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Medio marino: ambientes sedimentarios propicios para la acumulación y preservación de hidrocarburos Los procesos sedimentarios presentan siempre una influencia geográfica, ya que éstos están definidos por una serie de factores físicos, biológicos y químicos, formando lo que se denomina ambiente sedimentario. Los elementos más importantes que definen los ambientes sedimentarios marinos son: fisiografía del medio, energía, clima, aporte de sedimento y cambios del nivel del mar. 1. La fisiografía del medio define y limita las dimensiones del medio, geometría y profundidad. 2. La energía comprende factores como la oceanografía (olas, mareas, tormentas) hasta otros como la tectónica. 3. El clima, que a su vez puede condicionar algunos aspectos de la oceanografía, así como la naturaleza del aporte de sedimento y el volumen de material aportado. 4. El aporte de sedimento afecta a la composición de los materiales procedentes de ella, y al volumen de sedimento. Las áreas fuentes pueden ser externas e internas. Estos ambientes están comprendidos por la plataforma continental, el talud y la cuenca marina profunda, se separa del ambiente costero por las arenas costeras y los lodos de plataforma. El tamaño de grano puede variar desde grava a arcilla y decrece desde la parte proximal a la distal. Ambientes Clásticos Marinos Someros (Nerítico) Es un ambiente caracterizado por depósitos detríticos que se encuentran en aguas de moderada profundidad (10-200 m) o sobre el continente, próximos a la costa (excluyendo a los deltas), sometidos a la acción de las mareas, corrientes litorales, el viento. Las áreas específicas para la acumulación de hidrocarburos son las barras costa afuera. La mayoría de las plataformas continentales están dominadas por olas, mareas y tormentas y unos pocos por corrientes oceánicas. Las plataformas que están dominadas por mareas tienen como principal proceso sedimentario los bancos de arenas y ondas de arena. Y las que están dominadas por tormentas es de tipo estratificación hummocky. Las barras costa fuera están asociadas a las facies de ambiente de ante playa, llanuras de marea y a la transición de barras de barrera y lagoon. Las barras se consideran cuerpos de arena con buenas características para reservorios, debido a que estos depósitos presentan alta porosidad y permeabilidad. Además los depósitos acumulados en ambientes de costa afuera se caracterizan por poseer importantes acumulaciones de sedimentos de grano fino y depósitos ricos en organismos, los cuales actúan no solo como trampas estratigráficas sino como potenciales rocas madres de hidrocarburos. Los cuerpos de arena de este conjunto de ambientes tienen, generalmente, buenas características de reservorios, aunque su volumen sea escaso. Ambiente Carbonatico de Aguas Someras (nerítico)

Se trata de depósitos generados por procesos bioquímicos en aguas poco profundas (menores 100m). Se pueden reconocer cinco zonas principales en estos ambientes, la zona litoral, plataforma marina, faja de arrecifes, talud de la plataforma y la zona de supramarea. Las rocas carbonaticas se pueden constituir en buenos reservorios dependiendo de la importancia de los efectos Diagenéticos. Si se produjo disolución, la porosidad y permeabilidad son muy altas. Otros efectos diagenéticos reducen la porosidad. La permeabilidad está relacionada frecuentemente con la presencia de fracturas que ocurren comúnmente en estas rocas, los reservorios carbonaticos pueden tener mucho espesor y gran extensión. Las rocas generadas están generalmente próximas a las rocas reservorios y las rocas sellos son lutitas y anhidritas. Las facies de carbonatos en cuencas sedimentarias son probablemente las rocas madres carbonaticas más ricas (grupo cogollo del Lago de Maracaibo), aunque las calizas lodosas en la plataforma interna y media también pueden ser buenas rocas madres. Al ser adecuadamente sellados los complejos arrecifales son excelentes reservorios especialmente si la porosidad es preservada. Una situación bastante común es la asociación de arrecifes con cuencas lutíticas cubiertas por evaporitas. La presencia de esta última es importante debido a que las soluciones salobres que las produjeron contribuyen a la oxidación de la materia orgánica permitiendo la formación de hidrocarburos. Además las evaporitas son extraordinarios sellos. Las descripciones realizadas sobre este ambiente muestran que el petróleo se acumula principalmente en las zonas con arenas de carbonatos limpios, denominados por Irwin (1965) como zona “Y” y arrecifes asociados. A menudo conserva su porosidad primaria. Alternativamente pueden cementarse, pero, se puede formar porosidad secundaria por dolomitización y lavado. La persistente estratigrafía de los carbonatos de plataforma es de gran importancia pues permite la formación de extensos yacimientos. Así como los buzamientos suaves y continuos espacialmente favorecen la acumulación de hidrocarburos procedentes de vastas áreas. Se ha considerado la importancia de los carbonatos como rocas madres de petróleo, sin embargo se considera que los arrecifes petrolíferos no deben ser sus propias rocas madres debido a la intensa oxidación de la materia orgánica durante la formación del arrecife. En general, los carbonatos han sido subestimados como rocas madres, sin embargo parece que los carbonatos con su alto contenido de material algal no calcificados son productores más eficientes de hidrocarburos que los clásticos. Estudios realizados indican que el contenido de hidrocarburos por unidad de carbón orgánico es de 3 a 4 veces más alto en carbonatos que en lutitas.

