yacimientos de petróleo

Yacimientos de petróleo, características y propiedades

De la información y experiencia obtenida de la perforación de pozos en los primeros años de la industria, se empezó a catalogar la  configuración estructural de los estratos geológicos que conforman el reservorio o yacimientos de petróleo.

La estructura anticlinal empezó a mostrarse en todos sus aspectos y detalles de simetría o asimetría. La conformación domal de las estructuras que aparecieron sirvió para estudiar y apreciar las dimensiones, inclinación de los flancos y formas de este tipo de configuración.

Se presentó el sinclinal, cuyos flancos convergen hacia la parte inferior o fondo de la estructura, con forma de un anticlinal invertido. Se descubrieron domos salinos, que muestran acumulaciones petrolíferas en las formaciones sobre su tope y/o en los flancos.

Discontinuidades en la secuencia de deposición de los estratos, lentes de arenas petrolíferas enterrados en los estratos, por cuyas características forman trampas estratigráficas. Muchas de estas trampas mostraron fallas, es decir, cortes o deslizamientos en los estratos, debido a las fuerzas naturales actuantes que pliegan a los estratos.

Estas fallas por su dirección, desplazamientos y constitución de los estratos, ejercen influencia sobre el confinamiento o la fuga del petróleo. Su dimensión puede ser grande, ocasionando  discontinuidad apreciable de los yacimientos de petróleo, lo cual hace que en la zona de falla aparezca un área improductiva.

yacimientos de petróleo

Características de las rocas en los yacimientos de petróleo

En un principio, los académicos y el personal de operaciones de campo, se dibujaban la penetración de la corteza terrestre por medio de la mecha de perforación. Empezaron a entender las respuestas a muchas preguntas y también surgieron muchas que tendrían que esperar adelantos científicos y aplicaciones tecnológicas novedosas.

Se avanzó mucho en la apreciación sobre los agentes mecánicos y químicos responsables por el origen, desintegración y transporte de las rocas, sus características físicas y composición.

Fueron identificados aspectos y agentes influyentes sobre la deposición de los sedimentos, su estratificación y compactación.

Se empezó a apreciar la transformación de la materia orgánica vegetal y animal en hidrocarburos. Y las condiciones necesarias para esa transformación: volumen de material orgánico, acciones de presión, temperatura y tiempo. Su origen, estabilidad, desplazamiento y final atrampado del petróleo en los reservorios o yacimientos de petróleo definitivos.

Se constató que el petróleo  proviene de formaciones o estratos de diferentes edades geológicas. Algunas formaciones de ciertas edades son improductivas y formaciones de otras edades muy prolíficas.

El tiempo geológico y la columna de las formaciones, se anotan sucesivamente incidentes fundamentales que marcan la evolución de nuestro planeta. Particularmente importante en el proceso evolutivo de la vida vegetal y animal durante todo el desarrollo del planeta Tierra.

Respecto a los hidrocarburos, es interesante el hecho de que en diferentes partes del mundo, formaciones de la era Paleozoica han contribuido con importantes acumulaciones y volúmenes de producción de gas natural y petróleo. Por ejemplo muchos yacimientos en los Estados Unidos, México y algunos países de América del sur.

Los yacimientos de petróleo de edad geológica más antigua y muy prolíficos son del Mesozoico, específicamente el período Cretásico. También son muy abundantes y extensos los yacimientos de petróleo de los períodos Eoceno, Oligoceno y Mioceno.

Rocas ígneas metamórficas y sedimentarias en los yacimientos de petróleo

La Tierra está compuesta de estas tres clases de rocas. Todas son de interés geológico y están comprendidas en todo estudio geológico general. El interés del explorador petrolero está enfocado en las rocas sedimentarias.

Las ígneas son rocas formadas por el enfriamiento y solidificación de la masa ígnea en fusión en el interior de la Tierra. Son del tipo intrusivas o plutónicas y extrusivas o volcánicas. Son del tipo intrusivas, entre otras, el granito, la granodiorita y la sienita. Estas rocas tienen una estructura de tipo granítico muy bien definida.

Entre las extrusivas o volcánicas, se cuentan las pómez, las bombas volcánicas, el lodo volcánico, la lava y la lapilli. Las rocas sedimentarias, por ejemplo, están representadas por gravas, conglomerados, arena, arenisca, arcilla, lutita, caliza, dolomita, yeso y anhidrita.

Estas rocas se derivan de las rocas ígneas y de las metamórficas por medio de la acción desintegradora de varios agentes como el viento y el agua. También los cambios de temperatura, organismos, las corrientes de agua, las olas, y por acción de sustancias químicas disueltas en el agua.

En general, las rocas sedimentarias son las de mayor importancia desde el punto de vista petrolero. Ellas constituyen las grandes cuencas donde se han descubierto los yacimientos y campos petrolíferos del mundo.

Por su capacidad como almacenadoras y extensión geográfica y geológica como rocas productoras sobresalen las arenas, las areniscas, las calizas y dolomitas; aunque también constituyen fuentes de producción, en ciertas partes del mundo, las lutitas fracturadas, la arcosa, los neis, la serpentina y el basalto.

