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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA. MINISTERIO DELPODER POPULAR PARA LA DEFENSA. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA DE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA (UNEFA). NUCLEO GUARICO- EXTENSION EL SOCORRO. INGENIERIA DE PETROLEO SECCION IP-D8

Ambiente sedimentario Docente:

Alumnos: Luis Amaya Truman Caña Miguel Lara Jose Villegas

15/02/13

Introducción

Una definición amplia de medio o ambiente sedimentario, es: “Lugar de la superficie terrestre en 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”

Conclusión El ambiente determina en gran parte, la naturaleza y propiedades del sedimento depositado. Los medios o ambientes sedimentarios son zonas de la superficie terrestre, donde pueden acumularse sedimentos. Tal conjunto de condiciones incluye la geología, la geomorfología, el clima, la flora y la fauna, y si el ambiente es subacuatico, profundidad, salidad, temperatura, y movimiento del agua. Los ambientes se clasifican en continentales, costeros o transiciones y marinos.

Desarrollo Ambientes Sedimentarios Un ambiente deposicional o ambiente sedimentario es simplemente un punto geográfico donde se acumulan los sedimentos. Cada lugar se caracteriza por una combinación particular de procesos geológicos (procesos sedimentarios) y condiciones ambientales (físicas, químicas y biológicas) que la diferencian de zonas adyacentes. Algunos sedimentos, como los sedimentos químicos que precipitan en cuerpos acuáticos, son únicamente el producto de su ambiente sedimentario. Es decir, los minerales que los componen ser originaron y se depositaron en el mismo lugar. Otros sedimentos se forman lejos del lugar donde se acumulan. Estos materiales son transportados a grandes distancias de su origen por una combinación de gravedad, agua, viento y hielo.

En cualquier momento la situación geográfica y las condiciones ambientales de un ambiente sedimentario determinan la naturaleza de los sedimentos que se acumulan. Por consiguiente los geólogos estudian atentamente los sedimentos en los ambientes deposicionales actuales porque los rasgos que encuentran también pueden observarse en rocas sedimentarias antiguas.

Aplicando el conocimiento minucioso de las condiciones presentes en la actualidad, los geólogos intentan reconstruir los ambientes antiguos y las relaciones geográficas de un área en el momento en un conjunto concreto de capas sedimentarias se depositó.

Tipos de ambientes sedimentarios Los ambientes sedimentarios suelen estar localizados en una de las tres categorías: continental, marina o de transición ( línea de costa). Cada uno consiste en un área donde el sedimento se acumula y donde los organismos viven y mueren. Cada uno produce una

roca o una agrupación sedimentaria característica que refleja las condiciones predominantes. Ambientes de sedimentación terrígena

Están formadas por fragmentos de minerales o rocas preexistentes. Son resultado de procesos dinámicos, aunque también pueden estar influidas en menor medida por otros procesos químicos o bioquímicos.

Estos fragmentos se denominan clastos, granos o detritos, matriz o granos finos como limos y arcillas que se encuentran situados entre los clastos.

Ejemplo son los Ambientes lacustre: Presentan una gran variabilidad según la dimensión, situación climática, superficie drenada, profundidad, etc., y se pueden acumular sedimentos terrígenos relacionados con un importante transporte fluvial.

Ambientes de sedimentación carbonatada Los diferentes tipos de ambientes donde se lleva a cabo los depósitos carbonatados incluyen: marinos, lacustres, depósitos de caliche o calcreta, agua dulce , espeleotemas y carbonatos eólicos.

Ambientes continentales Los ambientes continentales están dominados por la erosión y la deposición asociada a corrientes. En algunas regiones frías, las masa de hielo glaciar en movimiento sustituyen el agua corriente como proceso dominante. En las regiones áridas ( así como en algunos puntos litorales) el viento asume mayor importancia. Es evidente que la naturaleza de los sedimentos depositados en los ambientes continentales reciben una fuerte influencia del clima.

