Sistemas Petroleros

Que es petróleo

El petróleo es una mezcla heterogénea de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua. También es conocido como petróleo crudo o simplemente crudo.

Es de origen fósil, fruto de la transformación de materia orgánica procedente de zooplancton y algas que, depositados en grandes cantidades en fondos anóxicos de mares o zonas lacustres del pasado geológico, fueron posteriormente enterrados bajo pesadas capas de sedimentos. La transformación química (craqueo natural) debida al calor y a la presión durante la diagénesis produce, en sucesivas etapas, desde betún a hidrocarburos cada vez más ligeros (líquidos y gaseosos). estos productos ascienden hacia la superficie, por su menor densidad, gracias a la porosidad de las rocas sedimentarias. Cuando se dan las circunstancias geológicas que impiden dicho ascenso (trampas petrolíferas como rocas impermeables, estructuras anticlinales, márgenes de diapiros salinos, etc.) se forman entonces los yacimientos petrolíferos.

LOS SISTEMAS PETROLEROS

Uno de los conceptos fundamentales en la exploración petrolera es el que se refiere al Sistema Petrolero. Este concepto involucra los elementos esenciales de roca generadora, roca almacén, roca sello y roca de cubierta o de sepultamiento, así como, los procesos que causan la acumulación de petróleo en el subsuelo que son, la formación de la trampa, la generación-migración y la preservación del petróleo.

El 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.

Hay que tener en cuenta que el sistema petrolero cuenta con una serie de elementos los cuales cada uno debe cumplir su función dentro del mismo, entre algunos de esos elementos tenemos a la roca madre, roca sello, roca reservorio y roca sobrecarga.

El sistema petrolero es ideal en la concepción de los plays exploratorios y fundamental en la evaluación del riesgo exploratorio. En esta evaluación se vuelve crítico investigar tres variables básicas: la carga de hidrocarburos, la trampa y las relaciones espacio-temporales entre ambas. La carga de hidrocarburos es la cantidad de fluido (petróleo y gas) que ingresará a la trampa, siempre que esta ya se encuentre formada para el tiempo de la migración. La trampa es un conjunto de rocas sedimentarias que involucra rocas yacimiento y rocas sello. La relación espacio-temporal es básica pues para que sea efectiva, debe implicar que la trampa haya sido formada antes de que los pulsos de migración de hidrocarburos alcancen las rocas yacimiento (Maggon and Dow, 1994).

Para que se pueda generar un sistema petrolero primero debe haber las condiciones tanto de presión y temperatura ejercidas por la roca sobrecarga o pila sedimentaria y también debe estar presente la litología adecuada así como también suficiente materia prima para que se pueda generar hidrocarburo. Un sistema petrolero se forma en una cuenca sedimentaria en la cual se han depositado una gran cantidad de sedimentos durante un tiempo geológico, es decir hay que tener en cuenta que para que se pueda generar un sistema petrolero debe haber pasado un tiempo de formación considerable, y durante este tiempo geológico se estarán formando cada uno de los elementos que constituyen un sistema petrolero, y deben ocurrir todo los procesos necesarios para que se pueda generar hidrocarburo, ya que si no hay presencia del mismo no hay sistema petrolero, básicamente un sistema petrolero se genera cuando todos los procesos y elementos conocidos se producen y actúan de manera sincronizada a través de un tiempo geológico.

Se puede decir también que el hidrocarburo se forma en la roca madre generadora por acción o descomposición de la materia orgánica dentro de la misma a su vez la roca madre se genera o se forma por acción de la pila sedimentaria previamente depositada en la cuenca, posteriormente una vez que este hidrocarburo se genera, fluye a través de las distintas rocas reservorio que hay dentro del sistema las cuales deben tener un cierto grado de permeabilidad y porosidad para que el petróleo pueda fluir o migre libremente a través de ellas, por ultimo este hidrocarburo se acumula en rocas cuya permeabilidad y porosidad debe ser muy bajas, estas rocas se llaman rocas sellos, estas rocas junto con las trampas impiden que el hidrocarburo siga migrando y pueda acumularse para luego ser extraído

Se puede concluir entonces que un sistema petrolero se genera en un tiempo geológico determinado en el cual primero se forman los elementos que constituyen dicho sistema a través de condiciones de presión y temperatura realizados por la pila sedimentaria que previamente se deposito en una cuenca sedimentaria gracias a varios procesos geológicos o agentes externos, luego que estos elementos se formaron, ocurren los procesos de formación de trampas y generación migración y acumulación de hidrocarburos en un tiempo necesario (Edad), por ultimo ocurre la preservación del hidrocarburo formado dentro del sistema petrolero.

