Geologia del petroleo - Resumen Geología y climatología PDF

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Resumen de las clases de Geologia del Petroleo...

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Contenido Historia de la exploración del petróleo...............................................................................................................2 Antecedentes de la exploración en Ecuador...................................................................................................2 Base de los crudos..........................................................................................................................................2 La búsqueda del Petróleo...............................................................................................................................2 Exploración petrolera.....................................................................................................................................3 Exploración geológica de superficie................................................................................................................3 Brigadas de mapeo geológico.........................................................................................................................5 Exploración geofísica......................................................................................................................................5 Métodos eléctricos.........................................................................................................................................6 El petróleo......................................................................................................................................................7 ASPECTOS GENERALES DE LAS ACUMULACIONES..............................................................................................7 Marco tectónico, cuencas sedimentaria.........................................................................................................7 Etapas de la evolución de la cuenca...............................................................................................................8 Marco tectónico, cuencas sedimentarias........................................................................................................8 Sistema global de clasificación de cuencas.....................................................................................................8 Relación entre la cuenca y la presencia de hidrocarburos..............................................................................9 ROCA MADRE...................................................................................................................................................10 Lugares de acumulación de materia orgánica...............................................................................................10 Conversión de materia orgánica a petróleo..................................................................................................10 Origen biológico del petróleo.......................................................................................................................11 Predicción de las rocas madres.....................................................................................................................14 Evaluación de la roca madre.........................................................................................................................14 Detección y medición de las rocas madres...................................................................................................15 Parámetros de correlación, ambientes de deposición, maduración y biodegradación.................................15 Geoquímica de los crudos del oriente ecuatoriano......................................................................................16 Generación del petróleo...............................................................................................................................16 Migración secundaria...................................................................................................................................16 RESERVORIO.....................................................................................................................................................17 Ideas básicas sobre las heterogeneidades del reservorio.............................................................................17 Agua asociada con los yacimientos de petróleo y gas..................................................................................18 FLUIDOS DEL RESERVORIO................................................................................................................................18 Disposición de los fluidos en el yacimiento..................................................................................................19 Petróleo in situ.............................................................................................................................................19 Fluidos del reservorio...................................................................................................................................19 Migración primaria.......................................................................................................................................20 Migración secundaria...................................................................................................................................21 Fuerzas que causan la migración..................................................................................................................21 Factores que gobiernan la migración............................................................................................................22 EXPLORACIÓN Y RESERVAS DE HIDROCARBUROS EN ECUADOR.......................................................................22 Perforacion exploratoria...............................................................................................................................22 Geología –estratigrafia.................................................................................................................................23 Recursos del Subsuelo: Petróleo y Gas Natural.............................................................................................24

Historia de la exploración del petróleo Antecedentes de la exploración en Ecuador •La producción petrolera estuvo a cargo inicialmente de la compañía Texaco, quien extrajo la mayor cantidad de petróleo de los pozos con mayor producción •El primer pozo petrolero fue perforado en la región de la Costa en 1911. •La empresa inglesa Anglo llega al país en 1922, la misma que durante 67 años explota, comercializa y refina el crudo de la Península de Santa Elena. • En 1937 la Shell que estaba trabajando con la Exxon, abandona el Ecuador, luego de cerrar algunos pozos en la Amazonía que no fueron productivos. • En 1967 Texaco perforó el primer pozo comercial en la Amazonía. • Hasta 1990 Texaco extrajo el 88% del total de la producción nacional de petróleo y operó el oleoducto. • Perforó 399 pozos y construyó 22 estaciones de perforación. •En septiembre de 1989 se creó PETROECUADOR en reemplazo de CEPE • En los años 60 se incidió en el estudio y compresión de la sedimentología. Avances en la adquisición de datos, interpretación de información sísmica. Análisis en equipos microquímicos de altísima precisión. Con esto se prioriza el estudio del origen de las rocas madres, presencia de condiciones físico-químicos y del tiempo geológico. Base de los crudos Base parafínica: contiene parafina, escaso material asfaltico, gasolina de bajo octanaje Base nafténica/asfáltica: material asfaltico en alta proporción, escasa parafina, aceite de lubricante Base mixta: proporciones variables de los anteriores    

