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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARMEN Dependencia Académica de Ciencias Química y Petrolera

Ingeniería Petrolera

“Trampas Petrolíferas y Ambientes Sedimentarios”

Asignatura: Geología de Yacimientos

Docente: Agustín Julian Baldit Sandoval

Presenta: Victor Atl Cordova Prieto

Cd. Del Carmen, Campeche a 27 de Octubre de 2014

Í

ndice 1

Introducción Desarrollo

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1. Trampas Petrolíferas 1.1

Tipos de trampas

2 Ambientes Sedimentarios

Conclusión Bibliografía

2 2 4 12 13

I

ntroducción

Para un Ingeniero Petrolero es de vital importancia conocer las trampas petrolíferas, ya que es la base del sistema petrolífero. Sabiendo cómo se comportan estas trampas petrolíferas, da la pauta para un mejoramiento en los procesos de extracción del petróleo como también una reducción en la contaminación ambiental, cabe remarcar que el conocimiento de estas trampas no es solo tarea de un Geólogo, también es importante que un Petrolero tenga conocimiento sobre el tema. Otro tema que se abarcara es el de los ambientes sedimentarios, esto con el fin de mejorar la exploración de pozos petroleros, porque sabiendo el comportamiento de los diferentes ambientes sedimentarios podemos saber si hay presencia de hidrocarburos o no. Por consiguiente igual es de vital importancia que el Ingeniero Petrolero tenga conocimientos sobre el tema.

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D

esarrollo

1.- Trampa Petrolífera Una trampa petrolífera o trampa de petróleo es una estructura geológica que hace posible la acumulación y concentración del petróleo, manteniéndolo atrapado y sin posibilidad de escapar de los poros de una roca permeable subterránea. El petróleo así acumulado constituye un yacimiento petrolífero secundario y la roca cuyos poros lo contienen se denomina roca almacén. El petróleo se compone de un conjunto de numerosas sustancias líquidas distintas, los hidrocarburos, que son menos densos que el agua, por lo que tienden a flotar en ella. Esto produce un movimiento de migración del petróleo desde el momento que se forma, a partir de restos de plancton, hacia la superficie del suelo, viajando a través de los poros de rocas permeables. Una vez que aflora a la superficie, formando la llamada fuente o manantial de petróleo, va desapareciendo con los años, pues los volátiles escapan a la atmósfera y el resto de hidrocarburos van siendo degradados por microorganismos que se alimentan de ellos, pasando de ahí al resto de la cadena trófica de los ecosistemas. Los detalles estructurales y génesis de los yacimientos petrolíferos ha sido una de las ramas de la geología más estudiada y de la que se tienen más datos, debido a la enorme importancia que ha tenido para la humanidad la búsqueda y extracción de este recurso natural.

1.1.- Tipos de trampas Trampas estratigráficas Se forman cuando, en una sucesión estratigráfica, las capas supra yacentes a una capa porosa son impermeables, sellándola e impidiendo el flujo del petróleo. En todos los casos los hidrocarburos fluyen hacia la parte superior de la roca almacén. Por cambios laterales de facies: por acuña miento y desaparición lateral de capas porosas o por cambios en la porosidad de una misma capa; de este tipo son el 7% de las trampas.1En esta categoría pueden entrar las facies arréciales, debidas a corales, arqueociatos, rudistas, etc., que suelen mostrar una alta

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porosidad y bruscos cambios de facies; representan el 3% de las trampas conocidas.1 Las discordancias pueden asimismo formar trampas al petróleo, cuando disectan una capa porosa y son cubiertas por materiales impermeables. Suponen el 3% de las trampas.1

Trampas estructurales Cuando la causa es tectónica. Puede ser una falla (1% de las trampas)1 que ponga en contacto una roca impermeable con otra porosa, produciendo un escalón en donde se acumula el petróleo, o más frecuentemente por un pliegue anticlinal, que forma un recipiente invertido en el que queda atrapado el petróleo en su lenta huida hacia la superficie. Los anticlinales suponen el 80% de las trampas.1 También son trampas de tipo estructural las acumulaciones de petróleo que se pueden producir asociadas a las estructuras periféricas de un domo salino.

