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• Montserrat Ericka Martinez Rodriguez

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FACULTAD DE INGENIERÍA

GEOLOGÍA DE YACIMIENTOS DE FLUIDOS

División de Ingeniería en Ciencias de la Tierra

SEMESTRE 2020-1

OBJETIVO GENERAL El alumno analizará, conocerá y utilizará los conceptos sedimentológicos, estratigráficos y estructurales para explicar la geología de los yacimientos de hidrocarburos, geotérmicos y acuíferos. Conocerá los métodos de investigación geológica para la exploración de estos yacimientos.

TEMAS I. CONCEPTOS SEDIMENTOLÓGICOS II. CONCEPTOS ESTRATIGRÁFICOS III. CONCEPTOS ESTRUCTURALES IV. FUNDAMENTOS DE EXPLORACIÓN

I. CONCEPTOS SEDIMENTOLÓGICOS Objetivo. El alumno explicará los procesos que dan lugar a la formación de sedimentos, los cambios que sufren las partículas desde su origen hasta que se depositan. Reconocerá e interpretará los ambientes sedimentarios. 1.1 Principios Generales 1.2 Propiedades y características de los sedimentos 1.3 Procesos internos y externos en la generación de sedimentos 1.4 Procesos biológicos y químicos en la generación de sedimentos 1.5 Transporte y depósito 1.6 Estructuras sedimentarias 1.7 Ambientes de depósito 1.8 Facies sedimentarias

II. CONCEPTOS ESTRATIGRÁFICOS Objetivo. El alumno analizará los conceptos, principios, métodos, técnicas y terminología que soportan la Estratigrafía, para definir y caracterizar los cuerpos de roca de las cuencas sedimentarias. 2.1 2.2

2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8

Conceptos fundamentales El registro estratigráfico de los cuerpos de roca Clasificación estratigráfica Secuencias estratigráficas Los fósiles y la estratigrafía Fundamentos de facies sísmicas Cambios relativos del nivel del mar Correlación y medios gráficos de expresión estratigráfica

III. CONCEPTOS ESTRUCTURALES Objetivo. El alumno identificará las estructuras geológicas secundarias, explicará su origen y su evolución. Conocerá la importancia que estas tienen en la exploración y explotación de los yacimientos de fluidos. 3.1 3.2 3.3 3.4

3.5 3.6 3.7 3.8

Conceptos generales Esfuerzo Deformación Identificación y clasificación de estructuras (pliegues, fallas y fracturas) Estilos estructurales Cartografía de estructuras Construcción de secciones geológicas Relaciones entre tectónica y Geología Estructural

IV. FUNDAMENTOS DE LA EXPLORACIÓN Objetivo: El alumno conocerá la metodología que se aplica en la exploración de los yacimientos de los fluidos desde el punto de vista geológico. 4.1 Generalidades 4.2 Planeación de la exploración 4.3 Métodos geológicos 4.4 Métodos geoquímicos 4.5 Métodos geofísicos 4.6 Métodos geoestadísticos 4.7 Ejemplo de casos

BIBLIOGRAFÍA Arellano G.J., De la Llata R. R., Carreón M.M:A., Villarreal M.J.C., Morales Barrera, W.V., 2002. Ejercicios de Geología Estructural, Facultad de Ingeniería, UNAM. Batist M. D. and Jaqcobs, P., 1996. Geology of Siliciclastic Shelf Seas. The Geological Society, Special publication No. 117, United States of América Berkowitz Norbert. 1997. Fossil Hydrocarbons. Chemistry and Technology. Academic Press, United States of America. Bjorlykke Knut. 1994. Sedimentology and Petroleum Geology. Springer Verlag Berlin Heidelberg, Germany. Boletín de la Asociación Mexicana de Geólogos Petroleros, A. C. 2001. Subsistemas Generadores de México. Volumen XLIX, Nums. 1-2, enerodiciembre, México. Bouma H. Arnold and Stone G. Charles, 2000. Fine-Grained Turbidite System. Memoir 72, American Association of Petroleum Geologists (AAPG) Davis H. George, 1984. Structural Geology of rocks and Regions. John Wiley & Sons, New York.