Básicamente todos los elementos y procesos de un sistema petrolero deben actuar sincronizadamente para que se pueda generar hidrocarburo.

Yacimientos Fracturados

En general los yacimientos fracturados son aquellos yacimientos de hidrocarburos en los cuales la producción en los mismos depende también de las fracturas presentes en las rocas fracturadas, estas no son más que rocas porosas con un sistema de fisuras altamente desarrolladas, básicamente estas fisuras pueden ser representadas como dos medios porosos con poros de diferentes tamaños, estos sistemas porosos no son más que la porosidad intergranular formada por dos espacios vacios entre los granos de la roca y la porosidad formada por los espacios vacios de las fracturas.

Se conocen como fracturas “a aquellas discontinuidades planas en el material que compone la roca, pueden ser microscópicas o microscópicas, ellas aparecen debido a que los esfuerzos de confinamiento a lo que ha estado sometida la roca, son superiores a los esfuerzos de ruptura”.

La relación que existe entre los yacimientos fracturados y un sistema petrolero es la siguiente:

Un sistema petrolero en el cual la haya presencia de múltiples rocas fracturadas es un sistema en el cual se facilitara algunos procesos que ocurren en dicho sistema, es decir al generarse el hidrocarburo en la roca madre generadora, este hidrocarburo podrá migrar de manera más fluida a través de las rocas reservorio que presenten dichos fracturamientos en su litología, ya que estas fracturas aumentan considerablemente la posibilidad de drenaje de los fluidos así como también influyen en el aumento de la permeabilidad total de la roca. Por otra parte el proceso de acumulación de hidrocarburos se puede ver afectado por la presencia de fracturas en las rocas sellos ya que efectivamente estas son rocas de bajo nivel de porosidad interconectada y de baja permeabilidad pero estas fracturas generan otro tipo de sistema poroso generado por los espacios vacios entre las fracturas aumentando así la permeabilidad de las mismas.

Un sistema petrolífero consta de los siguientes elementos: roca madre, roca reservorio, trampa y roca sello.

Roca madre: Es una roca sedimentaria que puede generar acumulaciones de hidrocarburos. La roca madre necesita haber estado sometida a un calentamiento durante un lapso de tiempo geológico para alcanzar madurez termal para generar los hidrocarburos.

Roca reservorio: Es un tipo de roca cuya porosidad es tal que puede albergar volúmenes importantes de hidrocarburos. Al mismo tiempo esta roca debe tener una buena “permeabilidad”, definida geometría e interconexión de las gargantas porales de la roca, y es función de la viscosidad y tipo de hidrocarburo que las atraviesa. La permeabilidad controlará la eficiencia de la extracción de los hidrocarburos en el reservorio. Una permeabilidad alta producirá un buen drenaje de los hidrocarburos desde el yacimiento hacia la superficie, mientras que una baja permeabilidad dificultará su extracción.

Trampa: Estructura geológica donde ocurre la acumulación y preservación del crudo y el gas generado por una o más rocas fuentes en el tiempo. En un comienzo los mantos sedimentarios se depositaron en sentido horizontal. Pero a lo largo del tiempo geológico, los movimientos y cambios violentos que han sacudido a la corteza terrestre pueden variar su geometría, generando pliegues (curvaturas) y fallas que deforman significativamente estos mantos sedimentarios generando anticlinales, fallas, domos salinos, etc. Dentro de estos mantos deformados pueden haber rocas reservorio que al poseer una geometría abovedada que haga que los hidrocarburos que alcanzaron la misma no puedan escapar y sean retenidos.

Roca sello: Capa relativamente impermeable que impide que los fluidos sigan migrando una vez que constituyen el yacimiento. Es una unidad litológica cuya porosidad y permeabilidad es tan baja que la presión de flotabilidad de los hidrocarburos no puede producir la invasión de sus espacios porales, y por lo tanto inhiben la migración secundaria a través de los mismos. Estos sellos están confinando la trampa y evitan que el hidrocarburo alojado en la misma pueda escaparse.

En el sistema petrolífero existen procesos esenciales que junto a los elementos que lo conforman, deben ser puestos correctamente en el tiempo y en el espacio de manera que la materia orgánica incluida en una roca madre pueda ser convertida en una acumulación de petróleo. Estos procesos esenciales son:

Migración de hidrocarburos.

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