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• Marchena Estrada Filadelfio

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional De Ingeniería Geológica “TRAMPAS PETROLÍFERAS” CURSO: GEOLOGÍA DE LOS HIDROCARBUROS PRESENTADO POR: •CÁRDENAS CUBAS Ana Lucia •CHÁVEZ QUIJANO, Patricia •FERNANDEZ AQUINO, Jhonatan César •MALAVER RODRIGUEZ, Sosimo •MENDOZA SALDAÑA, Frederich •RAFAEL MANTILLA, Jackeline

DOCENTE: Ing. Wilver Morales Céspedes CAJAMARCA-PERÚ

2018

Resumen Las trampas petroleras son reservas naturales en la corteza terrestre, los cuales cuentan con rocas almacenadora y rocas sellos en una posición que permite la acumulación de hidrocarburos provenientes de una roca generadora. Su origen puede ser tectónico o estratigráfico, también puede ser una combinación de ambos. Las trampas petroleras estratigráficas son aquellas que son debidas a la variación de la permeabilidad, se formaron en donde la permeabilidad echado arriba forma un lugar adecuado para la acumulación de hidrocarburos; la terminación de la permeabilidad puede ser brusca o gradual.

Introducción 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 a través de los poros de rocas permeables, que aflora a la superficie formando la llamada fuente o manantial de petróleo a desapareciendo con los años pues los volátiles escapan a la atmósfera el resto de hidrocarburos han siendo capturados por microorganismos, que se alimentan de ellos pasando de así al resto de la cadena trófica de seres vivos de los ecosistemas.

OBJETIVOS General Describir que es una trampa petrográfica.

Específicos Conocer la clasificación de trampas petrológicas, tomando en cuenta su origen, propiedades y características en relación con otras trampas. Explicar que es un sistema petrolero y su relación con las trampas petrológicas.

SISTEMA PETROLERO

Un sistema petrolero es un sistema geológico que abarca las rocas generadoras de hidrocarburos relacionadas e incluye a todos los elementos y procesos geológicos que son esenciales para la existencia de una acumulación de hidrocarburo.

El sistema describe los elementos interdependientes y los procesos que constituyen la unidad funcional que crea las acumulaciones de hidrocarburos. El sistema petrolero incluye la zona de maduración de la roca madre, la red de distribución natural, y los acontecimientos de petróleo descubiertos genéticamente relacionados. La presencia de petróleo es la prueba de que un sistema existe.

2.1.Elementos del Sistema Petrolero Roca madre: (generación) debe contener bastante materia orgánica (mínimo 3% de materia orgánica para que pueda generar hidrocarburo) para generar grandes volúmenes de hidrocarburos. Roca reservorio: (almacén) debe ser bastante permeable para que el petróleo fluya libremente. Roca sello: debe ser lo suficiente impermeable para evitar que el crudo se escape.

Roca de sobrecarga: debe poseer condiciones de presión temperatura y tiempo esenciales para que se de el a cabo un sistema petrolero.

2.2.Procesos del Sistema Petrolero Procesos del Sistema Petrolero Los sistemas petroleros tienen dos procesos: •Formación de trampa. •Generación, migración y acumulación de hidrocarburos. Los elementos y procesos esenciales para que se lleve a cabo un sistema petrolero den colocarse correctamente en el tiempo y espacio a fin de que la materia orgánica incluida en una roca madre pueda convertirse en una acumulación de petróleo. Un sistema petrolero existe donde todos los elementos y procesos esenciales se producen o se piensa que tienen un oportunidad razonable o probabilidad de ocurrir.

TRAMPA PETROLIFERA Las trampas representan receptáculos cerrados y son cuerpos de rocas almacenadoras completamente rodeadas hasta cierto nivel por rocas impermeables. Una trampa es un obstáculo que impide la migración de los hidrocarburos, quedando estos acumulados en ella.

Todas las trampas tienen un cierre, pero en los anticlinales es donde se manifiestan con mayor claridad. Generalmente las trampas no están totalmente llenas de aceite, encontrándose el contacto AguaAceite dentro del cierre.

ELEMENTOS DE UNA TRAMPA PETROLIFERA

- Roca sello. Rocas que impiden la fuga del fluido hacia otro medio, siendo las principales: arcilla, anhidrita y arcillas calcáreas.

- Roca almacén. Roca porosa y permeable en la cual se acumulan los hidrocarburos, siendo las más comunes areniscas y calizas.

