Migración Primaria De Los Hidrocarburos

Migración Primaria

De los Hidrocarburos

Introducción

Comprender el funcionamiento de los procesos involucrados en la migración de los hidrocarburos a partir de la roca madre, es fundamental para determinar cómo los fluidos son transportados hasta la roca yacimiento, de tal manera que es posible reconstruir la formación de los variados sistemas petrolíferos.

La migración primaria consiste en mecanismos que permiten la movilidad de los hidrocarburos, de un medio poco permeable a uno de mayor permeabilidad. Este proceso ocurre principalmente cuando los eventos diagenéticos someten a los materiales a compresión, sobrepasando los límites de resistencia de la roca madre, presurizándola y movilizando fluidos mediante distintos mecanismos a zonas de menor presión. Estos procesos de migración de hidrocarburos involucran distancias relativamente cortas, lo cual sigue siendo razón de estudio en la actualidad.

Migración de hidrocarburos

Desplazamiento de los hidrocarburos desde las rocas madre a través de las formaciones porosas y permeables hasta los almacenes, y posteriormente hacia las trampas, donde éstos quedan atrapados.

Migración primaria

Se define como el movimiento de los componentes del bitumen a través de la roca fuente de baja porosidad y permeabilidad hasta su expulsión de ésta. La primera causa que origina el movimiento de los fluidos de la roca generadora hacia el exterior, es el fenómeno de la compactación, el cual está ligado directamente con la presión y la deshidratación, siendo esta última de gran importancia sobre todo en las arcillas debido a que se genera una gran cantidad de poros, los cuales son utilizados por los fluidos para salir de la roca generadora. La expulsión del aceite puede presentarse por la generación de una fractura, en rocas madre de muy baja permeabilidad, las presiones causadas por el agua o por el alto contenido de materia orgánica dentro del poro pueden ser muy altas, lo que ocasionará microfacturas. Por lo tanto, la generación de la fractura será el primer mecanismo de expulsión, como se mencionó anteriormente. Una vez establecida la red de fracturas, la tasa de expulsión es aproximadamente igual a la tasa de generación, es decir, el pico de expulsión ocurre durante el pico de generación. El balance de materia implica que la cantidad total de petróleo expulsado es igual a la cantidad total generada, menos el petróleo que se encuentra en el kerogeno y en la red de fracturas (Palciauskas, 1991).

Procesos que intervienen en la migración primaria de los Hidrocarburos

Compactación:

La Compactación de una roca madre se produce cuando la carga litostática supera peso que esta roca puede soportar produciendo una sobrepresurisación, de esta manera la roca pierde porosidad por disminución del volumen y por las cementaciones asociadas, así como las recristalizaciones. Todo ello consigue que aumente la densidad de la masa y presión de fluidos, por lo tanto se produce un gradiente de presión y de temperatura, generando el desplazamiento de los fluidos hacia zonas más “confortables” (de menor p y T).

La compactación rápida de las arcillas puede provocar que el agua no se expulse rápidamente y esto provoque la creación de zonas de presiones anormalmente altas pudiendo generar metano e hidrocarburos de bajo peso molecular, sin embargo estas presiones son transitorias pero en algunos casos permiten que la expulsión de los hidrocarburos pueda darse tanto hacia arriba como hacia abajo.

Las formaciones geológicas que presentan una presión normal en su estructura interna generalmente poseen una presión de poro equivalente a la presión hidrostática del agua intersticial. En las cuencas sedimentarias, el agua intersticial normalmente posee una densidad de 1,073 kg/m3 [8.95 lbm/galón americano], lo que establece un gradiente de presión normal de 0.465 lpc/pie [10.5 kPa/m]. Cuando la roca se somete a un proceso de compactación puede generar una desviación con respecto a esta presión hidrostática esto se conoce como presión anormal. Las presiones inferiores o superiores a este gradiente pueden ser perjudiciales al momento de realizar una perforación, sin embargo la compactación de las arcillas depende en gran parte de las propiedades del material por el cual está compuesto el sedimento (Fisicas y químicas).

Deshidratación de arcillas:

La hidratación y deshidratación de las arcillas ocurren cuando existe un cambio catiónico con un medio acuoso. Aunque este proceso se genera independientemente del tipo de catión, el grado de hidratación de la misma si estará ligado a la naturaleza del catión interlaminar y a la carga de la lamina.

La absorción de agua en el espacio interlaminar tiene como consecuencia la separación de las láminas dando lugar al hinchamiento. Este proceso depende del balance entre la atracción electrostática catión-lámina y la energía de hidratación del catión. A medida que se intercalan capas de agua y la separación entre las láminas aumenta, las fuerzas que predominan son de repulsión electrostática entre láminas, lo que contribuye a que el proceso de hinchamiento pueda llegar a disociar completamente unas láminas de otras.

Un ejemplo de ello ocurre cuando una arcilla esmectitas tiene en su estructura cristalina un catión interlaminar de sodio lo cual proporciona a la arcilla una gran capacidad de hinchamiento, pudiendo llegar a producirse la completa disociación de cristales individuales de esmectita, teniendo como resultado un alto grado de dispersión y un máximo desarrollo de propiedades coloidales. Por el contrario si los cationes son Ca o Mg su capacidad de hinchamiento será mucho más reducida. Es por ello que cuando una arcilla de esta naturaleza es sometida a procesos compresivos como la presión litostática es posible que se produzca una deshidratación de la arcilla liberando cantidades de agua considerables de los poros que aumentarían la presión intersticial haciendo que los fluidos migren.

Cambios químicos en la materia orgánica:

Hay tres estados importantes en el entrenamiento y evolución de la materia orgánica a hidrocarburos: diagénesis, catagénesis y metagénesis. La diagénesis se inicia tan pronto como el sedimento es enterrado, y aquí se considera que incluye todos los cambios que ocurren hasta el estado de generación de petróleo. Los lodos recién depositados son inconsolidados y pueden contener más del 80% de H2O en sus poros. Estos lodos se compactan rápidamente.

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