Sistema petrolero.

Sistema petrolero.

1. UNAM
FACULTAD DE INGENIERÍA
PETROFÍSICA Y REGISTROS DE POZO
AUX: ING. JUAN RAMÓN GRIMALDO ÁVALOS
PROF. ING. BERNARDO MARTELL ANDRADE

2. CONTENIDO
Introducción: el sistema petrolero
Roca generadora
Roca almacenadora
Roca sello
Migración
Trampa petrolera
Sincronía
Ejemplo de sistema petrolero: La sonda de Campeche,
campo Akal.

3. Introducción:
el sistema petrolero

4. Introducción: el sistema petrolero
Desdequeseiniciolaexplotacióndepetróleo,másdel
97%delosyacimientosanivelmundialsehan
explotadoenrocassedimentarias.
Estonoimplicaquenoexistanyacimientosenrocas
ígneasometamórficas,quetienenunaporosidad
cercanaa0%,ysuproducciónsedaprincipalmente
enporosidaddetiposecundaria,estoenfracturas
interconectadas,perosonlosmenos.

5. Elsistemapetroleroesunsistemanaturalqueincluye
todosloselementosyprocesosgeológicosnecesarios
paraqueunyacimientodeaceitey/ogasexistaenla
naturaleza.
“Loselementosclavequedefinenlaexistenciadeun
sistemapetrolerosonlasrocasgeneradoras,
almacenadora,sello,trampa,lamigraciónyel
sepultamientonecesarioparalageneracióntérmicade
loshidrocarburos.Elementosquedebencompartirlas
apropiadasrelacionesespacio-temporales(sincronía)
parapermitirqueloshidrocarburosseacumulenyse
preserven”.
(Guzmán,Holguín,2001).

6. Roca generadora

7. ROCA GENERADORA
Estodoaquelcuerpoderocaquepermitala
conservacióntemporalyposteriortransformaciónde
lamateriaorgánicaenhidrocarburos.
Larocageneradoradebeserenterradaauna
profundidadsuficiente(másde1000m)paraquela
materiaorgánicacontenidapuedamadurarhasta
convertirseenaceitey/ogas,ademásdequese
encuentreenunacuencasedimentariaquesufra
procesosdesubsidencia.

8. CARACTERÍSTICAS DE LA ROCA GENERADORA
Lasrocasgeneradorasdebencumplircontres
requerimientosgeoquímicos:Cantidad,Calidady
Madurez.
Larocageneradoraesunarocaquedebetenerun
porcentajemayora1%decarbonoorgánicototal
(COT),queseformadelaparteblandadelos
organismos.
Debe tener un volumen importante
Es una roca de grano fino:
Lutitas Calizas
Lutitas calcáreas Limolitas
Margas Calizas arcillosas

9. Diagénesis
Ladiagénesiseselprocesomedianteelcuallos
biopolimeros(compuestosorgánicosconstituyentes
delosseresvivos,talescomocarbohidratos,proteínas,
etc.)sonsometidosaunataquebásicamente
microbianoqueserealizaapocaprofundidad(con
presioneslitostáticasdeentre0y300bares)ybajas
temperaturas(entre0y50°C),produciendo
básicamentegasmetano.

10. Composición de la materia viva

11. Kerógeno
Eslafraccióndelamateriaorgánicaenlasrocassedimentarias
queesinsolubleenácidos,basesyensolventesorgánicos,yaque
estácompuestobásicamentedegrasasyceras.
LAclasificacióndelkerógenopuedehacerseenbasealtipodemateria
orgánicaqueloconforma,teniendoasí:
KERÓGENO SAPROPÉLICO.Eltérminosapropélicoserefiereal
productoobtenidodeladescomposiciónylapolimerizaciónde
lamateriaalgáceayherbáceaprincipalmente,depositadaen
condicionesacuáticasconbajocontenidodeoxígeno
atmosférico.
KEROGÉNO HÚMICO.Lapalabrahúmicoseaplicaalproducto
obtenidodeladescomposicióndeplantasterrestressuperiores,
depositadasenmediosterrígenosconabundanteoxígeno
atmosférico.

12. TIPOS DE KERÓGENO
KERÓGENO TIPO I
Presentapocooxigeno,muchocarbonoyesderivado
principalmentedeproductosalgáceos.Esgenerado
porfitoplancton.
Generaaceite.

