio importante del estudio del subsuelo, el Principio de Aproximaciones Sucesivas. Cada uno de los estadios culmina con la determinación lo más aproximada posible
de
los
recursos
minerales
del
yacimiento,
actividad fundamental de las empresas geólogo - mineras conocida como cálculo de recursos y reservas.
69
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
El desarrollo de la minería ha traído unido el perfeccionamiento de los métodos de búsqueda de los minerales útiles, y los de la determinación de su cantidad y utilidad para la extracción (Lepin y Ariosa, 1986), además, el mundo minero se hace cada vez más competitivo
y
las
compañías
necesitan
evaluar
su
potencial económico (Berckmans y Armstrong, 1997). Existen actualmente dos formas de realizar el cálculo de reservas, los métodos clásicos y los modernos. Como clásicos se pueden destacar, el de “Bloques Geológicos” y el
de
“Perfiles
Paralelos”
(Díaz,
2001),
éstos
se
caracterizan por el uso de valores medios o media ponderadas de los contenidos de la exploración en bloques definidos convenientemente. Estos métodos son eficientes cuando la información disponible presenta determinada regularidad, pero en la práctica, como se señala en Journel y Huijbregts (1978) y David (1977) la gran diversidad de formas en que se presentan los datos ha llevado a la utilización de técnicas matemáticas y estadísticas para resolver un único problema, estimar valores desconocidos a partir de los conocidos, para la estimación y caracterización de los recursos y reservas. En los últimos años muchas investigaciones se han desarrollado con este fin (Gotway y Cressie, 1993),
70
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
existiendo mayor interés en las estimaciones a nivel local que a nivel global (Rivoirard y Guiblin, 1997). Claro está, no existe un método por muy sofisticado que sea, que permita obtener resultados exactos.
71
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Nuestro objetivo será discutir, los métodos más eficientes que proporcionen la mayor información posible de los datos disponibles, es decir, los modernos, de los que se pueden citar entre los geomatemáticos: El Inverso de la Distancia, Triangulación, Splines, etc. Aún más, buscando el mejor estimador que minimice la varianza del error de estimación surge la Geoestadística por los trabajos de G. Matheron en la Escuela Superior de Minas de París, basado en conceptos iniciales de trabajos de H.S. Sichel en 1947 y 1949, en la aplicación de la distribución lognormal en minas de oro, seguido por la famosa contribución de D.G. Krige en la aplicación del análisis de regresión entre muestras y bloques de mena. Estos trabajos fijaron la base de la Geoestadística Lineal, además, de la introducción de la teoría de funciones aleatorias por B. Matern en el estudio de la variación espacial de campos forestales.
72
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
La Geoestadística se consolidó y desarrollo en los últimos
30
años
como
ciencia
aplicada
casi
exclusivamente en el campo minero, la cual ha sido ampliamente usada (Arik, 1992; Rivoirard y Guiblin, 1997), existiendo como ciencia aplicada que da respuesta a necesidades prácticas y concretas. Se reconoce como una rama de la estadística tradicional, que parte de la observación de que la variabilidad o continuidad espacial de las variables distribuidas en el espacio tienen una estructura particular (Journel y Huijbregts, 1978; Curran y Atkinson,
1998),
matemáticas
para
desarrollándose el
estudio
de
herramientas estas
variables
dependientes entre si, llamadas según Matheron variables regionalizadas, quien elaboró su teoría como se presenta en Matheron (1970), Journel y Huijbregts (1978), David (1977) y de Fouquet (1996). En resumen, la aplicación de la teoría de los procesos estocásticos a los problemas de evaluación de reservas de distintos tipos de materias primas minerales y en general a las ciencias naturales en el análisis de datos distribuidos
espacial
y
temporalmente
(Christakos
y
Raghu, 1996) dio origen a lo que hoy se conoce como Geoestadística.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
EL ANÁLISIS GEOESTADÍSTICO El análisis geoestadístico consiste en un conjunto de etapas que permiten el estudio de aquellas propiedades que presentan un carácter aleatorio y correlacional, con el fin de obtener una función que represente su variabilidad. La base de este análisis es, generalmente, una información limitada (por su cantidad y hasta por su calidad), por ello la técnica geoestadística recurre a la probabilidad, que sirve de base teórica y de lenguaje formal para representar la variación espacial de las propiedades. Este método asume que las variables aleatorias son estacionarias, es decir, entre dos puntos localizados, el valor promedio de la muestra permanece relativamente constante.