- Cierre. Es la distancia vertical entre el punto más alto de la trampa y un cierto nivel, por debajo del cual migra el petróleo.

Dentro de la trampa se define:

CRESTA

Punto estructural más alto

El punto inferior de cierre o punto derrame

El contacto agua petróleo (cap)

PAY, Gross PAY, Net PAY

TRAMPAS ESTRUCTURALES Hablamos de trampas estructurales cuando la causa es tectónica. Puede ser producida por una falla que ponga en contacto una roca impermeable con otra porosa, produciendo un espacio en donde se acumula el petróleo, o más frecuentemente por un pliegue anticlinal, que forma un recipiente invertido en el que queda atrapado y acumulado el hidrocarburo (petróleo). Las trampas estructurales son trampas formadas por movimientos de la Tierra. Ejemplos de trampas estructurales son:

 Trampas de fallas

 Trampas anticlinales (el 80% de los campos petrolíferos del mundo están en esta categoría)

 Las rocas son abovedadas sobre las crecientes masas de sal.

TRAMPA ANTICLINAL Un anticlinal es un pliegue hacia arriba, en forma de arco y fueron los primeros tipos de trampas reconocidas en la historia de la exploración. Se forma en áreas de comprensión en las capas de roca.

Trampa por plegamiento (anticlinal)

El petróleo migra hacia la parte más alta del pliegue, y un lecho de rocas impermeables que lo cubre impide su escape. (80% de los campos de petróleo del mundo están en esta categoría). Se subdividen en:

 Anticlinal cerrado (es aquel donde el petróleo y el gas quedan atrapados debajo del cierre superior en la parte alta de tales pliegues, pues alcanza ese punto emigrando hacia arriba por uno de los dos flancos debido a su flotabilidad inherente. Si continuaran hacia abajo por el otro lado, se moverían en la dirección de mayor presión, lo cual no es posible).

Clasificación del pliegue

 Anticlinal buzante (está superpuesto en el flanco e un monoclinal mucho mayor, con su eje normal al rumbo regional), los cuales son de la máxima importancia en las trampas por fallas y en las acumulaciones en trampas de combinación.

Anticlinal buzante.

ELEMENTOS DE UNA TRAMPA ANTICLINAL

 Cresta: punto estructural más alto.

 Punto inferior de cierre o punto derrame.  Contacto Agua-Petróleo (CAP)Condiciones Indispensables para la existencia de una Trampa Petrolífera

 Roca almacén o reservorio: Roca porosa y permeable en la cual se acumulan los hidrocarburos, siendo las más comunes areniscas y calizas de arrecifes.  Roca sello: Estas rocas presentan una baja permeabilidad impidiendo que se escape el petróleo y los gases, generalmente son rocas ricas en arcillas, también pueden ser sello: rocas volcánicas, calizas poco permeables, entre otras.  Cierre: Es la distancia vertical entre el punto más alto de la trampa y un cierto nivel, por debajo del cual migra el petróleo.

TRAMPAS POR FALLAS Se produce una trampa de falla cuando las formaciones a ambos lados de la falla se han movido a una posición que impide una mayor migración de petróleo. Por ejemplo, una formación impermeable en un lado de la falla puede haberse movido frente a la formación que contiene petróleo en el otro lado de la falla. La capa impermeable evita una mayor migración de petróleo

Una trampa de fallas

En muchos campos, el fallamiento juega un papel esencial en el entrampamiento. En general, las fallas tienen más tendencias a sellar en rocas plásticas que las rocas frágiles, las fallas en arenas inconsolidadas y lutitas tienden a sellar, particularmente donde el salto excede el espesor del reservorio. La arcilla dentro de un plano de falla, sin embargo, puede actuar como un sello, aun cuando dos arenas permeables queden frente a frente, a uno y otro lado de la falla.

Trampas por fallas

Las fallas tienen diversas funciones en la acumulación del petróleo; por ejemplo, una fosa tectónica puede producir una sección sedimentaria lo suficientemente potente para la acumulación del petróleo en un área donde la sección normal es demasiado delgada; las fallas por empuje, pueden producir anticlinales en el manto de corrimiento o pueden sellar las posibles trampas del bloque inferior.