Ambiente Clástico de Mar Profundo (pie de talud)

Caracterizan por sedimentos depositados en un importante cuerpo de agua, por debajo de la acción de las olas y que resultan de flujos que se desplazan por influencia de la gravedad. Los yacimientos en depósitos turbiditas, por lo general en las cuencas con muy poca circulación y escaso oxígeno favorecen a la acumulación de restos orgánicos en lodos hemipelágicos. Esta fuente de potencial hidrocarburifero está intercalada con los depósitos de flujos de abanicos masivos. Las turbiditas sedimentadas en cuencas marinas profundas pueden interestratificarse con arcillas, potenciales roca madre de hidrocarburos. Sin embargo, las turbiditas generalmente no son buenas rocas almacén pues la mala clasificación y la matriz arcillosa disminuyen la porosidad y la permeabilidad. Además, las delgadas capas de turbiditas dan muchos almacenes, pero de poca capacidad y discontinuos. Ambientes sedimentarios Anóxicos (llanura abisal) El ambiente anóxico, es una masa de agua con tan poco oxígeno que virtualmente ha cesado toda actividad biológica aeróbica. La Materia orgánica en sedimentos por debajo de aguas anóxicas comúnmente es más abundante y más rica en lípidos que por debajo de aguas oxigenadas, debido principalmente a la ausencia de bentónicos “limpiadores”. La causa específica del enriquecimiento preferencial de lípidos se relaciona probablemente con la bioquímica de la actividad bacterial anaeróbica. Evidencias geoquímicas y sedimentológicas demuestran el potencial petrolífero de rocas madres que han sido depositadas en el pasado geológico en cuatro ambientes anóxicos principales como son: los grandes lagos anóxicos, cuencas anóxicas con barreras, capas anóxicas ocasionadas por flujos ascendentes y capas anóxicas de océanos profundos. Los depósitos pelágicos son sedimentos marinos cuya fracción derivada de los continentes indica sedimentación por decantación de una suspensión mineral diluida en aguas oceánicas profundas. Para demostrar que un sedimento antiguo se depositó en un medio pelágico es necesario probar falta de influencia terrestre y gran profundidad. Ejemplo Ambiente Nerítico: La Cuenca de Barinas - Apure representa un conjunto de sistemas transgresivos, está constituido por calizas y dolomitas con interestratificaciones de areniscas de grano fino, calcáreas y glauconíticas, además lutitas y limonitas arenosas, el paleoambiente varía de transicional a nerítico en la base y nerítico interno a medio en la parte superior. Las areniscas de la Formación Gobernador son las segundas en importancia como productor de petróleo en el área. La Formación Gobernador está constituida principalmente por areniscas cuarzosas de grano fino a grueso y en ciertas localidades por conglomerado, esta formación se depositó en un ambiente nerítico interno a medio.

Ejemplo Ambiente Carbonaticos Una componente importante de las reservas mundiales de hidrocarburos se presenta en yacimientos carbonatados, las que incluyendo a los yacimientos en Arabia Saudita, el lago de Maracaibo y el Golfo de México. A pesar de la gran cantidad de hidrocarburos que albergan, la caracterización de los carbonatos presenta problemas y retos importantes. Esto debido en parte a las interrelaciones complejas que se exhiben entre la porosidad, la permeabilidad y otras propiedades relacionadas a los yacimientos carbonatados. La comprensión de las interrelaciones que se presentan constituye un desafío importante en la caracterización de yacimientos carbonatados. Un ejemplo puntual seria la Formación La luna caracterizada en su mayoría por calizas, la cual es la roca madre de los hidrocarburos de la cuenca petrolífera de Maracaibo. Ejemplo Ambiente Abisal Los depósitos de petróleo abisal, se dice que hay más de 1000 campos petrolíferos comerciales extrayendo petróleo o gas natural de roca sedimentaria a profundidades de 4.500 – 10.428 metros. 5,5 kilómetros es el limite a partir de cual no se encuentra más materia orgánica. Los logros más significantes en la exploración del petróleo ultra-profundo se han realizado en la zona de aguas abisales estadounidenses del Golfo de México, donde se han encontrado más de 20 pozos de gas y petróleo ultra-profundo como lo es el Cascade, Chinook, y el de Ghawar, Arabia Saudita.