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SISTEMA PETROLERO
•MAQUINA NATURAL DE HACER
PETRÓLEO
OBJETIVO
Analizar el concepto y las aplicaciones
del Sistema Petrolero y de Play.
SISTEMA PETROLERO
(ANTECEDENTES)
La metodología que se utiliza en la industria petrolera para evaluar los parámetros que caracterizan a los yacimientos de aceite y/o gas, ha evolucionado a medida que se han introducido nuevas tecnologías y nuevos enfoques para obtener, procesar e interpretar la información geológica, geofísica y geoquímica.
En la actualidad, con la finalidad de optimizar recursos humanos, materiales y económicos en la búsqueda de nuevas acumulaciones de hidrocarburos y para apoyar la caracterización de yacimientos, se organiza la información utilizando el enfoque de sistemas.
Se organizan y categorizan los conocimientos e ideas en modelos conceptuales que tienen como base los procesos geológicos.
Sección hipotética en un área poco explorada
W Pozo
2
Pozo
1 E a b c
Cuales Fueron los criterios de perforación ?
W Pozo
2
Pozo
1 E a b c
Sección hipotética en un área poco explorada
Caso 1: Sin información GQ
Donde Perforar?
Sección hipotética en un área poco explorada
Pozo
2
Pozo
1 E W a b c
Roca Generadora
Caso 2: Aceite 1 Correlaciona con RG al W
? X
W Pozo
2
Pozo
1 E a b c
Roca Generadora
Sección hipotética en un área poco explorada
Caso 3: Aceite 1 No Correlaciona con RG al W
?
•En cuencas con dos o
más RG el potencial es
más alto.
Si la Selección de los prospectos se dio con apoyo del
Sistema Petrolero la tasa de éxito mejora dramáticamente.
0
10
20
30
40
50
% E
xit
o
After D.R. Kingston, May 1996, AAPG Explorer, 68-69.
60 Pozos Secos
25 Años
Reducción del riesgo con base en el análisis del Sistema Petrolero
El enfoque con base en el sistema petrolero puede ayudar
significativamente a evaluar el potencial petrolífero y el riesgo
exploratorio en áreas maduras y frontera.
El concepto de sistema petrolero se usa para investigar las
acumulaciones de hidrocarburos y fundamentar propuestas de
plays y prospectos complementarios.
La visualización de los sistemas petroleros requiere las
habilidades geológicas estándar y un buen conjunto de
herramientas de modelado de cuencas.
Resumen
Toma de decisiones
Análisis de riesgo
Análisis del Sistema Petrolero/Síntesis
Interpretación/Modelado
Datos de exploración
Decisión
Información
Análisis
Datos
El SISTEMA PETROLERO
"MAQUINA NATURAL DE HACER PETROLEO"
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.
Este sistema se estudia como un modelo dinámico, donde intervienen varias entradas:
Cuenca sedimentaria (sedimentos, materia orgánica),
Su transformación (diagénesis, catagénesis)
La generación de aceite y/o gas, que finalmente pueden acumularse en una trampa petrolera.
Origen y Sinónimos del concepto de
Sistema Petrolero:
Perrodon, 1980 Petroleum System
Dow, 1984 Oil System
Demaison, 1984 Generative Basin, Máquina del Petróleo
Meissner,1984 Hydrocarbon Machine
Ulmishek,1986 Independent Petroliferous System
Elementos esenciales:
Roca generadora,
Roca almacén
Roca sello y rocas de sobrecarga.
Todos los elementos esenciales deben darse en tiempo y espacio
para que puedan ocurrir todos los procesos que dan origen a una
acumulación de hidrocarburos.
La ausencia de uno solo de los elementos o procesos elimina la
posibilidad de tener un yacimiento.
Un Sistema Petrolero involucra un volumen (pod, podo, cuerpo, foco)
de roca generadora activa junto con todo el petróleo y gas relacionado
a ella e incluye todos los elementos esenciales y los procesos
necesarios para que se forme una acumulación de petróleo y/o gas.
El Sistema Petrolero
- AAPG Memoir 60, Magoon and Dow • La extensión estratigráfica del Sistema Petrolero incluye a las rocas
generadoras, acumuladoras, sellos y de sobrecarga, al momento crítico.
• Las rocas de sobrecarga proveen el sepultamiento necesario para la madurez de
las rocas generadoras e impactan en la geometría de las trampa y de las vías de
migración.