Fosa tectónica

En algunas áreas, los planos de las fallas funcionan como canales para la emigración vertical o transversal del petróleo y agua. Normalmente son esenciales las siguientes condiciones para la formación de una trampa en una falla, suponiendo la presencia de cierres paralelos por encima y debajo de la roca almacén:

1) La capa almacén cortada por la falla debe estar cerrada por sal banda o el desplazamiento de la falla debe enfrentarla a través del plano de la falla con una roca impermeable. 2) La zona de la falla debe ser impermeable en las cercanías de la roca almacén. 3) La falla debe o bien cortar un anticlinal buzante para que el agua marginal encierre en un semicírculo la acumulación de hidrocarburos desde un punto de la falla a otro punto de la misma falla, o la trampa debe estar cerrada lateralmente por fallas perpendiculares o por desaparición de la permeabilidad.

TRAMPAS QUE COMBINAN ANTICLINALES Y FALLAS Normalmente no se encuentra anticlinales totalmente desprovisto de fallas, sino que lo más corriente es que en una región plegada estén combinados ambos, apareciendo la mayoría de los anticlinales afectados por una o varias fallas. Estas fallas que pueden ser longitudinales, transversales u oblicuas, tiende a compartimentar los anticlinales en distintos bloques, complicando tanto la forma del yacimiento como su interpretación y explotación.

Trampa estructural con un anticlinal (derecha) y una falla (izquierda)

TRAMPAS ASOCIADAS CON DIAPIROS Los diapiros son producidos por el movimiento hacia arriba de sedimentos menos densos, usualmente sal (domos de sal) o arcilla sobre presurizada. La arena y arcilla depositada recientemente tiene densidades menores que la sal, que tiene una densidad alrededor de 2,16 g/cm3. A medida que los sedimentos son enterrados, ellos se compactan, ganando densidad: hasta que se alcanza una profundidad donde los sedimentos son más densos que la sal (800 – 1200 metros). Cuando esto ocurre, la sal tiende a fluir hacia arriba y desplaza a la sobrecarga más densa. Si el movimiento es iniciado tectónicamente, la estructura resultante puede mostrar algún alineamiento. Sin embargo, en muchos casos, el movimiento de la sal es, generalmente, iniciado aleatoriamente.

DOMO DE SAL

Trampa asociada a un diapiro

Las estructuras diapíricas de lodo, pueden también generar trampas de hidrocarburos. Algunas veces, los diapiros de arcilla sobre presurizadas intrusionan las rocas suprayacentes más densas y más jóvenes y, al igual que los domos de sal, los “mud lumps” (protuberancias de lodo), pueden alcanzar la superficie.

TRAMPAS PETROLÍFERAS ESTRATIGRÁFICAS Una trampa estratigráfica es aquella en la que el principal elemento conformador de la trampa es alguna variación en la estratigrafía, en la litología o en ambas de la roca reservorio, como

ser cambio de facies, variaciones locales en la porosidad y en la permeabilidad.

La

extensión

de

un

yacimiento ubicado en una trampa

estratigráfica

está

determinada casi totalmente por

alguna

variación

estratigráfica asociada a la roca reservorio.

Dos ejemplos muy representativos de trampas estratigráficas son:

Trampas en lentejones arenosos Son trampas que se forman en masa lenticular, más o menos extensa y compleja, de arenas o areniscas, que pasan lateralmente a margas, arcillas u otras rocas impermeables. Su actuación es semejante a la de una esponja,

Trampas en discordancias Un tipo de trampas relativamente común se encuentra asociado a discordancias (es una superficie de erosión que cubre estratos inclinados. La roca reservorio se encuentra localizada debajo de ella y la roca sello encima).

TRAMPAS PETROLÍFERAS ESTRATIGRÁFICAS TRAMPAS ESTRATIGRÁFICAS PRIMARIAS O DEPOSITACIONALES

TRAMPAS ESTRATIGRÁFICAS SECUNDARIAS

Relacionadas con la morfología del depósito y con

procesos

acaecidos

durante

la

sedimentación (interdigitaciones, acuñamientos, arrecifes, cambios laterales de facies resultan por la variación de las fases que se desarrollan durante la sedimentación.