Trampas mixtas Están formadas por la combinación de trampas estratigráficas y trampas estructurales. Suponen el 6% de las trampas petrolíferas.1

Trampa de rocas bituminosas A veces la concentración es tan alta que los gases comprimen con fuerza, y sumado esto a la compresión por las fuerzas tectónicas provoca que las capas superior e inferior de arcillas o margas terminen por empaparse de petróleo a pesar de su resistencia a la permeabilidad, transformándose en lo que se denomina rocas bituminosas o esquistos bituminosos. La misma resistencia que ofrecen a coger petróleo la presentan a dejar escapar el petróleo que contienen, por lo que este recurso natural no ha sido tradicionalmente considerado como reserva natural de petróleo por la industria extractora de crudo. El avance futuro de la tecnología y el previsible aumento del precio del petróleo conforme se vaya agotando en el futuro podría convertir en económicamente rentable la extracción a partir de rocas bituminosas, aumentando así en gran medida las reservas mundiales de este importante y cada vez más escaso recurso natural.

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2.- Ambientes Sedimentarios Un ambiente sedimentario se define como un lugar de la superficie terrestre en el que se realizan procesos sedimentarios que pueden individualizarse en zonas limítrofes por sus características físicas, químicas y biológicas que determinan las propiedades del sedimento o roca sedimentaria y es diferenciable de los ambientes adyacentes. Un ambiente sedimentario es erosivo cuando en él dominan los procesos de denudación, implicando también una morfología erosiva así como sus productos, y es de depósito si en él dominan los procesos de acumulación, este segundo tipo de ambientes son los que dejan huella en el registro geológico. Los ambientes sedimentarios varían en su persistencia en el tiempo, en el tamaño del área ocupada y en la uniformidad o variabilidad de sus condiciones. Es importante destacar que los ambientes sedimentarios no son todos idénticos y sus límites no son netos, situación que dificulta la labor de su definición y clasificación. Entre las características físicas que individualizan los ambientes sedimentarios, se incluyen aspectos dinámicos como la velocidad, dirección y variaciones en el movimiento del fluido que condicionan el medio, corrientes de agua, oleaje, mareas, vientos, etc., así como los parámetros geográficos y climáticos del mismo, como son el tipo de meteorización, clima, temperatura, humedad, frecuencia de las heladas, precipitación, etc. Entre las características químicas hay que considerar la salinidad, las condiciones de potencial óxido reducción (eH) y nivel de acidez (pH) del medio, la geoquímica de la roca madre y la interacción química entre el sedimento y el ambiente. El estudio de los minerales autógenos dentro de un ambiente, resulta de gran utilidad en la determinación de dichas condiciones químicas. Entre las características biológicas hay que destacar todo lo referente a la flora y su influencia en los procesos sedimentarios, formación de suelos, erosión y fauna, así como las correspondientes interacciones con el ambiente que puede motivar la individualización de algún ambiente sedimentario. Todos estos rasgos prevalecen en las rocas aun cuando el ambiente sedimentario haya sido modificado o desaparecido, por lo que a través de ellos (junto con criterios mineralógicos y estructurales), es posible interpretar ambientes sedimentarios antiguos, aplicando el Principio de Uniformismo, propuesto por Hutton en 1785.Las estructuras sedimentarias presentes en las secuencias estratificadas, el tipo de roca, su espesor y composición mineralógica nos dan información sobre el ambiente sedimentario en que se formó el sedimento. Para hacer la diferenciación

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de ambientes es necesario el correcto establecimiento de las condiciones Hidrodinámicas del ambiente; esta información hidrodinámica está presente en: 1) las estructuras sedimentarias primarias, las cuales proporcionan información sobre las condiciones de energía al momento del depósito (velocidad de flujo, profundidad, turbulencia) y 2) la textura de los sedimentos, que brinda información acerca del medio y modo de transporte del material. Los sedimentos pueden ser depositados en los continentes, en el mar y en zonas de transición entre tierra y mar, que es la forma tradicional de clasificarlos: Continentales, Transicionales y Marinos; aunque existen otras formas de clasificarlos como la Clasificación Tectónica en: ambientes sedimentarios asociados a zonas tectónicamente activas, asociados a zonas tectónicamente pasivas y asociados a zonas intracratonicas ; y la Clasificación Genética en: ambientes de sedimentación clástica o terrígena, de sedimentación no clástica (carbonatados y evaporíticos) y con sedimentación híbrida. A continuación se presentan las características más sobresalientes para algunos de los ambientes sedimentarios.