Momento Crítico 250 ma
• El momento crítico es un momento en el tiempo que define la mayor generación-migración–
acumulación.
• El tiempo de preservación (o conservación), corresponde al tiempo geológico en el que el aceite se
conserva o en el cual puede degradarse, remigrar o destruirse, por diversos procesos geológicos.
PLAY
Estudio completo en un proyecto o proyectos de exploración
petrolera, de unidades estratigráficas almacenadoras dentro de
una cuenca. Comprende básicamente:
Espesor o potencia
Composición química
Contenido y tipo de materia orgánica
Distribución geográfica
Calidad y madurez
Facies y microfacies
Paleogeografía
Estructura
Litología (tipo de rocas)
PLAY
Proyecto o grupo de proyectos de campo que
comparten similitudes geológicas donde el
yacimiento y la trampa controlan la distribución del
aceite y gas.
Es la percepción o modelo de cómo se pueden
combinar una roca almacenadora capaz de
producir, un sistema de generación de petróleo, un
sello regional y trampas para producir una
acumulación de hidrocarburos.
SISTEMA PETROLERO
Rocas de sobrecarga
Roca generadora
Migración
Roca almacenadora
Roca sello
Trampa
Sincronía
Sincronía: se refiere a la ocurrencia de todos los elementos
necesarios en tiempo y espacio para que sea posible la
generación y entrampamiento de los hidrocarburos
susceptibles de ser explotados económicamente
Tiempo del depósito.
Tiempo de los procesos
Sistema Petrolero Deer-Boar (.)
Ele
me
nto
s
Esen
cia
les
El Sistema Petrolero Carta de eventos:
CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS
PETROLEROS
LOS SISTEMAS PUROS: tienen la particularidad de que no presentan
deformación estructural significativa, ya que sus características se deben principalmente a los aspectos sedimentológicos; como consecuencia, sus trampas son principalmente estratigráficas.
Ejemplos: Sistema Cuenca de Chicontepec, Sistema Paleógeno-Neógeno de Burgos y Sistema (Terciario) Paleógeno-Neógeno de Veracruz.
LOS SISTEMAS HÍBRIDOS: presentan reorientación estructural por efecto de la deformación, por lo que estos sistemas se distinguen por trampas en pliegues anticlinales, en fallas, aunque lo más frecuente es que el sistema tenga pliegues dislocados (trampas mixtas)
Ejemplos: Jurásico Superior-Cretácico Sonda de Campeche, La Casita-Menchaca-Padilla del Golfo de Sabinas y Depósito Encanto-Concepción de la cuenca de Salina del Istmo.
Un sistema petrolero varía considerando la forma, geometría, tipo de
receptáculo y evolución geológica:
Nivel Símbolo Criterios
Conocido (!)
Hay correlaciones de Aceite-Roca o
Gas-Roca.
Ejemplo: Tamán –Pimienta-San Andrés
Poza Rica
Hipotético (.)
Ausencia de correlaciones, pero hay
evidencias del origen del gas o aceite
(Rocas Generadoras).
Ejemplo: Tamán –Pimienta-Tamaulipas
de la Sierra Madre Oriental
Especulativo (?) Solo hay postulados geológicos y/o
geofísicos.
El nombre del Sistema Petrolero se da en función de su roca generadora,
seguido de la roca almacenadora mas importante.
De acuerdo a la calidad y cantidad de información geológica
disponible referente a la roca generadora (nivel de certeza), los
sistemas se clasifican en:
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 puede representar
utilizando:
Una tabla de datos.
Una gráfica de historia de sepultamiento con la
descripción del momento crítico, la edad y los
elementos esenciales de una localidad.
Un mapa geológico-geográfico de localización.
Una sección geológica elaborada para el momento
crítico que describa las relaciones espaciales de los
elementos esenciales.
Una carta de eventos del sistema petrolero con las
relaciones en tiempo de los elementos esenciales y de
los procesos, así como el tiempo de preservación y el
momento crítico.
1. Tabla de datos:
Se ubican todos los campos de aceite y gas relacionados
a un mismo sistema petrolero.
Sistema Petrolero arbitrario Deer-Boar (.)
• El momento crítico es un momento en el tiempo que define la mayor generación-
migración–acumulación.
• El tiempo de preservación (o conservación), corresponde al tiempo geológico en el que el
aceite se conserva o en el cual puede degradarse, remigrar o destruirse, por diversos
procesos geológicos.
