• Author / Uploaded
• Roberth Soberón Espinoza

• Categories
• Reservorio de petróleo
• Geología
• Ciencias de la tierra y de la vida
• Ciencias de la Tierra
• Ciencia

Citation preview

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA

.

.  CACERES MALAVER DUBER.  CAMACHO SAGASTEGUI, Claudia.  DIAZ CRUZ, F. Cristhiam.  LEZAMETA ALIAGA, Paulo.  LOPEZ ORTIZ JOSE.  MERLO PALOMINO RICHARD

Cajamarca, Mayo del 2014

INTRODUCCIÓN:

El sistema petrolero es un sistema natural, que incluye todos los elementos y procesos geológicos esenciales para que un yacimiento de aceite y/o gas exista en la naturaleza. El sistema petrolero se estudia como un modelo dinámico, donde intervienen varios elementos de entrada a la cuenca sedimentaria (sedimentos, materia orgánica),cuando y bajo qué condiciones ocurre su transformación (diagénesis, catagénesis), y cuando y donde se genera el aceite y/o gas, que finalmente puede acumularse en una trampa petrolera. 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.

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL

• Desarrollar las principales clases de trampas petrolíferas que hacen posible la acumulación y concentración del petróleo. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Definir las trampas petrolíferas estratigráficas y las condiciones de las rocas que permiten la acumulación de petróleo. • Definir las trampas petrolíferas estructurales y las causas tectónicas que provocan la formación de depósitos petrolíferos. • Desarrollar otros tipos de trampas de petróleo y los factores a los que están asociados, los mismos que ocasionan la formación de grandes reservas de este recurso natural. UNC

Ing. Geológica

CONCEPTOS GENERALES SITEMA PETROLERO

GENERACIÓN

MIGRACIÓN

ACUMULACIÓN.

PROCESOS: FORMACIÓN DE TRAMPAS UNC

Ing. Geológica

GENERACION

El petróleo se habría originado por la depositación de minúsculos animales y sustancias vegetales que se fueron acumulando en el fondo lacustre o marino.

Ante el paso del tiempo la materia orgánica se descompone y va quedando en profundidad por los sedimentos que la van cubriendo.

Los factores de presión, temperatura y procesos químicos y físicos, ayudados por la carencia de oxígeno, posibilitaron la formación del petróleo y del gas.

MIGRACION

MIGRACION PRIMARIA • Desplazamiento de hidrocarburos desde la roca madre a rocas mas porosas y permeables

MIGRACION SECUNDARIA • Se concentra el petróleo en lugares específicos (trampas), de donde se extrae comercialmente. UNC

Ing. Geológica

LOS ELEMENTOS ESENCIALES DE UN SISTEMA PETROLERO SON LAS SIGUIENTES:

Roca madre:

Roca reservorio:

•(generación) debe contener bastante materia orgánica (mínimo 3% de materia orgánica para que pueda generar hidrocarburo) para generar grandes volúmenes de hidrocarburos.

•(almacén) debe ser bastante permeable para que el petróleo fluya libremente.

UNC

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 dé un sistema petrolero.

Ing. Geológica

YACIMIENTO PETROLÍFERO

Un yacimiento, depósito o reservorio petrolífero, es una acumulación natural de hidrocarburos en el subsuelo, contenidos en rocas porosas o fracturadas (roca almacén).

YACIMIENTOS PRIMARIOS • El yacimiento de petróleo puede ser primario, cuando se encuentra en la misma roca en la que se ha formado

YACIMIENTOS SECUNDARIOS • En un yacimiento secundario, la llegada continua de hidrocarburos hasta una trampa de petróleo hace que se acumule en una cantidad y concentración lo suficientemente importantes como para hacer muy rentable la extracción del crudo. UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS PETROLIFERAS

UNC

El petróleo así acumulado constituye un yacimiento petrolífero secundario y la roca cuyos poros lo contienen se denomina roca almacén.

DEFINICION

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.

Ing. Geológica

UNC

Ing. Geológica

Un conjunto de trampas de petróleo localizadas en un área concreta, recibe el nombre de campo de petróleo y varios campos de petróleo asociados constituyen provincias petrolíferas.

Sección geológica de la cuenca Texas Este, mostrando diferentes tipos de trampas petrolíferas: estructurales (fallas, anticlinales) y estratigráficas (discordancias).

UNC

Ing. Geológica

OTROS TERMINOS:  YACIMIENTO:

Es una unidad geológica, ubicada en el subsuelo, de volumen limitado, poroso y permeable, con capacidad para acumular fluidos y gases.

 CAMPO:

Es la reunión en una misma zona de varios yacimientos.

