Roca Madre

Unidad 1. Conceptos Básicos

i. Evidencias Desarrolladas por el Alumno

Principales elementos del sistema petrolero

Sistema petrolífero

La exploración de hidrocarburos se basa principalmente en técnicas geológicas y geofísicas. La geología y la geofísica son ciencias esenciales en esta industria, su uso es decisivo para predecir donde pueden encontrarse potenciales acumuladores de hidrocarburos.

Roca madre

La roca madre es una roca sedimentaria, normalmente arcillas negras con una alta concentración de materia orgánica, debido a la incorporación de restos de organismos de seres vivos (algas, fragmentos de plantas terrestres, etc.) durante el depósito de la roca. La presencia de la roca madre es uno de los requisitos esenciales para que puedan generarse hidrocarburos. Si no existe una roca madre, no podrán existir hidrocarburos.

Generalmente las lutitas son excelentes rocas madres, son de grano fino asociados a materia orgánica y de ambientes energéticos tranquilos pero con sedimentación ininterrumpida. También las calizas y las calcilutitas son buenas rocas madre.

Las localizaciones donde se produce el petróleo son aquellas donde tengamos una abundante masa de agua y abundantes aportes orgánicos a un subambiente reductor.

Estas zonas pueden ser:

• Lagos: normalmente en un contexto tectónico activo y en zonas ecuatoriales, donde la estratificación de las aguas (por salinidad o densidad) impida la mezcla de las aguas superficiales y profundas.

• Deltas: la roca madre son las lutitas del prodelta, con materia orgánica procedente de vegetales transportados por los ríos y materia orgánica de fito- y zooplancton.

• Cuencas marinas semicerradas con un balance positivo (mayor entrada de agua dulce que de agua salada), y con un modelo de circulación estuarino.

• Cuencas marinas abiertas, en zonas de upwelling, donde se produce una zona de mínimo oxígeno.

• En plataformas y cuencas profundas en periodos de máxima trasgresión.

Tipos de roca madre

A. Efectiva: ha generado y expulsado hidrocarburo.

B. Potencial: podría generarse y expulsar hidrocarburo si tuviese la madurez termal necesaria.

C. Posible: rica en materia orgánica de la cual no se tiene suficiente información.

D. Activa: está generando y expulsando petróleo en el momento crítico del sistema petrolero.

E. Inactiva: se ha detenido de generar y expulsar hidrocarburo, pero aun con potencial.

F. Agotada: está en la etapa Post-Madura, es incapaz de generar petróleo, pero puede generar agua y gas seco.

Ejemplo

Roca almacén

Es aquella roca que sea capaz de almacenar a los hidrocarburos. Generalmente tienen una extensión geográfica mayor que la de los yacimientos, debido a que estos están restringidos a la trampa. La mayor parte de las acumulaciones de petróleo en el mundo se encuentran en rocas almacenadoras clásticas o detríticas, incluyendo las areniscas, pero en México la mayor producción es en rocas carbonatadas.

Para que un cuerpo o estrato pueda considerarse como almacenadora debe de ser:

 Poroso: Poseer espacios suficientes para almacenar un volumen considerable de hidrocarburos. La porosidad de las rocas de yacimiento o almacenadoras, normalmente queda dentro del intervalo de 5% a 30%, la porosidad de la roca carbonatada frecuentemente es algo menor que en las areniscas pero la permeabilidad de los carbonatos puede ser superior.

 Permeable: Sus poros deben de estar interconectados de manera que cedan fácilmente los hidrocarburos al ser alcanzados por un pozo para que la roca sea permeable y permita el movimiento del agua, aceite o gas; así como contener poros o espacios para almacenar el petróleo.

 Mostrar cierta continuidad lateral y vertical: Las características almacenadoras de una roca pueden ser originales como la porosidad intergranular de las areniscas, o secundarias resultantes de cambios químicos como la disolución en las calizas o el fracturamiento de cualquier tipo de rocas. Los cambios secundarios pueden aumentar la capacidad almacenadora de una roca o puede provocarla en rocas que no tenían originalmente.

Principales Rocas Almacenadoras

La mayor parte de las reservas mundiales de aceite y gas se encuentran en rocas almacenadoras detríticas o químicas. En el primer grupo, las representantes más importantes son las areniscas; en el segundo grupo, está representado por dolomías y calizas a las que en lo sucesivo denominaremos rocas carbonatadas.