Ambientes fluviales: Las corrientes son el agente dominante de la alteración del paisaje, erosionando mas tierra y transportando y depositando más sedimentos que cualquier otro proceso. Además de los depósitos fluviales, se depositan grandes cantidades de sedimentos cuando las crecidas periódicas inundan valles amplios y llanos, denominados llanura de inundación. Donde emergen corrientes rápidas de área montañosa hacia una superficie mas llana, se forma una acumulación sedimentaria en forma de cono inconfundible conocida como abanico

aluvial.

Ambiente glaciar: En localizaciones frías de alta latitud o elevada altitud, los glaciares recogen y transportan grandes volúmenes de sedimentos. Los materiales depositados directamente del hielo suelen ser mezclas desordenada de partículas con tamaños que oscilan entre las arcillas y los bloques. El agua procedente de la fusión de los glaciares transporta y deposita algunos de los sedimentos glaciares, creando acumulaciones estratigráficas, ordenadas.

Ambientes eólicos: La obra del viento y los depósitos resultantes se llaman eólicos. A diferencia de los depósitos glaciares, los sedimentos eólicos, están bien clasificados. El viento puede levantar el polvo fino hacia la atmósfera y transportarlo a grandes distancias. Donde los vientos son fuertes y la superficie no está fijada por la vegetación, la arena es transportada mas cerca del suelo, donde acumula en dunas. Los desiertos y las costas son lugares

habituales

de

este

tipo

de

depósitos.

Ambientes lacustre: Presentan una gran variabilidad según la dimensión, situación climática, superficie drenada, profundidad, etc., y se pueden acumular sedimentos terrígenos relacionados con un importante transporte fluvial, incluso con desarrollo de deltas marginales, a sedimentos muy salinos, con evaporitas, en climas áridos y de escasa aportación fluvial. Por ejemplo las cuencas desérticas son lugares donde ocasionalmente se forman lagos playa poco profundos tras fuertes lluvias o periodos de fusión de la nieve en las montañas adyacentes. Se secan con rapidez, y algunas veces dejan atrás evaporitas y otros depósitos característicos. En las regiones húmedas, los lagos son estructuras más duraderas y sus aguas tranquilas son excelentes trampas para los sedimentos. Los pequeños deltas, las playas y la barras se forman a lo largo de la orilla del lago, y los sedimentos mas finos acaban

reposando

en

el

fondo

del

lago.

Ambientes de Transición

Son ambientes situados en la zona limite continente-mar, y los sedimentos se acumulan tanto por aportación continental como marina. La fuerte intensidad de sedimentación da lugar a cambios continuos en la morfología y delimitación en la línea de costa, por lo que los ambientes sedimentarios que aparecen, son de gran complejidad y a veces de difícil

separación.

Ambiente deltaico: Se localiza en las desembocaduras fluviales, donde descarga la mayor parte del sedimento transportado, provocando un avance de las zonas que se rellenan con sedimentos sobre el mar. Por su morfología, se pueden distinguir deltas aislados de los complejos deltaicos, según la separación e interacción entre las desembocaduras fluviales. L a formación de deltas y sus características morfológicas depende de la cantidad de sedimentos aportados por el río, del grado de dispersión en la desembocadura y de los mecanismos marinos de eliminación y redistribución del sedimento. Ambiente de playa: En las zonas de costas no afectadas por desembocaduras fluviales, se desarrollan los ambientes de playa y de islas barreras, formadas por acumulaciones arenosas que se adosan a la costa o crecen a expensas del arrastre por deriva litoral , a cierta distancia aislando una masa de agua marina semicerrada un lagoon, o laguna litoral. Las facies asociadas a playas e islas barreras son fundamentalmente arenosas, mientras que en el interior de la laguna predominan los limos y arcillas. Si la isla barrera se corta por la influencia de mareas o tormentas, se desarrollan asociados a la apertura, pequeñas facies con geometría de deltas que se han llamado deltas maréales.