El Semi-Variograma El semivariograma es la herramienta básica de la geoestadística y se utiliza para describir la correlación espacial entre los puntos de un área en estudio. Para su
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
determinación, se calcula la variabilidad existente entre todos los pares de puntos que componen la muestra, en función de la distancia y dirección que los separa. Específicamente, el Semi-variograma se calcula a través de la diferencia cuadrada entre los valores de una propiedad, la cual debe estar medida en dos puntos ubicados en dicha área y separadas por una distancia. Para obtener una relación generalizada aplicable a toda el área de interés, el cálculo anterior se repite para todas las muestras que están a una distancia “h” y se obtiene
la
diferencia
cuadrada
media.
En
términos
matemáticos:
Donde: hSemivariograma. h): N° de pares de puntos separados por una distancia h. Z (Xi): Valores experimentales en los puntos Xi
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Z (Xi+h): Valores experimentales en los puntos Xi + h.
Finalmente, se obtiene la gráfica del semivariograma experimental (Fig. 1) al colocar la distancia “h” en la horizontal
y
h
en
la
vertical.
Normalmente,
el
semivariograma experimental es una función creciente ya que al incrementarse la distancia aumenta la diferencia, alcanzándose un valor límite (meseta ó sill), equivalente, bajo condiciones normales, a la varianza muestral. La distancia a la cual el semivariograma alcanza este valor constante se llama “rango” (rank) e indica la zona de influencia
en torno a un punto, más allá de la cual la
auto-correlación es nula y representa el límite de distancia sobre el cual se aplicará la estimación geoestadística. El efecto “pepita” (nugget efecct) es usado para indicar la falta de información en el origen del semivariograma y representa la imposibilidad de medir la variabilidad para distancias menores que la separación entre las muestras.
Meseta
Efecto
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pepita Rang
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Figura 1 Representación del Semivariograma Experimental
El semivariograma depende de la distancia y la dirección en la que se desea evaluar la variabilidad. Si al analizar semivariogramas ajustados en dos direcciones perpendiculares
entre
sí
se
observa
diferencia
significativa, se dice que existe anisotropía espacial. Esto indica
que
la
población
presenta
estructuras
de
dependencias diferenciadas en función de la dirección.
LA ESTIMACIÓN GEOESTADÍSTICA: EL KRIGEADO En cualquier trabajo geoestadístico, el principal objetivo del mismo es la caracterización de la variable investigada
en
todos
los
puntos
no
muestrales,
partiéndose de la información suministrada por los puntos muestrales.
Para
ello, se debe realizar
un análisis
estructural de los datos, describiéndose la correlación
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
espacial
de
los
valores
muestrales
mediante
el
semivariograma u otra función, para llegar a la etapa principal de la investigación geoestadística: la estimación. Mediante los métodos de estimación geoestadística, conocidos como krigeado o krigeaje (kriging en la literatura inglesa, en honor a Daniel Krige, quien formuló por primera vez esta metodología en 1951), se pueden calcular estimados lineales de una variable regionalizada en un punto (Kriging puntual), sobre un área o dentro de un volumen (Kriging por bloques).