 Para que exista una trampa se requieren de los siguientes elementos :

UNC

Ing. Geológica

UNC

Ing. Geológica

- 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.

UNC

Dentro de la trampa se define:

CRESTA Punto estructural más alto

UNC

El punto inferior de cierre o punto derrame

El contacto agua petróleo (cap)

Ing. Geológica

Trampas estratigráficas: Lentes de arena donde el petróleo se encuentra impregnado entre los granos (poros). Estos lentes se encuentran rodeados por material impermeable que actúa como roca sello. TIPOS DE TRAMPAS PETROLÍFERAS

UNC

Ing. Geológica

Trampas estructurales: Responde a fractura, fallamiento donde se desplaza un bloque respecto del otro, y a plegamiento. El petróleo se acumula en los laterales de la falla y en la cresta de los pliegues.

UNC

Ing. Geológica

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

UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS VACÍAS

En muchas áreas este tipo de trampas vacía o llenas de agua se ha formado por las siguientes posibilidades: No existió material orgánico original. La trampa se formó demasiad o tarde.

No hubo generació n de petróleo.

Destrucci ón del petróleo.

Que el petróleo no alcanzó la trampa. El petróleo se ha escapado.-

UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS ESTRUCTURALES

Son aquellas que se originan por procesos tectónicos, gravitacionales y de compactación

UNC

Ing. Geológica

UNC

Ing. Geológica

ANTICLINALES

fueron los primeros tipos de trampas reconocidos. Se forman en áreas de compresión

UNC

ANTICLINALES RECORTADOS El tope ha sido erosionado y se encuentra cubierto por una discordancia

Ing. Geológica

FALLAS NORMALES Producidas por fuerzas de tensión, la trampa se encuentra en el bloque levantado

UNC

FALLAS INVERSAS Producidas por fuerzas de compresión. La trampa se encuentra en el bloque levantado

Ing. Geológica

ANTICLINAL FALLADO Forman barreras impermeables y divide la estructura en yacimientos separados.

UNC

BLOQUES FALLADOS INCLINADOS Rocas sedimentarias, que fueron fracturados e inclinados por fallas normales.

Ing. Geológica

PLIEGUES DE ARRASTRE EN FALLAS DE THRUST Las fallas de thrust son fallas inversas de bajo ángulo que pueden ocurrir en zonas de cinturones deformados.

UNC

Ing. Geológica

Se forma por la intrusión de una roca ígnea o por un evento diapírico de sal

UNC

Ing. Geológica

Se originan debido a las elevaciones del basamento ígneo metamórfico. Estas elevaciones hacen que las rocas sedimentarias mas jóvenes se eleven formando trampas de hidrocarburo

UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS PETROLIFERAS ESTRATIGRAFICAS

Las trampas estratigráficas son producidas por variaciones en las condiciones de sedimentación, que dan lugar a cambios en el espesor y textura de las capas. Estás se forman por cambios laterales de facies, aunque también hay cambios verticales en las características litológicas de la roca.

Existen una gama infinita de trampas y modelos estratigráficos y estas están condicionadas por la variación en la estratigrafía, litología de la roca de yacimiento, tales como un cambio de facies, variación local de la porosidad y permeabilidad o una terminación estructural arriba de la roca. UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS PETROLIFERAS ESTRATIGRAFICAS 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, que por tener en su interior menos presión que las arcillas circundantes, más fácilmente compresibles, atraen a los hidrocarburos, que se acumulan allí en gran cantidad

UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS PETROLIFERAS ESTRATIGRAFICAS Dos ejemplos muy representativos de trampas estratigráficas son:

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), cuando los niveles almacén, plegados y erosionados, quedan sellados por formaciones impermeables discordantes. La trampa aparece precisamente bajo la superficie de discordancia.

UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS PETROLIFERAS ESTRATIGRAFICAS

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.

UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS PETROLIFERAS ESTRATIGRAFICAS

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. 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. UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS PETROLIFERAS ESTRATIGRAFICAS

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. 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 ∩) UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS PETROLIFERAS ESTRATIGRAFICAS

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 recristalización, solución y dolomitización tardías puede invertir esto. 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. UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS PETROLIFERAS ESTRATIGRAFICAS

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. 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.

UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS PETROLIFERAS ESTRATIGRAFICAS

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.

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 los flancos de las montañas y colinas de granito enterradas. UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS PETROLIFERAS ESTRATIGRAFICAS

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. 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. UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS PETROLIFERAS ESTRATIGRAFICAS

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.

UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS PETROLIFERAS ESTRATIGRAFICAS

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 postsedimentarios (cambios diagenéticos–caliza dolomía–, porosidades por disolución.)