13. KERÓGENO TIPO II
Seencuentrarelacionadoconmateriaorgánica
autóctonadeorigenmarinojuntoconmateria
orgánicadeorigencontinental,quefuetransportaday
depositadamedianteríos.Esunamezclade
fitoplancton,zooplanctonyrestosdeplantasy
animalesdeorigencontinental.PRODUCEACEITEY
GAS.

14. KERÓGENO TIPO III
Estaconformadoprincipalmenteporrestosde
organismoscontinentales,porloqueproduce
principalmentegasocarbón.Tambiénpuedeestar
constituidopormateriaorgánicadeorigenmarino,
perosometidaaunafuerteoxidación.

15. KERÓGENO TIPO IV
Se refiere a materia orgánica rica en inertinita,
por lo que no produce aceite o gas.
Este tipo de kerógeno no es importante en la
generación de hidrocarburos.

16. Ambientes sedimentarios
LosAmbientesSedimentariospuedenserdivididosen:Continentales,Transicionalesy
Marinos,dondesedepositandiferentestiposdesedimentosconciertascaracterísticaspropias
delentornoysuscondiciones.ParadistinguirunambientehayquedescribiradetallesusFacies
Petrológicas,Litofacies,Biofacies,Palinofaciesetc.

17. Catagénesis
Unavezquesetienenlossedimentosconsolidados,se
entierranprofundamente(profundidadesmayoresa1,
000mnormalmente)debidoaldepósitodenuevos
sedimentos.Estascondicionesgeneranunaumento
detemperaturaypresiónporloqueelkerógenose
transformaenhidrocarburos.
Elkerógenosufretransformacióntérmicaygenerael
petróleo(geomonómero),gashúmedoycondensado.
Posteriormente,ydebidoacondicionesmásdrásticas
detemperaturayprofundidad,seproducela
generacióndegassecoometanocatagénico.

18. Lastemperaturasquesealcanzanenestaetapa
sondelordende50°yhasta225°C
aproximadamente,ylapresiónvaríade300a1500
bares.
Con relación a la temperatura, se produce gas y
aceite en los siguientes intervalos:
Gas: de ±50 a ±225 °C
Aceite: de ±60 a ±175 °C

19. Metagénesis
Lametagénesisestáconsideradatambiéncomoel
iniciodelmetamorfismo.Éstasedesarrollaa
temperaturasmayoresalos225°C,yeslaúltima
etapadentrodelatransformacióndelamateria
orgánica,consideradaimportanteparala
generacióndegas.Lageneracióndemetanoacaba
alos315°C,conprofundidadescercanasalos8
Km,esdecir,presioneslitostáticasmayoresa1500
bares.
Nogeneranyacimientosquetenganrendimiento
económico.

20. ETAPAS DE LA FORMACIÓN DE LOS HIDROCARBUROS

21. Roca almacenadora

22. ROCA ALMACENADORA
Sontodasaquellasrocasquedebidoasuspropiedades
deporosidadypermeabilidad,permitenelflujoy
almacenamientodehidrocarburos,enconjuntocon
otrotipoderocasdenominadarocasello.
Lasrocasalmacenadorasdebencumplirconlas
siguientescaracterísticas:
•Serporosas
•Serpermeables
•Tenercontinuidadlateralyvertical

23. Porosidad
La porosidad se mide en porcentaje de espacios o
huecos que hay dentro de la roca. Se tienen 2 casos:

24. TIPOS DE POROSIDAD

25. POROSIDAD EN ROCAS ALMACENADORAS

26. POROSIDAD EN ROCAS ALMACENADORAS

27. Permeabilidad
Es la propiedad que tiene una roca para permitir o no
el paso de fluidos a través de ella, debido a los poros
interconectados.
Una roca tiene permeabilidad adecuada para permitir
el paso de los hidrocarburos, cuando:
* Tiene porosidad
* Tiene poros interconectados
* Los poros son de tamaño supercapilar.

28. POROSIDAD INTERCONECTADA

29. Relación entre la porosidad y la permeabilidad.

30. Roca sello

31. Roca sello
Sonrocasselloaquellasqueporsuescasa
permeabilidadoporcontenerporosdetamaño
subcapilar,nopermitenelpasodelpetróleo,
sirviendocomocierreasumigracióno
desplazamiento.
Elespesordelarocaselloesmuyvariable,puedeser
deespesormuyreducido,sitieneexcelentecalidad
odeespesormedianoogrueso,siesdecalidad
medianaomala.Elgradodetectónismoque
presentapuedemodificarsucalidad,detalforma
queenregionesmuytectónizadasserequiereun
espesorderocasellomayor.