Momento Crítico
Tiempo de Preservación
2. Gráfica de Historia de Sepultamiento:
3. Sección Geológica al momento Crítico
- AAPG Memoir 60, Magoon and Dow
• La extensión estratigráfica del Sistema Petrolero incluye a las rocas
generadoras, acumuladoras, sellos y de sobrecarga, al momento crítico
(donde se da la mayor generación y acumulación).
Momento Crítico 250 Ma
El Sistema Petrolero
- AAPG Memoir 60, Magoon and Dow
Mapa Geológico:
Extensión Geográfica del Sistema Petrolero
La extensión geográfica del Sistema Petrolero se define por la línea
que circunscribe al volumen de la roca generadora activa y que
incluye el petróleo descubierto, ya sea por una manifestación en
superficie o subsuelo, o por una acumulación conocida.
- AAPG Memoir 60, Magoon and Dow
Volumen de Roca Generadora Activa
- AAPG Memoir 60, Magoon and Dow
Roca Almacenadora
- AAPG Memoir 60, Magoon and Dow
Roca Almacenadora (reservorio)
Se refiere al espacio de almacenamiento de los
hidrocarburo (gas o aceite).
Involucra el espacio poroso entre partículas, a los poros
y vúgulos por solución y/o a las fracturas.
Litologías permeables
Buenos Almacenes típicos:
1. Areniscas
2. Calizas (Fracturadas, Vugulares, Orgánicas,
Oolíticas, Dolomitizadas, Cársticas, etc.)
3. Dolomías.
4. Otras
Roca Almacenadora
♣ Provee el espacio poroso.
♣ La porosidad de la roca puede ser primaria,
secundaria o por fracturas, pero debe suministrar
un volumen suficiente para acomodar cantidades
importantes de fluidos.
♣ Requiere de suficiente permeabilidad efectiva,
tanto en la trampa como a lo largo de los
conductos de migración, desde la roca generadora.
♣ Las trampas originalmente están llenas de agua
por lo que es requisito indispensable que la roca
almacenadora sea capaz de intercambiar fluidos
para que el agua pueda ser desplazada por los
hidrocarburos.
Sello Lateral
- AAPG Memoir 60, Magoon and Dow
Rocas Sello
♦ La presencia de las rocas sello determina la
extensión geográfica del Sistema Petrolero.
♦ La migración está confinada a la presencia de
superficies sellantes (impermeables).
Roca Sello
El sello con la roca almacén, son un elemento crítico de la trampa.
Son litologías impermeables:
Hidratos de gas
Sal y anhidrita (evaporitas)
Lutitas
Carbonatos compactos
Limolitas y areniscas bien cementadas
► La capacidad del sello (presión de entrada) controla la cantidad de
aceite que puede ser atrapado.
► Una roca sello debe tener una presión capilar de entrada
suficientemente alta para detener la fuga de los aceites.
► Algunos sellos son solo de carácter local pero otros son regionales y
se erigen en el “techo” para la migración a nivel de una cuenca. Siempre que dos o más fluidos
coexistan en un sistema de tubos
capilares, la combinación de la
tensión superficial y la curvatura
debida a los tubos capilares hace que
las dos fases experimenten diferentes
presiones.
La diferencia entre las presiones de dos fases cualesquiera se define como presión capilar.
Las trampas suelen tener dos sellos (superior e inferior)
Muchas de las trampas
tienen tres sellos (superior,
inferior y lateral.
En algunas trampas el
superior es el más
importante pero en general
el lateral es crítico.
TRAMPAS La etapa final de un campo de aceite o gas la representa el
entrampamiento de los hidrocarburos en acumulaciones
económicamente explotables.
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.
Trampas Estructurales
Son producto de una deformación tectónica.
• Anticlinales: Típicamente tienen un cierre
múltiple.
• Contra Falla: Pueden ser contra el cierre del
bloque alto o el bloque bajo.
…. Trampas Estructurales-pliegue
En la exploración petrolera es importante distinguir los
tipos de pliegues y los mecanismos de deformación para
poder predecir la geometría de la trampa, mapear las vías
de migración y analizar la distribución del fracturamiento.
Los mecanismos de plegamiento controlan parcialmente el
fallamiento secundario que puede segmentar la trampa e
incluso destruir su integridad.
Las trampas tienden a modificarse a profundidad (en los
despegues de cinturones plegados o cabalgados, en
discordancias angulares), provocando cambios en la
capacidad de la trampa.
Una basculamiento regional afecta el volumen de la trampa
y puede llegar a eliminar el cierre.