Los acuñamientos

(Pinchouts) se deben a cambios laterales de facies o litofacies (A) en otras palabras, debido a cambios laterales en los tipos de litologías, ejemplo: Arena –Arcilla. (Espinoza, 2005)

DISCORDANCIA ANGULAR ARENISCAS ESTRATIGRÁFICAS – CANALES ARENAS EN CONTRAFUERTE ARENISCAS ESTRATIGRÁFICAS – BARRAS BIOHERMAS ARRECIFES BARRERA DOLOMITAS PRIMARIAS O SEDIMENTARIAS ARRECIFES CON PINÁCULOS

TRAMPAS PALEOGEOMÓRFICAS ALUVIÓN DE GRANITO BANCOS DE ARENA SUMERGIDOS OOLÍTICOS ATOLÓN ACUÑAMIENTO ASCENDENTE DE LAS ARENISCAS

A. DISCORDANCIA ANGULAR Las rocas del yacimiento están ubicadas debajo de la discordancia y las rocas de cubierta sobre la parte superior de ella. Las discordancias angulares pueden formar trampas gigantes. (Ordoñez, 2014)

B. ARENISCAS ESTRATIGRÁFICAS – CANALES Las areniscas estratigráficas son cuerpos de arena largos y delgados (canales o barras). Debido a que ellos están con frecuencia encajados en areniscas, se encuentran llenos

petróleo, sin contacto con petróleo – agua. Los canales se forman como canales de un río abandonado y canales distributarios sobre deltas constructivos. (PerfoBlogger, 2015)

C.

ARENAS EN CONTRAFUERTE O SOBRE-POSICIONADAS Las arenas en contrafuerte o sobre-posicionadas son arenas de playa que fueron depositadas sobre una superficie de discordancia conforme se elevó el nivel del mar. Numerosas arenas en

contrafuerte pueden ocurrir a lo largo de una sola discordancia y cada una de ellas puede formar un depósito. (PerfoBlogger, 2015)

D. ARENISCAS ESTRATIGRÁFICAS – BARRAS Las barras se forman como playas, playas sobre deltas destructivos y barras costa afuera. Ellas son diferentes usualmente de los canales en la sección transversal (canal – U, barra ∩). (Añazco, 2005)

E.

ARRECIFES BARRERA Los arrecifes barrera son arrecifes grandes separados de la costa por una laguna. Las calizas planas del arrecife son originalmente buenas rocas de yacimiento y las calizas de la laguna no lo son. La porosidad inversa debida a la re-cristalización, solución y dolomitización tardías puede invertir esto.

F.

ACUÑAMIENTO ASCENDENTE DE LAS ARENISCAS Un acuñamiento ascendente o desencajamiento de las areniscas en la lutita forma una trampa. Estos son comunes en las llanuras costeras en donde el buzamiento ascendente es hacia la tierra.

Ellos tienden a ser trampas pequeñas.

G. ATOLÓN Los atolones son arrecifes circulares o elípticos grandes con una laguna central. Originalmente las calizas planas del arrecife

circular son rocas del yacimiento potencial y las calizas de micrita de la laguna no lo son. La porosidad inversa puede invertir esto con el tiempo. Los atolones pueden formar campos gigantes.

H. BANCOS DE ARENA SUMERGIDOS OOLÍTICOS Los oolíticos son esferas de las dimensiones de la arena de CaCO3, que fueron precipitados fuera de los mares someros tropicales. Las corrientes y las olas barrieron los oolíticos en montículos alargados.

I.

ARRECIFES CON PINÁCULOS O MANCHAS PEQUEÑAS DE HIDROCARBUROS Los arrecifes con pináculos o manchas pequeñas de hidrocarburos son arrecifes circulares pequeños. Los arrecifes con pináculos están ubicados en el lado de la cuenca de un arrecife barrera y los arrecifes con manchas pequeñas de hidrocarburos en la laguna.

J.

ALUVIÓN DE GRANITO El aluvión de granito es una arenisca formada por roca de basamento de granito meteorizada. El granito está compuesto de cristales del tamaño de la arena de grano grueso que se

meteorizan para formar areniscas que cubren las montañas y colinas de granito enterradas.

los flancos de

K. BIOHERMAS Las biohermas son depósitos en forma de montículos o lentes de caliza

biológica formados por organismos que crecieron allí.

Esto incluye arrecifes construidos por los organismos base tales como los corales y también los montículos construidos por organismos no base. (Rodas, 2007)

L.

DOLOMITAS PRIMARIAS O SEDIMENTARIAS

Las dolomitas primarias o sedimentarias fueron formadas por la alteración de las calizas en la zona supramareal inmediatamente después de la deposición y con frecuencia están recubiertas por una capa de sal. Los niveles de agua fluctuantes pueden depositar numerosas trampas de este tipo a lo largo de los flancos de la cuenca.