Liviano: 30-40 grados API Mediano: 22-29.9 grados API Pesados: 10-21.9 grados API Extra pesados: 0-9.9 grados API

La búsqueda del Petróleo El petróleo significa el 50 % del presupuesto nacional y a menudo lo llaman oro negro. Composición del petróleo La composición elemental del petróleo normalmente está comprendida dentro de los siguientes intervalos: El petróleo se lo encuentra en el subsuelo, en diferentes regiones conocidas como cuencas sedimentarias ¿Cómo se formó?

La teoría más aceptada y más difundida afirma que el petróleo inició su formación por la acumulación de microorganismos que constituían el plancton, teoría orgánica Esta teoría propone que le carbono y el hidrogeno proceden de plantas y animales marinos y terrestres. Amplios ríos desembocaban en los mares arrastrando grandes cantidades de fango y limo de la tierra que cruzaban. Estos lodos y arenas eran esparcidos por mares y corrientes produciendo cambios en la línea del litoral y formando capas de detritos sobre el fondo del mar. Mientras se acumulaban estas capas de lodo y arena unas eran continuamente presionadas hacia abajo por el peso de nuevas capas que se formaban unas sobre las otras hasta convertirse en rocas sedimentarias. Es en estas rocas, arenisca o roca caliza, lutitas y dolomita es donde se encuentra el petróleo en la actualidad. Exploración petrolera Al principio, la búsqueda petrolera puede ser considerada como un método directo o indirecto Los descubrimientos eran más frecuentes sobre los indicios situados sobre anticlinales y se propuso la teoría anticlinal. Es fundamentalmente un método de aproximación indirecta, porque conduce a buscar zonas cerradas donde el petróleo o el gas ha podido acumularse si es que existe en la cuenca. Hoy en día, la mayoría de los campos gigantes corresponden anticlinales. La exploración petrolera contribuye al enriquecimiento de las diferentes disciplinas geológicas • A través de la Sísmica, • Los registros de sondeo (eléctricos, nucleares, sónicos), • El control geológico de las perforaciones, etc.

Exploración geológica de superficie Reconocer la presencia y determinar la naturaleza de las facies favorables para la acumulación de Hidrocarburos y fijar su posición en la serie sedimentaria, lo que se denomina generalmente como Búsqueda estratigráfica Develar y localizar las trampas, determinar con la mayor precisión posible su geometría. Son denominados Estudios Estructurales

Indicios superficiales Manifestaciones en la superficie por la presencia de hidrocarburos en profundidad. Se distingue: - Los indicios directos, producidos por la aparición en los afloramientos, de los mismos productos hidrocarburos. - Los indicios indirectos, que son manifestaciones en superficie de la presencia de los hidrocarburos, sin que ellos sean visibles.  Los indicios directos, activos o vivos. • Los productos visibles se renuevan constantemente como consecuencia de una circulación subterránea activa; • Son las fuentes de petróleo o gas, los volcanes de lodo.  Se llaman muertos o fósiles, si no hay renovación permanente que compense las pérdidas debidas a la oxidación en superficie. • Son todos los indicios inmovilizados de hidrocarburos  Los indicios superficiales, son el resultado de la dismigración, • Que será primaria si los hidrocarburos no han encontrado una trampa donde acumularse, • Secundaria si escapan de un yacimiento ya constituido. Indicios indirectos activos Son el resultado de una circulación subterránea activa, que arrastra a la superficie una cierta cantidad de hidrocarburos, lo más a menudo mezclados a un volumen de agua importante. Se presentan bajo el aspecto de fuentes de gas o de petróleo urgentes, o fluyentes en superficie. Su aspecto en superficie, es función de la naturaleza del producto y de su caudal. Indicios de gas. • Las manifestaciones de gas combustible, son relativamente frecuentes, pero no siempre son fáciles de descubrir Posición geológica de los indicios directos Se pueden distinguir cinco tipos principales de posición geológica de los indicios, válidos tanto para los indicios vivos como para los indicios fósiles: 1. Indicios que emergen de capas monoclinales, donde afloran. Cuando son activos, estos indicios raros, tienen en general un suministro pequeño pero persistente. El petróleo o el gas, son llevados al afloramiento por migración lenta según la pendiente. 2. Indicios de petróleo asociados a formaciones.