La idea fundamental del Krigeado es consecuencia de
los
conceptos
relacionados
con
la
dependencia
espacial: los lugares que disten menos entre sí tendrán unos valores de los atributos más semejantes que los correspondientes a los puntos o bloques que estén más separados. El kriging es un estimador lineal que utiliza como criterio la minimización de la varianza de estimación. En otras palabras este método permite obtener la estimación de valores desconocidos Z (Xo) en un punto (Xo), como una combinación lineal de valores medidos (Xi) en los
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
puntos de observación (Xi), así como la varianza del error de estimación. Para entender mejor esta idea, supongamos que Z (Xi) sea el valor de una variable Z cualquiera medida en el punto Xi tal que Xi, con i = 1,..., n, son n puntos pertenecientes a un plano referenciado con respecto a un sistema de coordenadas cualquiera (terrestres, polares, etc.). El objetivo del Kriging es estimar los valores de la variable Z en un punto Xo no medido con anterioridad. Para esto, se realiza una suma ponderada de todos los valores medidos Z (Xi) en los puntos de observación Xi, de manera tal que el valor estimado para el punto Xi es: Z(X0)= 1Z(x1)+2(x2)+…….+n (xn) Donde: Z(Xo): Valor estimado de la variable regionalizada. i: Coeficiente de ponderación del Kriging. Z(x1), Z(x2), Z(x3),……, Z (xn): Valores observados de la variable regionalizada. El Kriging es un interpolador exacto (ya que honra los datos conocidos), por lo que sus ecuaciones no dependen de los valores medidos de las variables, sino solamente de
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
la ponderación ( correspondiente a su posición y de las funciones del semivariograma. Esto permite describir y respetar de cierta manera la continuidad de los cuerpos, lo que no es posible con los métodos de interpolación tradicionales. Dentro de su formulación matemática se incluyen dos restricciones básicas: 1. Que el estimador sea insesgado, esto es: E[Z*(x)Z(x)]=0 2. Que la varianza Var [Z*-Z] sea mínima Además, el kriging presenta la ventaja de ser consistente con las propiedades investigadas, puede usarse para estimar directamente a diferentes escalas y considera la continuidad espacial de la propiedad.
ETAPAS DEL TRABAJO GEOESTADÍSTICO Todo análisis geoestadístico debe llevarse a cabo en etapas con la finalidad de mantener una secuencia que asegure la confiabilidad del trabajo realizado. En forma general las etapas son:
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Análisis Exploratorio de los Datos. En esta fase se estudian los datos muestrales sin tener en cuenta su distribución. Sería una etapa de aplicación de la estadística, donde se comprueba la consistencia de los datos, eliminándose aquellos que sean erróneos, y se identifican las distribuciones de las cuales provienen. Análisis Estructural. Se estudia la continuidad espacial de la variable. En esta etapa se calcula el semivariograma experimental, o cualquier
otra
función
que
explique
la
variabilidad
espacial, se ajusta el mismo semivariograma teórico y se analiza e interpreta dicho ajuste al modelo paramétrico seleccionado. Predicciones. Estimaciones de la variable en los puntos no muestrales, considerando la estructura de correlación espacial
seleccionada
e
integrando
la
información
obtenida en forma directa, en los puntos muestrales.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
También se pueden realizar simulaciones, teniendo en cuenta los patrones de continuidad espacial elegidos.
Aplicación
de
Técnicas
Geoestadísticas
en
la
Caracterización de Yacimientos
Las propiedades de los yacimientos muestran una variabilidad espacial errática que difícilmente puede ser determinada, mediante funciones de interpolación. Una forma de tomar en cuenta la aleatoriedad de las variaciones de la propiedad y de la incertidumbre asociada
a
dicha
distribución
espacial,
consiste
en
adoptar una interpretación probabilística. De esta forma, cada propiedad del yacimiento se interpreta como una distribución de probabilidad, esto debido a que las propiedades son en realidad funciones en el espacio y su interpretación probabilística es una función aleatoria. Así las fluctuaciones espaciales de las propiedades pueden concebirse como una realización de funciones aleatorias o procesos estocásticos. Los métodos estocásticos difieren de los métodos determinísticos, en que los primeros toman en cuenta los procesos aleatorios, mientras que los
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
segundos
consideran
que
las
mismas
causas
en
circunstancias iguales producirán siempre los mismos efectos. Técnicamente, la geoestadística es la aplicación de la Teoría de las Variables Regionalizadas a la estimación de procesos o fenómenos geológicos en el espacio. Su aplicación en el área de Ingeniería de Yacimiento se refiere
a
geológicos
la y
generación petrofísicos
de
modelos-estocásticos-
equiprobables
que
buscan
reducir y cuantificar la incertidumbre.