Llanura de mareas o marismas: Corresponden a costas muy planas, donde la marea cubre alternativamente superficies extensas, y pueden presentarse también en el interior de zonas protegidas por barreras o arrecifes. Las facies corresponden a sedimentos muy finos, con gran actividad orgánica y fuerte bioturbacion, y donde las amplias variaciones en morfología que se presentan durante los ciclos maréales originan grandes variaciones de facies en los sedimentos. Suelen distinguirse llanuras de mareas terrígenas, con la aportación de sedimentos finos

terrígena, y llanuras de mareas carbonatadas con aportación de fangos con composición de carbonato cálcico, a veces también transportado en suspensión desde el mar, o generado en la propia marisma por actividad orgánica, fundamentalmente de algas. En climas áridos, se forman sedimentos dolomíticos incluso depósitos de yeso y anhidrita por la fuerte evaporación del agua intersticial durante los momentos de bajada de mareas. En climas húmedos puede haber un fuerte desarrollo de vegetación continental que provocará la formación de extensos depósitos de turberas que posteriormente pueden evolucionar

a

carbón.

Marisma

Ambientes Marinos Corresponden a ambientes en que la energía de transporte es función de la dinámica marina, y donde los sedimentos llegan generalmente a través de los ambientes de transición, ya sea por removilizacion y erosión, o porque los sedimentos los atravisan sometidos a la influencia de su mecanismo de tranporte. Los ambientes marinos se dividen según su profundidad:

Ambiente de plataforma:

Se extiende por toda la plataforma continental, desde en borde de la zona submareal, y una de sus características es la fuerte dispersión a que estan sometidos los sedimentos por la accion del oleaje, mareas, corrientes marinas y tormentas. L a litología es muy variable, predominando las arenas en las zonas mas agitadas y proximas a las zonas de aporte (costas), y limos y arcillas finas en las zonas más alejadas y en calma. En las zonas más alejadas de la costa, o de los lugares de aportación de los sedimentos, son frecuentes largos episodios de interrupción o atenuación de la sedimentación, y acusa en un endurecimiento de la superficie del sedimento, los suelos endurecidos o hard ground, generalmente acompañados por procesos de diagénesis, pudiendo estar representados, en pequeños espesores, grandes periodos de tiempo, llamándose estas delgadas

sucesiones series condensadas. Las secuencias están, al igual que en la sedimentación litoral, con la que enlazan lateralmente, muy influenciadas por procesos de transgresión y regresión. En su conjunto la sucesión de una serie transgresiva y regresiva definen un ciclo sedimentario.

Ambiente de talud:

En el exterior de la plataforma continental se encuentran estos ambientes de talud y marino profundo, que por la distribución de facies depositadas y mecanismos de aportación de sedimentos son mas conocidos como ambientes de abanicos submarinos o de turbiditas. Son sedimentos queporla acción de corrientes, oleaje, tormentas, etc., llegan al borde de la plataforma donde son empujados, a veces sencillamente por inestabilidad mecánica, hacia el exterior de la plataforma, abriéndose camino por los cañones submarinos, y llegan a la base del talud desde donde se extiende en forma de abanicos por el fondo marino hasta que se atenúa la corriente densa, corriente de turbidez, que los ha introducido con diversos mecanismos de transporte en masa.

Ambiente abisal: En éste la sedimentación es poco intensa y hacia el interior de los océanos van desapareciendo paulatinamente los depósitos más antiguos, debido a que puede aparecer corteza oceánica de edad posterior a los sedimentos considerados. La mayor parte de los sedimentos en los fondos oceánicos son pelágicos y de composición orgánica silícea o arcillosa terrígena. Sobre los dorsales, la sedimentación en poco importante, y compuesta casi exclusivamente de restos de productos volcánicos y material muy fino arcilloso y silíceo (éste de procedencia orgánica ) que llega hasta en interior del océano en suspensión ( material pelágico).