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AMERICAN ASSOCIATION OF PETROLEUM GEOLOGIST

PETRÓLEOS MEXICANOS

SECRETARÍA DE ENERGÍA

INSTITUTO MEXICANO DEL PETRÓLEO

Antecedentes de Geología General

1.- Explique el ciclo de las rocas ampliamente (apoyándose de un diagrama). 2.- Mencione cuales son los grupos minerales formadores de las rocas. 3.- Explique que es un sedimento y como se clasifican por su tamaño. 4.- Explique como se clasifican las rocas sedimentarias clásticas. 5.- Explique como se clasifican las rocas sedimentarias carbonatadas (textura). 6.- Explique como se clasifican las areniscas de acuerdo a Pettijohn. 7.- Tabla del Tiempo Geológico (Mesozoico y Cenozoico). 8.- Mencione 15 países que exploran y producen hidrocarburos para 2017.

TEMA I. CONCEPTOS SEDIMENTOLÓGICOS •

• • • • • • • •

OBJETIVO GENERAL: Explicar los procesos que dan lugar a la formación de sedimentos; Conocer y describir sus características. Reconocer los cambios que experimentan las partículas desde su origen hasta que se depositan en las cuencas sedimentarias. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Conocer y explicar el Ciclo sedimentario. Conocer y explicar la dinámica de sedimentación. Conocer y explicar el origen de las rocas siliciclásticas. Conocer y explicar el origen de las rocas carbonatadas. Conocer y explicar las principales estructuras sedimentarias. Conocer y explicar las principales características de los ambientes sedimentarios. Conocer y explicar los distintos tipos de facies. Conocer y explicar los procesos diagenéticos.

El ciclo de las rocas

Procesos exógenos que dan origen a las rocas sedimentarias.

Procesos de formación de sedimentos • • • • • • • •

Intemperismo Erosión Transporte Depósito Acumulación Litificación Diagénesis Disolución y precipitación

Procesos exógenos que dan origen a las rocas sedimentarias.

INTEMPERISMO Es la descomposición superficial de las rocas, es el desgaste físico y alteración química de rocas y minerales en o cerca de la superficie de la Tierra. Todas las rocas que por alguno o algunos procesos geológicos quedan expuestas en la superficie de la Tierra interactúan con la atmósfera, la hidrósfera y la biosfera. Como resultado de esta interacción las diferentes especies minerales que conforman las rocas expuestas se desestabilizan produciéndose un conjunto de cambios físicos y químicos que agrupamos bajo el nombre de intemperismo. El intemperismo Biológico.

puede

ser:

Físico,

Químico

o

* EL INTEMPERISMO FÍSICO se debe principalmente a variaciones de temperatura, heladas, insolaciones o pérdida de carga.

*EL INTEMPERISMO QUÍMICO disgrega a la escala de la molécula o ión, por la acción de soluciones

EJEMPLO: El piroxeno contiene fierro, el cual se disuelve liberando moléculas de óxido de sílice y hierro ferroso en la solución.

El hierro ferroso es oxidado por moléculas de oxígeno para forma hierro férrico. El hierro férrico se combina con agua para precipitarse en un sólido en forma de óxido de fierro en la solución.

*EL INTEMPERISMO BIOLÓGICO. Ocurre debido a procesos orgánicos que reúne caracteres tanto físicos (acción de raíces, organismos del suelo, etc.) como químicos (bioquímicos) señalados por la solución de materiales por la acción de bacterias, ácidos húmicos, etc.

EL INTEMPERISMO no implica el transporte de los fragmentos de roca y de fragmentos minerales producidos, debido ha esto, tenemos la formación de suelos in situ, sobre la roca intemperizada. El suelo es una combinación de materia mineral, materia orgánica, agua y aire, aunque las proporciones varían, siempre estarán presentes los mismos cuatro componentes.

EROSIÓN Es la disgregación de las rocas formando partículas (sedimentos), las cuales sufren un transporte. Remoción de materiales intemperizados desde su área de origen. Sedimentos.- Agregado de sólidos derivado de rocas preexistentes o de sólidos precipitados de soluciones por procesos químicos inorgánicos o extraído de la solución por organismos. Son los productos del intemperismo depositados por los agentes de erosión y pueden ser: solubles e insolubles

TRANSPORTE • Mecanismo en el cual el material intemperizado se mueve de un lugar a otro, generalmente por la acción de corrientes de agua, viento y glaciares. • El transporte de sedimentos es la consecuencia de la interacción dinámica entre las partículas detríticas y el movimiento de un fluido en un medio determinado

FORMAS Y AGENTES DE TRANSPORTE El material sedimentario es transportado normalmente en una de estas cuatro formas:

*SOLUCIÓN *SUSPENSIÓN *TRACCIÓN *SALTACIÓN Los principales agentes de transporte son:

*ACARREO POR VIENTO *ACARREO POR AGUA *ACARREO POR GLACIAR *ACARREO GRAVEDAD

Transporte de partículas : 1.-) Por arrastre: las partículas más gruesas (500 - 2000 micrones). 2.-) Por saltación: las partículas medianas (100 - 500 micrones). 3.-) En suspensión: las partículas pequeñas o livianas ( < 100 micrones).