Ambiente Glaciar Un Glaciar es una masa de hielo que fluye hacia zonas de menor altitud debido a la influencia de la gravedad. Los Glaciares modernos cubren aproximadamente el 10 % dela corteza terrestre, sin embargo, se ha calculado que durante las glaciaciones del Neógeno, las masas de hielo llegaron a cubrir hasta un 30 % de la superficie terrestre. Existen dos tipos de glaciares, los Geográficos debidos a condiciones climáticas polares y los Topográficos que se encuentran en zonas muy elevadas. Otra clasificación de los mismos es en: a) Mantos y casquetes de hielo, b) Glaciares de valle o de montaña y c) Glaciares de Piedemonte. La masa de los glaciares pueden ser dividida en dos áreas principales; el área superior o área de acumulación, que es la zona alimentadora del glaciar y el área inferior o de ablación donde predomina la fusión. Erosión En las zonas de temperaturas extremosas, el agua se infiltra en las grietas de las rocas, al congelarse y aumentar de volumen, separa las rocas y las intemperiza. Al derretirse el hielo, los bloques pierden soporte y se desprenden incorporándose al glaciar, que va englobando todas las partículas que encuentra a su paso. Mediante este proceso las laderas aguas arriba del glaciar y la cuenca de alimentación de este se van socavando, formándose así los llamados circos. Todas las partículas que adquiere un glaciar, actúan como dientes que provocan

una abrasión en el lecho del mismo, produciendo estriaciones y pulimentaciones de las superficies en las que actúa. Las estriaciones las formarán las partículas relativamente gruesas y van a ser paralelas al flujo del glaciar, mientras que las pulimentaciones las vana provocar las partículas más finas, produciendo la llamada “harina de roca”. Cuando el glaciar se acumula alrededor de grandes bloques, los arrancará y los incorporará a su masa. Sedimentológicamente se utiliza el término de carga de sedimento para las partículas en transporte y de morrena, para el depósito resultante. Las morrenas se clasifican en a) basal o de fondo, b) lateral o marginal, c) central o media, d) Interglaciar, e) subglaciar, y f) terminal.

Depósitos estratificados Kame: montículo semiredondeado el cual ha sido producido por sedimentación estratificada en cualquier tamaño. Esker: barras delgadas estrechas, compuestas por arenas y gravas aunque también presenta limos y bloques.

Depósitos no estratificados Drumlin: colinas alargadas formadas a partir del esparcimiento del material acarreado por un glaciar. Sandur: Se forma al fundirse el glaciar y dejar toda su carga de forma aleatoria sobre el terreno,

Litología Brechas, conglomerados, conglomerados conglomeráticas, areniscas y limolitas.

Estructuras sedimentarias.

Caóticas, estratificación lenticular y flaser.

Fósiles.

arenosos,

areniscas

Prácticamente ausentes, a veces vertebrados arrastrados.

Ambiente Desértico Un desierto se define como un área continental en la cual existe una pequeña cubierta vegetal o puede faltar totalmente debido a la insuficiente precipitación pluvial, los desiertos son áreas donde el rango de evaporación excede al rango de precipitación y donde la acción del viento es un importante agente geológico. Existen dos tipos de desiertos, los fríos, restringidos a las regiones árticas y los calientes, localizados en regiones tropicales. Dentro de los calientes se encuentran los desiertos topográficos y los tropicales. Los desiertos topográficos son deficientes en lluvia ya sea porque se encuentran en la parte central de los continentes o porque la presencia de altas montañas impide que los vientos que proceden con lluvias lleguen hasta estos. Por otro lado, los desiertos tropicales son el resultado de un sistema de vientos en todo el planeta.

Erosión del viento El viento es un medio muy efectivo de transportación y sedimentación, pero es menos efectivo como instrumento erosivo. En los desiertos los mecanismos del intemperismo son un factor dominante, que implica procesos tales como exfoliación, resquebrajamiento y trituración de las rocas. El intemperismo es ayudado por la acción abrasiva del continuo soplo del viento llevando arenas y polvo. La presencia de cierta cantidad de agua en forma de lluvias ocasionales y el rocío de la madrugada activan los procesos micro químicos encabezando el intemperismo químico. El viento necesita del intemperismo mecánico y químico para su efecto. Dos de los procesos erosivos característicos de los desiertos son la abrasión y la deflación. La deflación se presenta en climas secos, las partículas sueltas de polvo son levantadas transportadas lejos, así la superficie del terreno es gradualmente erosionada y re trabajada o “deflactada”. La deflación forma huecos o depresiones en los depósitos suaves de material sin consolidar, que varía desde unos cuantos metros hasta varios kilómetros de diámetro llamadas Cuencas de deflación. La abrasión ocurre cuando los granos de arena que mueve el aire por saltación, golpean la superficie de la roca; este proceso se considera como erosión y redondea miento de las partes de la roca expuestas fuera del

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terreno, existiendo un labra miento en la superficie de la roca dando lugar a la formación de los ventifactos o caras de los guijarros expuestos al viento.