No son resultado de una migración lejana, y aparecen en las fracturas de una roca, habiendo permitido la fracturación, la concentración de los hidrocarburos dispersos en la materia rocosa. 3. Indicios de petróleo o gas, procedentes de una acumulación, erosión, accidentes tectónicos. La mayor parte de los indicios superficiales activos, conocidos en el mundo, se refieren a esta categoría. 4. Indicios colocados a lo largo de las superficies de discordancia. Las superficies de discordancia, están frecuentemente jalonadas por niveles conglomeráticos o arenosos, que constituyen colectores para todos los fluidos que llegan allí. 5. Indicios asociados a intrusiones, diapirismo salino o arcilloso, o vulcanismo verdadero o sedimentario. . En la proximidad de los domos de sal, los indicios son a menudo frecuentes, asociados, bien a la sal misma, bien a las numerosas fracturas que los acompañan Los contactos entre formaciones volcánicas y sedimentarias, están jalonadas a menudo, por manifestaciones de hidrocarburos La presencia de una roca madre o al menos de terrenos sedimentarios ricos en materia orgánica o en pirita, que indican un medio reductor, puede ser considerado en cierta medida, como indicio indirecto. Brigadas de mapeo geológico 1. Observaciones generales y Económicas: accesibilidad, medios de transporte, proveedores, situación de la producción petrolera o de gas más cercana, situación de los pozos de gas o petróleo perforados en el área 2. Observaciones Geológicas: Evidencias de petróleo o gas en superficie, Distribución de las rocas sedimentarias e ígneas y relaciones de edad con el metamorfismo. 3. Observaciones estratigráficas: Espesor de la sección sedimentaria, Presencia y profundidad, de las posibles rocas madres Presencia y profundidad, de las posibles rocas almacén en sección. Presencia de posibles cierres de yacimientos. Posición y carácter de disconformidades. Cambios laterales de facies y especialmente de permeabilidad. 4. Observaciones estructurales: Tamaño y disposición de las cuencas o aspectos regionales, Presencia de anticlinales, Profundidades de las posibles rocas almacén en los diferentes sitios del área, Presencia y naturaleza de las fallas, Grado y características de la fisuración de las posibles rocas almacén Exploración geofísica Método magnético Registra las variaciones locales del campo magnético y según esto, puede determinarse la distribución de las rocas que contienen diferentes propiedades magnéticas. Entrega informaciones acerca de la profundidad de las rocas pertenecientes al basamento y ubicación de aguas subterráneas Método gravimétrico

Mide las variaciones de la fuerza gravitacional en función de las densidades de las rocas. Se utilizan especialmente para la localización de domos de sal, con frecuencia relacionados con el petróleo. Método sísmico Mide las propiedades de las rocas para transmitir las ondas acústicas provenientes de un detonante, las cuales viajan más rápido en rocas duras y compactas que en rocas blandas. Se basan en la creación de un campo artificial de ondas sísmicas mediante cargas explosivas que son recogidas, tras reflejarse o refractarse, por unos detectores situados en la superficie. Es un método de detalle que tiende a determinar la forma estructural de la cuenca sedimentaria El producto final es una representación del subsuelo, ya sea en dos dimensiones o en tres dimensiones Método de refracción sísmica Obtuvo grandes éxitos en la búsqueda de domos salinos. Ha ayudado a determinar la estructura de roca como carbonatos y evaporitas La propagación de la onda cambia de dirección cuando hay un cambio de propiedades físicas en la masa de roca que recorre. Método de reflexión sísmica La onda no se desplaza en el interior de la tierra a velocidad uniforme sino con arreglo a la naturaleza de las capas que atraviesa. * Por más perfeccionados que sean los métodos de prospección geofísica, el único medio de estar absolutamente seguro de la existencia de un yacimiento de petróleo o de gases utilizando el método del sondeo. Métodos eléctricos La conductividad eléctrica de las rocas depende de los fluidos electrolíticos que ellas contengan, entonces la resistividad depende de: La porosidad de las rocas