UNC

Ing. Geológica

TRAMPAS PETROLIFERAS ESTRATIGRAFICAS

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 areal.

UNC

Ing. Geológica

DOMOS DE SAL SUPRAYACIEN DO DOMOS Y FALLAS

UNC

DOMOS DE SAL - ROCA TECHO

DOMOS DE SAL TRAMPAS EN FLANCOS

Ing. Geológica

Trampas originado por la acción conjunta de fenómenos tectónicos y sedimentarios, asociadas a los domos de sal.

UNC

Ing. Geológica

•

Son aquellas que están formadas por la combinación de trampas estratigráficas y trampas estructurales.

•

Suponen que el 6% de las trampas petrolíferas estan formadas de esta manera.

•

Una trampa mixta suele tener una historia en dos o tres etapas:  Un elemento estratigráfico provoco el borde de la permeabilidad de la roca reservorio.  Un elemento estructural provoco la deformación que se combina con el elemento estratigráfico para completar la porción rocosa de la trampa.  Un flujo buzamiento abajo del agua de formación aumento el efecto del entrampamiento.

Las trampas que mejor se adaptan a este tipo son las asociadas a los domos y diapiros de sal.

Sin rotura de estratos: en este tipo se incluye el estrato de sal estratificado que aumenta totalmente de espesor por plasticidad, pero no rompe los estratos subyacentes, ósea se trata de un anticlinal que presenta la forma de un lacolito.

UNC

Ing. Geológica

Con rotura de estratos: en este tipo de estructura todas las intrusiones de sal cortan la estratificación de los sedimentos superiores. Algunas masas de sal siguen fisuras y tienen por eso formas de diques que son los más abundantes y en algunos casos la sal ha alcanzado la superficie a través de estos conductos o fisuras. Las intrusiones de sal son de tipo vertical.

UNC

Ing. Geológica

Domos de Sal suprayaciendo Domos y Fallas: el levantamiento de un domo salino, puede llegar a levantar la cubierta sedimentaria que lo suprayace formando trampas. La cubierta sedimentaria puede ser cortada por fallas normales y formarse así trampas por fallas.

Domos de Sal - Roca Techo: La sal es inicialmente halita la cual se disuelve a medida que el domo se va levantando dejando residuos insolubles, formándose así una roca techo de varios cientos de pies de espesor. Las fracturas y cavidades por disolución hacen a la roca de techo una buena roca reservorio.

UNC

Ing. Geológica

Domos de Sal - Trampas en Flancos: A lo largo de los flancos de los domos salinos, se forman trampas en las rocas reservorios cortadas por la inyección del domo.

UNC

Ing. Geológica

Domos de Sal Roca Techo y Trampas en Flanco UNC

Ing. Geológica

Combinación entre trampas estructurales, estratigráficas y domos salinos.

UNC

Ing. Geológica

OTROS TIPOS DE TRAMPAS PETROLIFERAS

TRAMPAS HIDRODINAMICAS Contactos petróleo-agua o gas-agua inclinados. En muchos campos de petróleo y gas, La superficie de contacto entre el petróleo y el agua basal no es horizontal. La inclinación de los contactos petróleo-agua hacen que los campos Frannie y Sage Creek del noroeste de Wyoming (USA) estén situados en la parte occidental del eje del anticlinal.

UNC

Ing. Geológica

OTROS TIPOS DE TRAMPAS PETROLIFERAS

TRAMPAS HIDRODINAMICAS Se han propuesto varias teorías para explicar la presencia de estos contactos inclinados: • La teoría menos plausible es que el petróleo o gas atrapado no han conseguido reajustarse después de una inclinación regional de la capa almacén (un acontecimiento que ocurre en una cuenca en hundimiento). • La teoría mas probable es que muchas acumulaciones queden fijadas en su posición por el taponamiento de los poros por debajo del contacto petróleo-agua, con lo que el contacto se inclina y queda inclinado cuando la roca almacén bascula.

UNC

Ing. Geológica

OTROS TIPOS DE TRAMPAS PETROLIFERAS TRAMPAS HIDRODINÁMICAS Acumulaciones hidrodinámicas. El resultado más evidente de unas condiciones hidrodinámicas es la posición excéntrica de la acumulación de petróleo dentro de la trampa en un anticlinal.

Se ha calculado que para un petróleo de 35° API su superficie de contacto será unas seis veces el gradiente de la superficie potenciométrica. Esta relación es constante solo el caso en que se cumplan las dos condiciones siguientes:

 La capa conductora debe ser lateralmente homogénea (isotrópica al petróleo y al agua).  El petróleo debe permanecer menos fluido que el agua. Petróleos pesados (ºAPI