A. Areniscas.

Las areniscas se presentan en una variedad de consolidaciones y en algunas partes del país, presentan texturas muy heterogéneas. Aunque la mayor parte de las areniscas son de granos muy finos a medios; por lo general, los núcleos tomados de yacimientos en areniscas tienen mayor número de servicios a realizar una vez que llega al laboratorio. Son mucho más susceptibles a daños de formación debido a la delicadeza de su mineralogía, y la tortuosidad de su sistema de poro. Por lo mismo, la tortuosidad de su sistema de poro requiere mayor número de herramientas para caracterizar dicho sistema y conocer su efectividad para trasmitir fluidos.

 Areniscas consolidadas. Las areniscas consolidadas por lo general son las que tienen de moderada a baja porosidad y permeabilidad. Debido a su regular a pobre calidad de roca, frecuentemente se les realizan estimulaciones para mejorar la producción de las mismas.

 Areniscas no consolidadas. La textura de las arenas (tamaño de grano, clasificación de granos, angulosidad y esfericidad) con poca o nula arcilla define muchas de las características (reserva y comportamiento de producción) de las areniscas. La alteración de estas texturas por descuido en la planificación de la toma del núcleo representa un gasto innecesario y una pérdida para la empresa. La mayor parte de las areniscas no consolidadas han sido productivas en la Región Marina Suroeste, en las cuencas de Macuspana, Reforma Comalcalco, Istmos de Salinas. Por lo general se encuentra a profundidades menores a 2000 metros en las cuencas mencionadas.

B. Carbonatos.

Los yacimientos en carbonatos tienen una gran variedad de texturas y sistemas porosos. Muchas de las rocas carbonatadas tienen textura cristalina bastante compacta con poca porosidad exceptuando aquellas que tienen presencia de fracturas. Por lo general, estas rocas son fáciles de manejar en cuanto a su preservación en el pozo. La preservación que requieren estos tipos de caliza cuando están impregnados con aceite tiene la finalidad de prevenir la oxidación de crudo.

Rocas de cobertura o rocas sello

Es aquella que por su escasa permeabilidad no permite el paso del petróleo, sirviendo como sello a su migración o desplazamiento. No es necesario que carezca totalmente de porosidad, pues como se ha visto las arcillas que constituye unas de las rocas de cobertura más comunes son también porosas, pero basta simplemente con que la roca, atreves de la cual está circulando el petróleo, pierda paulatinamente su permeabilidad por reducción del tamaño delos poros hasta un tamaño capilar o inferior, poros que el petróleo no es capaz de franquear, quedando detenido.

La roca de cobertura es el depósito en el que se almacenan petróleo y gas, su confinamiento es únicamente posible si las paredes de este depósito están selladas con efectividad, estas impiden que el petróleo se escape de las trampas donde se ha acumulado. Dichas trampas son los sitios donde existe una disposición geométrica convexa de la roca almacenadora y de la roca sello que favorece la acumulación del petróleo e impide que se escape hacia arriba o hacia los lados.

Los sellos del reservorio impiden no sólo el escape del petróleo y gas, sino también de la masa inferior de agua que está casi siempre presente y a través de la cual pasaron los hidrocarburos antes de quedar encerrados en la trampa.

Principales Rocas Sello

Los tipos de roca sello son muy variados; en general cualquiera que se adapte a la definición. Entre los tipos más comunes están, además de las lutitas, las margas y las calizas arcillosas muy finas, y toda la serie de las evaporizas.

 Lutitas: Son las rocas sedimentarias más abundantes de la corteza sedimentaria. Comúnmente se encuentra interestratificadas con areniscas, rocas carbonatadas o ambas. De esta manera que existen muchas probabilidades de que una roca almacenadora esté situada entre capas de arcillas. El grado de impermeabilidad de las arcillas depende de la textura y de los minerales presentes. Una gran mayoría de los sellos están constituidos por lutitas.

 Rocas Carbonatadas: De entre ellas las calizas más comunes son las arcillas, las que gradualmente pueden pasar a arcillas calcáreas; otro tipo son las margas y ciertas cretas, que son de grano extremadamente fino, y además plásticas

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