Las características de los fluidos en los poros

La sal disuelta en los fluidos

Aplicaciones de la geoquímica en la exploración Ayudan a determinar el periodo geológico en el cual se originaron los hidrocarburos. Identificar las prolongaciones de los yacimientos ya conocidos o en explotación Selección de áreas de interés para llevar a cabo la perforación como etapa final en la localización de yacimientos de hidrocarburos. Investiga la presencia de hidrocarburos químicamente identificables que se encuentren en superficie o cerca de la misma Su rango de aplicación se extiende desde aquellos afloramientos de petróleo y/o gas de escala macroscópica Espectroscopia de las imágenes

• Las emanaciones superficiales, anomalías de temperatura, y esfuerzos sobre la vegetación son algunas de las claves superficiales que esta tecnología nos puede revelar. La tecnología puede ser valiosa en ayudar a los geólogos determinar los mejores sitios de perforación

El petróleo • Explotación bombeo – Existen varios métodos de extracción a la superficie en la producción, los métodos dependen de la profundidad del pozo, la naturaleza y consolidación de las areniscas, la relación aceite/gas, la viscosidad y otros

ASPECTOS GENERALES DE LAS ACUMULACIONES MARCO TECTÓNICO, CUENCAS SEDIMENTARIA -Las cuencas sedimentarias son regiones de subsidencia prolongada de la superficie de la Tierra -Subsidencia es un descenso superficial de la corteza continental. Este termino fue creado para designar el movimiento de hundimiento de las cuencas carboníferas -Para formar una cuenca se define la subsidencia en función de causas multiples: o o o o

Una sobrecarga Un hundimiento de la litosfera Un estiramiento de la litosfera La flexión de la litosfera vs. su bajada o descenso

-Desde un punto de vista genético existen grupos principales de cuencas sedimentarias 1. Cuencas debidas a estiramiento litosferico 2. Cuencas formadas por flexion de la litosfera continental u oceánica 3. Cuencas asociadas a fallas de rumbo o megacizallas, que son caracterizadas por estiramiento local en zonas de fallas complejas Geosinclinal

Fosa o depresión de la corteza terrestre, generalmente en una cuenca marina, cuyo fondo se hunde paulatinamente y luego acoge gran cantidad de sedimentos procedentes de la erosión de tierras próximas, que al plegarse darán lugar a una cordillera. Los fenómenos geológicos pueden ser: o o

Epirogénicos: lentos movimientos de hundimiento y/o levantamiento que afectan a las masas continentales Orogenicos: se originan por fuertes movimientos horizontales que provocan la deformación y plegamiento de los estratos y su lenta elevación

ETAPAS DE LA EVOLUCIÓN DE LA CUENCA Formación del geosinclinal Fase de hundimiento Fase de compresión y orogénesis

MARCO TECTÓNICO, CUENCAS SEDIMENTARIAS Clases de cuencas con vocación petrolera: o o o o o o o

Cuenca cratónica simple Cuenca tipo graben-rift Cuencas compresionales de lado Cuencas compresionales de 2 lados Cuencas debidas a flexiones verticales Cuencas construccionales Cuencas lacustres

SISTEMA GLOBAL DE CLASIFICACIÓN DE CUENCAS La historia geológica de cada cuenca puede ser subdividida en ciclos usando tres parámetros: -

Secuencias deposicionales Tectónica formadora de la cuenca Tectónica modificadora de la cuenca

Secuencia deposicional En el primer elemento se usan los ciclos y estadios deposicionales. Un ciclo se define como los sedimentos depositados durante un periodo tectónico. La mínima unidad estratigráfica, un ciclo, tiene su significado en el desarrollo de la cuenca, tanto en su espesor com en el intervalo de tiempo geológico transcurrido. Tectónica formadora de la cuenca

El estilo formador de la cuenca es el segundo mayor elemento usado en la clasificación Los tres parámetros usado...