Trampas Estructurales dominadas por fallas
♣ Las fallas son muy importantes por su efecto para formar sellos o
superficies de fuga de hidrocarburos.
♣ Pueden actuar como sello superior, lateral o inferior al yuxtaponer
litologías impermeables con rocas permeables o por la naturaleza
impermeable del material que se encuentre a lo largo de la falla.
♣ Pueden ser trampas simples o muy complejas:
…Trampas Estructurales-falla
♣ Las fallas sintéticas normales post- y sin-sedimentarias
ocurren en áreas de subsidencia y sedimentación
rápidas (p. ej. Cuenca de Burgos) y se caracterizan por
un perfil lístrico y un patrón en planta arqueado,
generalmente cóncavo hacia la cuenca:
Trampas Estratigráficas
Producto de cambios laterales en la litología o en la
calidad del almacén.
Se producen por el cambio de las unidades porosas
(primarias, por solución o fracturamiento) a rocas
compactas (sellos).
El cambio puede ser depositacional, erosional o
diagenético.
La clasificación de las trampas estratigráficas se basa
en los fenómenos que causan la pérdida de la
porosidad.
Cambios laterales de depósito
♦ Pueden yuxtaponer rocas
permeables contra impermeables
en terrígenos o carbonatos.
♦ Se diferencian claramente las que
se forman por cambios laterales
de facies durante el depósito y las
que se acuñan también durante el
depósito.
♦ El cambio de facies lateral es
generalmente transicional.
♦ Tanto las trampas por cambios de
facies como los acuñamientos
requieren de una pendiente
regional para ser efectivas.
♦ Ambas son elementos de una
combinación estratigráfico-
estructural.
Trampas Primarias por cambios de facies
Transicional (p.ej. Barras)
Abrupto (p.ej. Canales)
Paleogeomórficas
Trampas estratigráficas primarias por relieves sepultados
• Se forman por paleo-relieves sepultados.
• También se les denomina trampas paleo-geomórficas.
• Los arrecifes crean un relieve depositacional y ponen en
contacto facies lagunares compactas con facies porosas y
permeables peri-arrecifales.
• Las facies de cuenca crean excelentes vías de migración
hacia al arrecife.
• Para que se forme la trampa se requiere que el arrecife deje
de crecer y que sea sepultado por un sello superior.
…Trampas estratigráficas primarias por relieves sepultados
Otros depósitos por relieve se asocian a abanicos
submarinos.
En estos casos los lóbulos sedimentarios ricos en areniscas
pueden estar encapsulados en arcillas y formar una trampa
estratigráfica.
Los relieves de las paleo-dunas pueden crear trampas
potenciales de HC’s.
La exploración de las trampas estratigráficas requiere de un
buen conocimiento de los modelos de depósito y poner
atención especial en la calidad del almacén y en las
limitaciones del sello.
Trampas Secundarias por cambios diagenéticos P
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o
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Por diagénesis de la Roca.
Obturación por arcillas o
cementos secundarios
Diagénesis por fluidos
Solución o reemplazo
Fracturamiento
…Trampas Hidrodinámicas
Trampa hidrostática común
Efecto hidrodinámico:
♣ Si se incrementa el flujo de
agua, el volumen de aceite se
desplazará más lejos.
♣ Si se incrementa la densidad
del aceite, el desplazamiento
también aumentará.
Sistema Petrolero
Los cuerpos ígneos pueden provocar un calentamiento local de las
rocas generadoras y con ello un Sistema Petrolero.
Generalmente no son sistemas de valor económico.
La aureola de calor afecta solo unos metros de la RG equivalente al
espesor del cuerpo ígneo.
El calor puede ser excesivo y destruir los bitúmenes generados.
CONCLUSIONES
1. El sistema petrolero es una herramienta analítica en la exploración de petróleo, que ayuda a la identificación y cuantificación de los elementos de riesgo al analizar objetivamente y en forma simple cada uno de los subsistemas, lo que permite definir programas de investigación y tomar decisiones durante la exploración.
2. La notación que se utiliza para expresar las características de los sistemas petroleros es con simbología convencional que unifica el lenguaje entre geólogos, geofísicos, químicos, supervisores y administradores, mejorando la comunicación al existir un lenguaje, común.
3. Los Sistemas Petroleros del Mesozoico de México son híbridos.
3. En el Cenozoico se tienen Sistemas Petroleros Puros e Hibridos.