Tipos de depósitos Hamada: desiertos rocosos producto de la desintegración. Serir: desierto pedregoso, con concentraciones de grano grueso, en su mayor parte grava, guijarros y arena gruesa. Loess: acumulación de partículas finas transportadas en suspensión por el viento agrandes distancias precipitadas por la lluvia y retenidas por la acción de las plantas, se constituyen de cuarzo, feldespato, calcita, dolomía y micas principalmente. Están cementados por montmorillonita y generalmente desprovistos de estratificación. Dunas: acumulaciones de arena transportada y moldeada por el viento de forma sencilla, con caras deslizables; existen diferentes tipos: Transversa, Longitudinal y Parabólica. Litología Areniscas de cuarzo de grano fino-medio. En zonas costeras, carbonato como posible cemento. Limos de variada composición en Loess. Estructuras sedimentarias Estratificación cruzada grande, tabular o en surco, ondulitas asimétricas, espaciadas y de pequeña amplitud, laminación horizontal y deformaciones contemporáneas. Fósiles Ausentes, a veces restos de vertebrados y vegetales; huellas; en zonas litorales restos de fauna transportada. Ambiente Costero Costera es el área geográfica transicional entre el océano y el continente; puede extenderse por varios kilómetros hacia el interior del continente e incluye la porción continental adyacente al mar inundada por las fluctuaciones del nivel

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marino en el Cuaternario tardío; su extremo marino lo rige el grado de influencia sub-aéreo, pudiendo estar ubicado en la plataforma continental, en el talud continental y aún en la llanura abisal. Está controlado por tres factores. Factores marinos: oleaje, mareas, corrientes litorales y costeras, y cambios en el nivel del mar inducidos por tectónica o glacio-eustasia. Factores continentales: viento, topografía, clima, tipo de roca fuente. Factores biológicos: hábitos y metabolismo de los organismos que habitan esta zona. Tipos de costas A) Costas micro mareales: 4 m de amplitud de mareas. Los sedimentos costeros usualmente son arenas, algunas veces dominan las gravas. Los materiales finos se concentran en zonas dentro de los ambientes estuarinos, lagunares y palustres. El principal aporte de arena hacia la costa es por los ríos, siendo la segunda fuente de aporte el re trabajo de la arena de plataforma hacia la costa. Desde el punto de vista sedimentológico se ha observado que existe una estrecha relación entre la morfología costera y el rango de amplitud de las mareas. La playa es un cuerpo de sedimentos no cohesivos (arena y grava), acumulados en lazona litoral, marina, lacustre, manglares y en las islas de barrera. Se forman esencialmente en costas micro a meso mareales con pendientes costeras relativamente bajas y para subsistir requieren de un continuo aporte de sedimento que es suministra do por los ríos y las dunas. El límite terrestre de la playa es el límite superior de la acción del agua por oleaje o el contacto entre los sedimentos no cohesivos y otro tipo de material. El límite del lado marino es el límite de la marea baja o la parte más alejada donde todavía se percibe la influencia del oleaje. La pendiente de la playa es reflejo del material que la compone, teniéndose pendientes desde 3° para arenas finas y de 15° y 24° en gravas medias y gruesas respectivamente. La diferencia entre las playas y las llanuras de marea radica en el modo en que se disipa la energía del oleaje; la elevada pendiente de la playa facilita la acción de las olas sobre toda la superficie, mientras que la suave pendiente de las llanuras de marea hace que la energía se disipe muy pronto por el rozamiento con el fondo, minimizando su acción sobre la mayor parte de la superficie; la distribución de tamaños de grano es opuesta en ambos casos: decrece hacia tierra en las llanuras de marea y aumenta hacia tierra en las playas. En las playas se pueden distinguir tres sub ambientes: supra marea, inter marea y sub marea. La zona de playa se divide en tres: la Pos playa, zona ubicada entre la cresta de la berma (terraza angosta, casi horizontal, formada por el depósito de arena y guijarros sobre la playa por las olas de tormenta) y la porción de la llanura costera que sólo es alcanza da por el oleaje durante las tormentas más severas; puede incluir las dunas bajas y aún a los cantiles. El