CONCLUSIONES
Un Mapa Estructural es la proyección de las líneas de intersección entre un plano horizontal y una superficie.
Un mapa estructural no es más que un tipo específico de mapa de contornos.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
En general la reunión de diversas estructuras geológicas interrelacionadas constituye lo que se conoce como los Estilos Estructurales de las Provincias Petroleras. Un mapa isópaco difiere de los demás tipos de
mapas de curvas de nivel por tener su plano de referencia
en
la
parte
superior
de
la
unidad
estratigráfica.
La premisa básica de la geoestadística es
considerar que las muestras que se encuentran en una misma región están correlacionadas espacialmente ya que se deben haber formado mediante el mismo proceso geológico y se fundamenta en la teoría de las variables regionalizadas, las cuales a su vez están basadas en la teoría de la probabilidad y las funciones aleatorias.
El semivariograma es la herramienta básica de
la
geoestadística
y
se
utiliza
para
describir
la
correlación espacial entre los puntos de un área en estudio.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Un
plano
isópaco
es
extremadamente
útil
debido a que proporciona información directa sobre el lugar de máximo espesor, o de la terminación lateral de las formaciones porosas o permeables.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
GLOSARIO.
Balance de materiales: constituye una de las herramientas más usadas en la interpretación y análisis de los yacimientos, ya que permite el cálculo del POES y la identificación y grado de importancia relativa de los mecanismos de empuje. Curvas de declinación: representan un método dinámico para la estimación de las reservas recuperables en un yacimiento. Compresibilidad de un fluido: es el cambio de volumen por unidad de volumen inicial causado por una variación de presión. Empuje hidráulico: se define como la energía que contribuye a la recuperación de petróleo proveniente de un acuífero adyacente a la zona de petróleo. Empuje por capa de gas: cuando la cantidad de gas no disuelta en el petróleo se almacena en el tope del yacimiento forma una capa do gas, la expansión del gas como consecuencia de la reducción o caída de presión sirve de agente desplazante.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Empuje
por
gas
en
solución:
e
petróleo
es
desplazado por el gas que sale de solución cuando la presión disminuye. Empuje combinado: los mecanismos de producción en la mayoría de los yacimientos son una combinación de los mecanismos antes descritos. Estos mecanismos pueden estar activados en forma simultánea o en forma secuencial. Factor volumétrico: es la relación existente entre el fluido (petróleo, gas, agua) a condiciones del yacimiento y a condiciones superficiales. Factor volumétrico del gas: relaciona el volumen del gas en el yacimiento (a P y T de yacimiento) al volumen de la misma masa de gas en superficie a 14,7 Lpca v 60° F. Factor
volumétrico
del
petróleo:
volumen
de
barriles del yacimiento (a P y T de yacimiento) ocupado por un barril normal (a 14,7 lpca
y 60° F) de petróleo
más el gas en solución. Factor volumétrico total o bifásico: define el volumen total de un sistema independiente del número de fases que se encuentren presentes. Factor
volumétrico
del
agua
en
formación:
representa el cambio del volumen del agua de formación 87
Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
al ser transportados desde las condiciones del yacimiento hasta la superficie. Factor de recobro: es aquel en que los hidrocarburos se obtienen usando las fuentes naturales de energía o se agrega
energía
al
yacimiento
mediante
variados
procesos. Fluido: es una sustancia cuyas moléculas pueden moverse unas con respecto a las otras. El petróleo y el gas son fluidos. Gas en solución: son hidrocarburos gaseosos que ocurren
en
solución
con
el
petróleo
crudo
bajo
condiciones iniciales, en un yacimiento de petróleo comercialmente explotable.