Tipos de ambientes carbonatados recientes De acuerdo a las facies sedimentarias dominantes se presentan cinco tipos de ambientes: armazón de arrecifes orgánicos, sedimentos arrecifales y acumulaciones de sedimentos, bancos orgánicos, acumulaciones de lodo calcáreo y planicies de mareas o sabkas. 1)

Armazón de arrecifes orgánicos.- El término arrecife se define como un armazón carbonatado resistente al oleaje. Términos relacionados son biostroma y bioherma. El primero se refiere a una acumulación de restos biogénicos en capas ( p.e. crecimiento de algáceos); mientras que el segundo se refiere a una acumulación “in situ” de organismos sedentarios a veces formando montículos. Consecuentemente, no todos los arrecifes son biohermas. El rango anual de temperatura en los arrecifes actuales es de 15 a 32; mientras que el de la salinidad está entre 35,000 y 37,000 ppm. El rango relativamente pequeño de salinidad es característico de áreas marinas con abundancia de organismos, ya que la mayor parte de éstos son muy sensibles a los cambios de salinidad y no pueden sobrevivir a éstos por un tiempo largo. La flora calcárea de los arrecifes está dominada por dos familias de algas: las verdes (Codiacea) y las rojas (Corallinacea)(Fig. 5). La fauna es extremadamente variada y consiste principalmente de corales, moluscos, equinodermos, foraminíferos, anélidos, briozoarios y crustáceos.

Fig. 5

Ecología de las algas marinas calcáreas. Se presentan los ambientes de depósito a

lo largo de un perfil ideal de un margen de plataforma carbonatada. Modificada de Wilson (1975).

En general, el arrecife está dividido en tres partes principales (Fig. 6): 1) El frente del arrecife es el área de crecimiento del arrecife bajo la profundidad efectiva de penetración de la luz (0-50 metros dependiendo de la latitud y la turbidez del agua). El sedimento en esta parte del arrecife está compuesto de gravas pobremente clasificadas y arenas derivadas de la desintegración arrecifal. En las partes más bajas hay una cementación por cristales de carbonato fibroso, mientras que en las porciones superiores la cementación se lleva a cabo por un crecimiento algáceo. 2) El arrecife principal consiste de una serie de arrecifes vivientes y montículos rocosos separados por áreas de aguas más profundas en donde se generan una serie de rizaduras en las gravas y arenas carbonatadas. Son arrecifes típicos de diferente relieve topográfico arriba de los 20 metros. Los principales elementos estructurales son los corales del tipo Acropora palmata, los cuales crecen casi 2 centímetros por año, así como detritos de grava y arena de acumulaciones de otros corales e hidrozoarios del tipo Millepora alcicornis,

además de algas incrustantes. 3) la parte posterior del arrecife es la que se ubica hacia el continente en la cual el piso marino está tapizado de carpetas algales o de parches arrecifales. Las primeras son del género Thalassia y proporcionan un habitat protector a una gran variedad de algas calcáreas (Halimeda, Penicillus y Goniolithon) y corales (Porites).

UNIDAD DE FLUJO.

Una unidad de flujo es una subdivisión del yacimiento definida en base a la similitud de los poros (porosidad). Estas se definen por características petrofísicas, características de registros distintivas y relaciones porosidad-permeabilidad. En una arena puedo tener más de una unidad de flujo, esto va a depender de la cantidad de relaciones distintas de poros que existan en la arena.

ESTRATIGRAFIA. Rama de la geología cuya finalidad es el estudio de las rocas vistas como capas o estratos, centrada en especial en las rocas sedimentarias.

SECCIONES ESTRATIGRAFICAS.

Las secciones estratigráficas se refieren a los sedimentos de los estratos con ciertas características comunes en cuanto a su litología de acuerdo al lugar donde ocurrió la sedimentación. Estas tienen como objetivo determinar las relaciones laterales y verticales entre las unidades geológicas atravesadas por diferentes pozos.

Propiedades fundamentales de las secciones estratigraficas. a) La precisión (detallada o esquemática). b) El área de validez (local o regional). c) La metodología de construcción de la sección (continua o compuesta).