frente de playa, comprendido entre los niveles normales de bajamar y el de pleamar; su posición es controlada por el ascenso del nivel del agua durante las tormentas, su relieve es llano y suavemente inclinado al mar; la pendiente de la cara de la playa varía entre 1° y 30°, y depende de la composición y textura de los sedimentos y delos procesos que actúan en el frente de la playa. Y la Ante playa, también llamada playa sub acuática, zona donde rompen las olas; se desarrolla hacia el mar a partir de la línea de bajamar y su ancho puede ser de varios metros; comprende a las barras y surcos litorales, paralelos a la orientación de la playa. Según sean las características de las olas, las barras y los surcos migrarán hacia la terraza de bajamar o se alejarán de ella. La formación de las playas puede inhibirse, si el gradiente de la ante playa es acentuado y el aporte de sedimentos es escaso. Al no desarrollarse las barras y los surcos, el límite exterior de la ante playa se sitúa donde el oleaje de tormenta toca fondo. Litología Areniscas, limolitas y lutitas. Estructuras sedimentarias Estratificación cruzada y tabular, ondulitas, laminación horizontal y cruzada. Fósiles A veces vertebrados arrastrados, vegetales y huellas. Ambiente de Cuenca El término de cuenca en el sentido más amplio, se define como un área deprimida sin salidas en superficie. Este término presenta una aplicación muy amplia, pero desde el punto de vista morfo sedimentario, la cuenca representa el ambiente marino profundo que se desarrolla a continuación del margen continental. Si la cuenca se desarrolla sobre corteza oceánica entonces este ambiente marino también recibe el nombre de "llanura abisal”. Morfológicamente, son áreas relativamente planas, donde pueden llegar a prolongarse los valles submarinos desarrollados inicialmente en los márgenes continentales. Asimismo, en estos ambientes se identifican los denominados canales meso-oceánicos que son valles paralelos o su paralelos al margen continental que presentan recorridos longitudinales de cientos a miles de kilómetros, pudiendo actuar de vías de transferencia de sedimento de una cuenca a otra.

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Desde el punto de vista sedimentológico representan las áreas donde tiene lugar la deposición final de aquellos sedimentos que son transportados desde el continente y desde el propio margen continental. La revisión del estado actual de los conocimientos sobre la sedimentación en las cuencas oceánicas del Mediterráneo, Caribe, Atlántico noroccidental y Pacífico indican que en estos ambientes sedimentarios se depositan principalmente depósitos turbidíticos, de flujos de derrubios, hemipelágicos y pelágicos.

10 Litología Limolitas y lutitas. Estructuras sedimentarias Estratificación cruzada y tabular, laminación horizontal y cruzada. Fósiles Restos de organismos con partes de composición silícica como las diatomeas.

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onclusión

*La definición concreta de Trampa Petrolífera; Obstáculo que impide la migración de petróleo hacia la superficie. *Que puede contener una Trampa Petrolífera; petróleo, gas o combinación de ambos. *Las Trampas Petrolíferas se forman cuando la presión capilar de desplazamiento sobre pasa la presión de flotabilidad del petróleo. *Hay en suma 4 grandes tipos de Ambientes Sedimentarios que a su vez se subdividen en otros ambientes. *Cada ambiente sedimentario cuanta con distinta litología y estructuras sedimentarias.

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ibliografía

http://www.academia.edu/3696997/2_AMBIENTES_SEDIMENTARIOS Prothero D. y Schwab F., 2004, Sedimentary geology, an introduction to sedimentary rocks ans stratigraphy, 2ª ed., Ed. W. H. Freeman and Company, N. Y., E. U. Reading H., 1986, Sedimentary environments and facies, 2a ed., Ed. Blackwell Scientific Publications, E.U. Spaulding N. y Namowitz, S.,1997, Heath Earth science, 1a. ed., Ed. McDougal Littell, E.U.Vera J., 1994, Estratigrafía: principios y métodos, Ed. Rueda, Madrid, 806 p.