TRANSPORTE*Acarreo por agua

El agua remueve partículas y las transporta a otros lugares.

TRANSPORTE*Acarreo por agua

TRANSPORTE*Acarreo por hielo

Cuando el transporte es a través de las masas de hielo, se origina un material con mala clasificación textural y mineralógica, debido a que se origina una gran fricción, que pule y abrasa el lecho rocoso.

TRANSPORTE*Acarreo por viento

TRANSPORTE*Acarreo por gravedad

Cuando la pendiente de la roca es escarpada, se forman cuñas de fragmentos angulares de roca que se acumulan y producen los depósitos de talud.

SOLUCIÓN Los productos más solubles del intemperismo entran en solución y son llevados por las aguas subterráneas o por las superficiales, a los ríos y lagos y finalmente al mar.

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Durante la etapa de este viaje puede ocurrir que: Existan reacciones químicas con otros materiales en solución. Precipitación debida a la evaporación. Precipitación por cambios en el equilibrio fisicoquímico. Materiales extraídos por organismos.

SUSPENSIÓN Las partículas que no se asientan fácilmente en el fondo en un fluido (agua ó viento), se dice que están en suspensión. Este proceso se debe a que: • Las partículas de tamaño pequeño se asientan con lentitud y permanecen en suspensión por más tiempo que los granos mayores. • Los granos de mayor peso específico se asientan con más rapidez que los ligeros. • Las partículas esféricas asimismo se asientan más rápidamente que las irregulares de igual masa.

SUSPENSIÓN

Las dos Fotografías muestran como las partículas pequeñas no se asientan fácilmente en el fondo de un fluido (agua ó viento) debido a su baja densidad. La turbulencia es un factor adicional que tiende a conservar los sedimentos en suspensión, los cuales reciben impulsos repetidos hacia arriba que retardan su asentamiento.

TRACCIÓN La forma más simple de tracción se presenta cuando las partículas esféricas descansan sobre una superficie lisa. En este caso, la fuerza del agua o viento se aplica directamente contra el lado aguas arriba de las partículas. Debido a la fricción en el fondo y a que la corriente que actúa en sus cimas fluye más rápidamente que la de abajo, las partículas tienden a rodar.

Las líneas horizontales representan la dirección de flujo. Influencia del tamaño de las partículas sobre la velocidad que requieren para que rueden en el fondo.

SALTACIÓN El sedimento que se mueve por saltación parece saltar o brincar a lo largo del lecho de la corriente. Esto ocurre cuando los clastos son propulsados hacia arriba por las colisiones o levantados por las corrientes y luego transportados corriente abajo una corta distancia hasta que la gravedad los empuja de nuevo hacia el lecho de la corriente.

DEPÓSITO Existe un momento durante el transporte en que los agentes ya no pueden seguir llevando la carga de sedimento, ya que disminuyen su velocidad por diversas causas, por lo tanto, los granos acaban por precipitar o acumularse en algún ambiente deposicional. El deposito final de los distintos tipos de sedimentos en un momento determinado, ocurrirá en las superficies topográficamente deprimidas de nuestro planeta. Tanto en el Mar como en el Continente se pueden acumular importantes espesores de materiales sedimentarios. El área donde se acumulan los sedimentos tendrá ciertas condiciones físicas, químicas y biológicas.

DEPÓSITO Cuando las zonas de depositación ocupan extensiones areales regionales, se denominan cuencas sedimentarias. Es frecuente que en nuestro planeta se desarrollen condiciones para la depositación continua o discontinua de espesores importantes de sedimentos, que pueden alcanzar varios miles de metros.

DEPÓSITO

DEPÓSITO Los sedimentos pueden ser depositados en los continentes, en los ambientes marinos y en zonas de transición de la tierra y el mar. Estas son las 3 categorías amplias en donde se pueden depositar los sedimentos y cada ambiente producirá una roca o una agrupación sedimentaria característica que refleja las condiciones ambientales predominantes, así como sus orígenes.

DEPÓSITO

Los sedimentos pueden ser depositados en los continentes, en el mar y en zonas de transición entre tierra y mar.

AMBIENTE SEDIMENTARIO

“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”