Las rocas metamórficas se forman de las ígneas y sedimentarias que sufren transformación por la acción del calor, por efectos de la presión o por acción química. Para producir rocas de composición similar pero de estructura, textura y proporciones mineralógicas diferentes.

Por tanto, la caliza puede transformarse en mármol, la lutita en pizarra, la pizarra en esquistos, la arena cuarzosa en cuarcita o la arena arcósica en neis.

Propiedades físicas de la roca

De la acumulación de datos teóricos y aplicaciones prácticas, tanto en el laboratorio como en trabajos de campo. Se ha logrado catalogar una variedad de propiedades, de constantes y de relaciones acerca de las rocas que componen los estratos geológicos. Ejemplo:

  • La aplicación de la sismología depende de la propagación de ondas, gracias a la elasticidad del medio donde se propagan. Por ejemplo, la velocidad longitudinal, en metros/seg de ondas en algunos tipos de rocas, puede ser variable debido a que las rocas no son perfectamente elásticas: aluvión: 300 – 610; arcillas, arcillas-arenosas: 1.830 – 2.440; lutitas:1.830 – 3.960; arenisca: 2.400 – 3.960; caliza:4.880 – 6.400; granitos: 5.030 – 5.950.
  • La proporcionalidad (Ley de Hooke) que existe entre la fuerza (por unidad de área) que causa desplazamiento elástico y la fuerza (por unidad de longitud o por unidad de volumen) que causa deformación, es aplicable a los estratos. Por tanto, se puede indagar si los estratos resisten, se elongan, comprimen o deforman; según fuerzas de tensión, de compresión, de presión, de cimbra, de cizalla.
  • Es importante conocer, además, el origen de las rocas, la edad geológica, su estructura, composición y granulometría. Sus características externas, densidad, propiedades mecánicas y todo cuanto pueda abundar para interrelacionar mejor las deducciones geológicas y geofísicas; que conduzcan en definitiva al  descubrimiento de acumulaciones comerciales de hidrocarburos.

Capacidad de almacenamiento de la roca

Cuando los primeros yacimientos de petróleo se comenzaron a explotar, se formó la idea de que el petróleo se extraía de una corriente subterránea como la de un río o lago, Aún hoy, ciertas personas piensan que es así.

La naciente industria llamó poderosamente la atención de los geólogos y profesionales afines, quienes acostumbrados a la minería de roca dura empezaban a presenciar el desarrollo de la exploración petrolera y a participar en la aplicación de sus conocimientos geológicos a este nuevo tipo de operaciones.

Los retos eran bastantes y estimulantes. Llamó la atención de los petroleros hacia la porosidad de los estratos, especialmente las arenas y areniscas, en el sentido de que el espacio creado por los granos en contacto era suficiente para almacenar grandes cantidades de petróleo.

Este concepto de porosidad y volumen es básico en la estimación de reservas. Tiene sus fundamentos en la configuración de los granos, la manera como están en contacto, el material que los une, el volumen que representa esa masa y el espacio creado, el cual puede traducirse a números.

Por ejemplo, si se toma un envase cilíndrico cuya capacidad es de un litro, se puede llenar con un litro de líquido. Pero si se llena con arena de granos sueltos y más o me menos uniformes, aparentemente se ha copado el volumen del envase.

Sin embargo, si cuidadosamente se vierte agua u otro líquido sobre la arena hasta copar el envase, se verá que el líquido se ha depositado en los poros formados por los granos en contacto.

En la práctica, debido a la forma de los granos, a la compactación, cementación que los une y a otros factores, la porosidad medida en laboratorio o por otros métodos analíticos de campo da una variedad de valores para determinado espesor de estrato, sección o formación.

Sólo la recopilación de datos y estadísticas dan el valor promedio de porosidad, que es el empleado en la práctica para cómputos. La porosidad de las rocas petrolíferas puede ser, generalmente, entre 10 y 25 %.

Medición de porosidad en los yacimientos de petróleo

En el laboratorio se utilizan procedimientos e instrumentos, porosímetros, para medir la porosidad. Los núcleos de las formaciones o muestras del ripio que se obtienen en el curso de la perforación de un pozo son traídos al laboratorio, donde son debidamente identificados y catalogados para medirles el volumen total, el volumen que representan sus granos y el volumen de los poros.

Mediante la aplicación de métodos analíticos se obtienen dos valores muy importantes: la porosidad total y la porosidad efectiva. La porosidad total permite apreciar la configuración irregular de los granos de las muestras y llegar a la determinación del volumen efectivo de poros, la porosidad efectiva se puede traducir en:

Porosidad efectiva % = (Volumen efectivo de poros/ Volumen total de la muestra ) x 100

Se utilizan instrumentos que dentro del hoyo y mediante las propiedades del fluido de perforación captan de abajo hacia arriba, a lo largo de toda la profundidad, el flujo de corrientes de fuerzas electromotivas que quedan plasmadas como curvas en un registro para luego ser interpretadas cualitativa y/o cuantitativamente para evaluar, en primer lugar, las posibilidades de producción de hidrocarburos de las formaciones.

También hay registros que permiten interpretar los resultados de trabajos que se hacen durante la perforación y la terminación del pozo en los yacimientos de petróleo o posteriormente en las tareas de limpieza o rehabilitación del pozo en sus años de vida productiva hasta su abandono.

Compartir