32. PRINCIPALES ROCAS SELLO
Calcáreo-arcillosas
Pelíticas
Evaporitas
Calizas
Hidratos de metano
Microbrechas o milonita
lutitas
Marga
Calizas arcillosas
lutitas
Sal
Yeso
Anhidritas
Mudstone (sin fracturas
Wackestone

33. Migración

34. Migraciónprimaria:
Comprendeelmovimientodeloshidrocarburosa
partirdesudesprendimientodelkerógeno,así
comosutransportedentroyatravésdelos
capilaresyporosestrechosdelasrocasdegrano
fino.
Migración secundaria:
Eselmovimientodelpetróleo,despuésdesu
expulsióndelarocageneradoraatravésdeporos
másampliosdelasrocasportadorasy
almacenadoras,maspermeablesyporosas.

35. MIGRACIÓN PRIMARIA Y SECUNDARIA

36. Fuerzas debidas a la acción de la gravedad
Fuerzas moleculares
Fuerzas debidas a la acción química
Fuerzas debidas a movimientos tectónicos y a la profundidad de
sepultamiento
Fuerzas debidas a la acción bacterial
Fuerzas que causan la migración

37. Distancia de migración
Ladistanciaatravésdelacualpuedemigrarelpetróleo,oha
emigradoenelpasadogeológico,esfuncióndeltiemposisesupone
unacontinuidadenlapermeabilidadyenelgradiente.
Continuidadenlapermeabilidadyenelgradiente.Rocassepultadasa
profundidadaltamenteporosasypermeablessonelconductoporelcual
elpetróleopuedemigrar;estascapassellamancapasconductoras
ascendiendoydescendiendoloshidrocarburosatravésdeestasrocas
porlosporosydiscontinuidades(porosidadprimariaysecundaria).

38. FACTORESQUEGOBIERNANLA
MIGRACIÓNDELPETRÓLEO
1.-Porosidadefectivadelasrocas.
2.-Gradodesaturacióndelasrocas.
3.-Pesoespecífico,viscosidadycantidaddegas.
4.-Lamigraciónesfavorecidaporfuertes
pendientesenlosestratos,porlasdiscordancias
angularesyporelfracturamiento.
5.-Lacomposiciónycantidaddelasaguas
asociadasconelpetróleoafectansumigración.
6.-Tamañodelagargantadelporo.

39. Trampa petrolera

40. Trampas petroleras
Estodaaquellaestructurageológicaquepermitequeel
aceitey/ogasseacumuleyconservedemaneranatural
duranteunciertoperiododetiempo.
Esdecir,sonreceptáculoscerradosqueexistenenla
cortezaterrestreyquecuentanconrocas
almacenadorasyrocasselloenposicióntalque
permitenseacumulenloshidrocarburos.Lastrampas
petrolerastienenunadeterminadaforma,tamaño,
geometría,cierreyáreadedrenaje.

41. CIERRE:eslalongitud
verticalmáximaenla
quelohidrocarburos
puedenacumularseen
latrampa.
AREADEDRENAJE:esla
máximaabertura(área)
delatrampa,echado
abajo,semideenla
parteinferiordela
trampa

42. Clasificación de las trampas petroleras

43. TRAMPA ESTRUCTURAL

44. TRAMPA ESTRUCTURAL

45. Trampa estructural por falla normal

46. Trampa por variación de permeabilidad

47. Existen estructuras
generadas por
fallamientos a
consecuencias del
desplazamiento de
rocas evaporiticas
(principalmente
domos salinos).

48. Sincronía

49. SINCRONÍA
Es la relación precisa en espacio y tiempo de todos los
elementos que conforman el sistema petrolero, para
que este pueda existir.
Sincronía en la Sonda de Campeche.

50. Cuencas petroleras de México

51. Ejemplo de sistema petrolero:
La sonda de
Campeche, campo
Akal

52. SONDA DE CAMPECHE

53. UBICACIÓN
h
LasondadeCampecheestaemplazadaenla
plataformacontinental,enaguasterritorialesdel
GolfodeMéxico,frentealosestadosdeTabascoy
Campeche.
De acuerdo con PEMEX pertenece a la provincia
Geológico-marina de Coatzacoalcos.