M. TRAMPAS PALEOGEOMÓRFICAS Son controladas por el paisaje sepultado. Algunos están asociados con prominentes colinas, otras con depresiones en los valles. Algunas son también parcialmente controladas por inconformados así que también llamadas trampas inconformadas. (Añazco, 2005)

TRAMPAS PETROLÍFERAS ESTRATIGRÁFICAS TRAMPAS ESTRATIGRÁFICAS PRIMARIAS O DEPOSITACIONALES

TRAMPAS ESTRATIGRÁFICAS SECUNDARIAS

Son el resultado de variaciones durante o después de la sedimentación, sobre todo por la diagénesis que es el proceso de formación de la roca. Estas incluyen las variaciones de porosidad aumento por disolución o pérdida de cementación. Están relacionadas con procesos post

sedimentarios caliza

(cambios

dolomía–,

diagenéticos–

porosidades

disolución). (Espinoza, 2005)

por

A. DISOLUCIÓN Y PRECIPITACIÓN La disolución y precipitación de minerales ocurre durante o después de la diagénesis. Estos procesos cambian la configuración mineral de la roca (Precipitación) o disuelven los minerales (Disolución), en ambos casos se aumenta la porosidad y la permeabilidad de la roca haciendo de esta una roca reservorio.

Las

dimensiones

de

la

trampa

dependerán del rango de influencia que haya tenido la disolución o precipitación mineral. Por lo general, este tipo de trampas suele ser de poca dimensión

ireal.

TRAMPAS MIXTAS BUSQUEDA Y DETECCION DE TRAMPAS. Geología de Superficie, se emplea en las primeras etapas de exploración Geología del Subsuelo, útil en grandes áreas y en áreas cubiertas por agua. CLASIFICACIÓN DE TRAMPAS Trampas Estratigráficas

Trampas estructurales

producidas por la depositación de la roca reservorio, como un canal fluvial o por erosión de la roca reservorio, como una discordancia -

producidas por la deformación de la roca reservorio, como el caso de un anticlinal o una falla

Trampas Combinadas formadas por elementos estructurales y estratigráficos

trampas mixtas aquellas donde intervienen en partes sensiblemente iguales, las deformaciones estructurales y las variaciones estratigráficas o litológicas.

Suponen el 6% de las trampas petrolíferas.

Domos de Sal suprayaciendo Domos y Fallas

Domos de Sal - Roca Techo

Domos de Sal – Trampas en Flancos

Cambio de Facies Buzamiento Arriba

Anticlinales Compactados:

Dolomita Tectónica o Secundaria:

Trampa Hidrodinámica En estas trampas, el movimiento hacia abajo del agua inhibe el movimiento hacia arriba del petróleo o gas. Las trampas puramente hidrodinámicas son muy raras, pero un número importante de las mismas resultan de la combinación de fuerzas hidrodinámicas y estructura y/o estratigrafía.

imagen Trampa hidrodinámica

Trampas asociadas con Diapiros Los diapiros son un mecanismo importante para la generación de muchos tipos de trampas. Los diapiros son producidos por el movimiento hacia arriba de sedimentos menos densos, usualmente sal o arcilla sobrepresurizada.

imagen 2 Trampa asociada a un diapiro

Trampa de rocas bituminosas La compresión por fuerzas tectónicas provoca que las capas de arcillas o margas se saturen de petróleo a pesar de su resistencia a la permeabilidad, lo que da lugar a lo que se conoce como rocas bituminosas o esquistos bituminosos. La misma resistencia que estas rocas ofrecen a recibir petróleo, la presentan para dejarlo escapar.

CONCLUSIONES El conjunto sistemático de procesos y factores que permite la acumulación de hidrocarburos en trampas petrolíferas desde su formación se denomina Sistema Petrolífero. Las trampas hidrodinámicas las encontramos en las cuencas antepaís y en nuestro país, dichas cuencas se encuentran en el flanco oriental de la Cordillera de los Andes. Las trampas estratigráficas son en las cuales los procesos orogénicos están ausentes o no tienen gran importancia y están originadas en la acumulación de HC debido a un cambio de facie. Las trampas mixtas están formadas por la combinación de trampas estratigráficas y trampas estructurales. Suponen el 6% de las trampas petrolíferas. Las trampas estructurales son aquellas originadas por procesos tectónicos, diapíricos, gravitacionales y procesos de compactación. Existen dos tipos de trampas estructurales, una producida por pliegues y otra producida por fallas.