Formación. Unidad litoestratigráfica de rango intermedio que se encuentra constituida por estratos de rocas sedimentarias, ígneas intrusivas o extrusivas, o rocas metamórficas, o asociaciones de éstas.

Miembro. Unidad litoestratigráfica de rango inferior al de la formación, que forma parte de ésta y presenta caracteres litológicos que la identifican y distingue de partes adyacentes.

Caracterización del yacimiento La metodología de caracterización se desarrolla en dos etapas; una etapa de caracterización estática y otra de caracterización dinámica. En la primera se define las características físicas del volumen de roca a condiciones estáticas, mientras que en la segunda se describe la interacción de los fluidos dentro del volumen de roca a condiciones dinámicas. Modelo Estático En esta etapa se define la geometría del yacimiento y se describen los parámetros petrofísicos; para comprender en términos físicos y geológicos el sistema de acumulación de hidrocarburos.

Modelo Dinámico Esta etapa analiza la interacción dinámica roca-fluido del yacimiento; el propósito fundamental es desarrollar metodologías que permitan comprender de una manara

integral como se desplazan los fluidos en el sistema poroso (roca). Tales parámetros servirán para alimentar los modelos de simulación numérica de yacimientos. Para la realización de este modelo se necesita lo siguiente:

-PVT Fluidos - Curvas de Permeabilidad Relativa - Datos de Producción - Presiones Capilares - Pruebas de Presión

MODELAJE GEOLOGICO

El modelo geológico comprende el análisis de la estratigrafía, la geología estructural y la caracterización de fracturas entre otros.

Modelado

Estratigráfico. * Descripción macroscópica y microscópica (Petrografía), a nivel de núcleos de pozos y de afloramientos, de cada una de las facies para determinar paleoambientes de depositación de las formaciones presentes en un yacimiento. * Interpretación

de

registros

de

pozo,

registros

de

imagen

y

espectrales.

* Estratigrafía de secuencias y descripción de corazones para generar una curva de valores categóricos que refleje la litología observada en los intervalos corazonados. * Evaluar la disponibilidad y confianza de las curvas de registros y analizar el comportamiento estadístico y la relación de los registros con la curva litológica generada previamente.

* Emplear lógica difusa para desarrollar un modelo litológico a partir de las curvas de registros seleccionadas para este fin.

Modelado Estructural. * Establecer las características y determinar las diferentes estructuras a nivel regional y local dentro de un yacimiento. * Definición de un modelo ajustado lo mejor posible a la geometría de las fallas, los marcadores de pozo y los horizontes interpretados. * Seguimiento desde el principio del proceso de construcción del modelo estructural, controlando las restricciones provenientes de las limitaciones numéricas y geométricas. * Elaboración de un modelo que pueda ser fácilmente modificado.

Modelado Petrofísico.

Selección de intervalos potencialmente productores. Modelo matemático petrofísico general para cada formación evaluada. Valor promedio y específico (paso) de cada propiedad por formación o unidad geológica Porosidad, permeabilidad y fluidos. Modelo litológico integrado con información de corazones, fluidos y pruebas de producción.

Generación de Mapas de isopropiedades con técnicas Geoestadísticas.

Técnicas de "soft computing": Las técnicas de Soft Computing son tecnologías que utilizan estadística multivariada, redes neuronales y lógica difusa para reducir la incertidumbre en los modelos de caracterización de yacimientos.

SISTEMA RESERVORIO.

Es un sistema agua-hidrocarburo contenido en los poros de una unidad de roca. El sistema reservorio tiene tres componentes:

* YACIMIENTO: Roca porosa y permeable saturada con petróleo o gas en equilibrio. Tiene uno o más tanques y se encuentra justo debajo del sello.

* ACUÍFERO: Roca porosa y permeable saturada 100% con agua. Tiene uno o más tanques que puede compartir con el yacimiento.

* ZONA DE TRANSICIÓN: Intervalo de roca que separa al yacimiento del acuífero, y tiene una saturación de agua menor del 100%.