54. SISTEMA PETRÓLERO
ROCA GENERADORA
Dadosualtocontenidodemateriaorgánica,la
principalrocageneradoradeloshidrocarburos,
correspondealJurásicoSuperiorTithoniano.También
sehaplanteadolaexistenciadeotrasrocascon
potencialgeneradorenlosnivelesdelJurásico
OxfordianoyKimmeridgiano,asícomotambiénel
CretácicoyTerciario.Sinembargo,lacontribuciónde
éstospareceríamarginalcomparadoconelaceite
generadoporelJurásicoSuperiorTithoniano

55. Tipo de Kerógeno
Lacalidaddellamateriaorgánicaesunarespuesta
directadeltipootiposdekerógenosprecursoresdelos
hidrocarburos,sereportapredominantementemateria
orgánicaalgáceayamorfa(kerógenosTipoI)y
herbácea(kerógenosdetipoII).

56. ROCA ALMACENADORA
EnlaRegióndelaSondadeCampecheseconsideran
cincosecuenciaspotencialmentealmacenadoras,las
másantiguascorrespondenconlasareniscasdel
JurásicoSuperiorOxfordiano,continuandoconlos
bancosoolíticosdelJurásicoSuperiorKimmeridgiano,
laBrechaCalcáreadelCretácicoSuperior-Paleoceno,
loscarbonatosfracturadosdelCretácicoInferior,yen
lasrocasCenozoicassetienencuerposarenososyun
horizontedecalcarenitasdelEoceno.

58. ROCA SELLO
ElselloanivelOxfordianoestarepresentadoporuna
secuenciadeanhidritasconintercalacionesdelutitasy
limonitasquesedepositaronenambientesdesabkhaa
marino.
Lasiguienterocasellodeinteréscorrespondeconuna
secuenciadelJurásicoSuperiorKimmeridgianoy
Thitonianocuyoespesorvaría10a313m.Lasrocasdel
Tithonianofuncionancomounrellenoquenivelalas
depresionesdejadasporlapaleogeografíaexistentedurante
eldepósitodelossedimentosdelKimmeridgiano;consta
básicamentedelutitas,lascualespeseasualtaporosidad
muestranunaescasapermeabilidad.

59. COLUMNA LITOLÓGICA

60. MIGRACIÓN
EnlaSondadeCampechesehareconocidolaexistenciade
migraciónendiferentesnivelesestratigráficos,lacual
permitióelmovimientodegasyaceitehacialos
yacimientosdelJurásico,CretácicoyCenozoico;estase
llevoacaboatravésdeunidadesporosasypermeables,
perosobretodoatravésdelossistemasdefallasproducidas
comoresultadodeleventoChiapaneco.Engeneralse
consideraquelamayorpartedelamigracióndelos
hidrocarburossellevoacaboenformaverticalatravésde
zonasdedebilidadenlasproximidadesdelasfallasy
fracturasoporelcontactoentrelarocageneradoraconlos
intervalosalmacenadoresmáspermeablesyconmenores
presiones.

61. Migración

62. TRAMPA
TodoslosYacimientoshastaahoraconocidosqueseencuentran
entrampasensecuenciassedimentariasdelMesozoicoenla
SondadeCampeche,correspondencontrampascombinadas.
Porsuorigen,sepuedenconsiderarcomotrampas
estratigráficas,tantolasdelafranjaoolíticadelKimmeridgiano,
comolasdelabarraarenosadelOxfordiano,asícomolas
brechasproductorasdelCretácicoSuperiorydelPaleoceno;sin
embargo,losprocesostectónicosposterioresoriginaron
deformación,transformandoestosreservoriosenanticlinales
desplazadosporfallas.EnelCenozoicoTardío,posterioraesta
deformaciónseformarontrampasestratigráficasprincipalmente
aunquetambiénpodemosencontrartrampascombinadascomo
resultadodeintrusionessalinasoarcillosas.

63. SINCRONÍA

64. CAMPOS DE LA SONDA DE CAMPECHE

65. CAMPO AKAL
PertenecealComplejoCantarell.LaestructuradeAkal
sepresentacomounanticlinalasimétricofallado,
orientadoendirecciónnoroesteasurestecon
buzamientosuavehaciaelsur,ypronunciadoalnorte
ynoreste.
Estálimitadoaloesteporunafallanormal,yalnortey
noresteporunafallainversa.
LastrampasdelcampoAkalsonprincipalmentede
tipoestructural,concierreporfallamientoinversoen
laporciónnoroeste,ynormalenlaporciónoeste.

66. Sección sísmica del campo Akal

67. Sección geológica del campo Akal