Gas libre: es la cantidad de gas que permanece como tal en el yacimiento, es decir, no se encuentra en solución. Gravedad API: es la gravedad o peso por unidad de volumen de un petróleo crudo u otro líquido hidrocarburo, estandarizado
según
un
sistema
propuesto
por
el
Instituto Americano del Petróleo.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Intrusión de agua: agua que entra a la zona de petróleo de un yacimiento, proveniente de formaciones que rodean el yacimiento denominadas acuíferos. Método volumétrico: permite la estimación del POES a partir de la determinación del volumen de roca que conforma el yacimiento, la capacidad de almacenamiento de la roca y la presión de hidrocarburos presentes en los poros de dicha roca. Permeabilidad: capacidad que tiene la roca de dejar que los fluidos se desplacen a través de sus poros interconectados. Petróleo a condiciones de tanque: se refiere al petróleo
condiciones
estándar
o
condiciones
de
superficie. Porosidad: propiedad de una roca de contener fluidos,
expresada
cuantitativamente
en
porcentaje,
mediante la relación de volumen de sus intertisicios y el volumen total. Presión de burbujeo: es la presión de un sistema en el punto de burbujeo. El punto de burbujeo se refiere al estado de equilibrio de un sistema compuesto de petróleo crudo y gas, en el cual el petróleo ocupa prácticamente todo el sistema, excepto una cantidad
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
infinitesimal de gas. En este punto en donde se forma la primera burbuja de gas. Presión de saturación:
es la presión a la cual el
líquido (petróleo) y vapor (gas) están en equilibrio. Razón gas-petróleo en solución: son los pies cúbicos normales de gas disueltos en un barril normal de petróleo a condiciones de yacimiento. Reservas: es el volumen de hidrocarburos capaz de ser producido en un yacimiento. Saturación: propiedad que tiene la roca de estar impregnada de algún tipo de fluido, con los espacios porosos llenos hasta su capacidad. Simulación:
es
el
proceso
de
inferir
el
comportamiento real del yacimiento, a partir de un modelo físico o matemático. Solubilidad del gas: es la cantidad de gas que se encuentra
en
solución
en
un
petróleo
crudo
a
determinadas condiciones de presión y temperatura. Yacimientos saturados: son aquellos cuando la presión del yacimiento es menor que la presión de burbujeo.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
Yacimientos subsaturados: son aquellos donde la presión del yacimiento es superior a la presión de burbujeo. Yacimiento de gas seco: es aquel cuya temperatura es mayor a la temperatura cricondentérmica y en el cual no ocurre condensación. Yacimiento de gas húmedo: es un yacimiento similar al de gas seco, sin embargo, el gas extraído a la temperatura del separador alcanza la región bifásica y, por tanto, parte del gas se condensa.
BIBLIOGRAFÍA. AMIX, James W: "Petroleum Reservoir Engineering. Physical Properties". McGraw Hill. Classic Textbook Reissue. 1960. BRADLEY, Howard: "Petroleum Engineering Handbook". Socíety of Petroleum Engineers, Richardson TX. 1992.
CENTRO INTERNACIONAL DE EDUCACIÓN Y DESARROLLO. "Caracterización física de los Yacimientos." CIED. 1997.
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Propiedades de las Rocas y de los Fluidos
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PDVSA:
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para
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enero de 1999. MANUCCIV, Jesús E: “Caracterización Física de yacimientos”. Mannyna consultores. T. E. W, Nind: “Fundamentos de producción y mantenimiento de pozos petrolíferos.”. Editorial LIMUSA. México, 1987. CEIP. CONACEP. Maturín, octubre de 2000.
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