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Principios de

Geologíay

Yacimiento

T E M A N º 2 . P R I N C I P I O S D E G E O L O G l A Y Y A C I M I E N T O S . C O N T E N I D O E S P E C l F I C O : q I n t r o d u c c i ó n .

q L i t o l o g i a d e l a F o r m a c i ó n .

q E d a d e s y F o r m a c i o n e s

E s t r a t i g r á f i c a s

q O r i g e n d e l P e t r ó l e o . T e o r i a s .

q O r ig e n d e u n Y a c i m i e n t o

P e t r o l i f e r o .

q P o r o s i d a d y P e r m e a b i l i d a d .

D e f i n i c i o n e s .

q O r i g e n d e l a P r e s i ó n d e Y a c i m i e n t o .

q P r e s i o n e s e x i s t e n t e s e n u n P o z o .

D e f i n i c i o n e s .

q O r i g e n d e l a s P r e s i o n e s A n o r m a l e s .

q T é c n i c a s G e n e r a l e s d e D e t e c c ió n

d e l a s P r e s i o n e s A n o r m a l e s .

q R e l a c i ó n e n t r e l a s P r e s i o n e s

e x i s t e n t e s .

R E C U R S O S I N S T R U C C I O N A L E S : q P r e s e n t a c i ó n .

q M a n u a l T e c n o l o g í a d e P e r f o r a c i ó n .

S e c c i ó n I

1

Lutitas, arcillas y limolitas

Areniscas

Carbonatos, yeso y dolomitas

Domo de sal

GEOLOGÍA Y YACIMIENTO

El propósito de este Módulo es dar a conocer algunos de las teorías asociadas a la Geología y el Yacimiento que permitan un mejor entendimiento de la materia en discusión

q Litología de la formaciónq Parte de la Geología que estudia las diferentes formaciones que se encuentran en la litosfera o envoltura rocosa que constituye la corteza del globo terrestre:

4500 Millones de años - edad aproximada de la tierra

PrecambrianoArqueano

4000 +Proterozoico2400Precambriano

30-80Cambriano580

65-80Ordoviciano500

20-40Siluriano435

40-50Devoniano395

65-70Carboníferos345

45-50Permiano280

Paleozoica

35-40Triásico230

55-75Jurasico195

65-75Cretáceo140Mesozoica

31Eoceno

11Oligoceno

16Mioceno

5Plioceno

65Cenozoica

2

DURACIÓN(Millones de años)

SUBDIVISIONESEDAD (Millones de años)

ERAS

Escala de tiempo geológica


Edades y Formaciones de una área

FM.TIPO D

FM.TIPO E

EOCENOMEDIO

Lutitas dePaují

Arena BasalA-9/A-10

Lutitas Fosilíferasgrises a negruzcas

Areniscas con intercalaciones lutíticas

Arenas( B0-B1-B2 Y

B3)

Areniscas cuarzosasde color gris claro

intercaladascon lutitas negras y

limolitas grises

FMTIPO B

MIOCENO

FMTIPO C

FMTIPO A

EDAD FORMACION MIEMBRO LITOLOGIA DESCRIPCION

PLEISTOCENO Arenas y gravas macizas

Lutitas de color gris claro, areniscas de color variable

Lutitas de color verdosoconglomerados macizos


q Teoría Orgánicaq Descomposición y transformación de restos de animal y vegetal, depositados y enterrados durante tiemposgeológicos milenarios

q Estos bajo la acción de un proceso de sedimentación y compactación de los estratos, sometidos a presión y temperatura en el subsuelo a determinadasprofundidades

q Fuentes como estas contribuyen a la generación del gas natural y/o petróleo


Permeabilidadq Los espacios pequeños están

“conectados” permitiendo que el fluido del poro fluya a través de la roca.q Se mide generalmente en

darcies o milidarcies.

Permeabilidadq Los espacios pequeños están

“conectados” permitiendo que el fluido del poro fluya a través de la roca.q Se mide generalmente en

darcies o milidarcies.

Gargantas del poro

Porosidadq Los espacios “porosos” dentro

de la matriz de la broca.q Se mide en % por volumen.

Porosidadq Los espacios “porosos” dentro

de la matriz de la broca.q Se mide en % por volumen.

Espacios porosos


Flujo

Permeabilidad: es la capacidad de un medio poroso para permitir el paso de los fluidos.

Una permeabilidad de un darcy permitirá el flujo a través de un cubo de 1 centímetro cúbico por segundo de un líquido que tiene una viscosidad de un centipoise cuando la caída de presión a través del cubo es igual a una atmósfera.La unidad de campo más conveniente para medir la permeabilidad es el milidarcy = .001 Darcies


q Origen de un yacimiento petrolíferoq Los yacimientos petrolíferos se consideran tienen origen orgánico. Se requieren de tres condiciones básicas para su formación

§ Un medio rico en contenido orgánico (pantanos, delta de los ríos, planicies inundadas)

§ Proceso de sedimentación rápido a fin de evitar la descomposición total de la vida (antes de ser enterrados los elementos orgánicos)

§ Trampa de hidrocarburos estructural (ej; fallas, domo de sal) o estratigráfica (ej: lentes de arena, arrecifes, canales de ríos y lechos de arena)


• Procesos• Procesos

• Deposición• Deposición

• Compactación• Compactación

• Equilibrio Hidrostático

• Equilibrio Hidrostático

Origen de la Presión del Yacimiento


Muchos de estos procesos geológicos ya mencionados, son responsables de las presiones a la cual están sometidos los fluidos en el subsuelo, los mismos se definen de la siguiente manera:

q Deposición:§Material detrítico llevado por los ríos hacia el mar, el cual sale de la suspensión y se deposita

§ Sedimentos no consolidados, ni compactados, teniendo así un relativa alta “porosidad” (espacio donde el líquido puede alojarse) y “permeabilidad” (interconexión de los espacios porosos de una roca o sea porosidad efectiva)

§ A través del espacio entre los granos, el agua de mar mezclada con estos sedimentos se mantiene comunicada, generando una presión de formación o yacimiento igual a la columna hidrostática del agua.


q Compactación:§ Una deposición sucesiva y continua de los sedimentos, hace que exista una aumento en la profundidad de asentamiento

§ Los granos de las rocas previamente depositados van a estar sujetos a través de los puntos de contacto grano a grano de una mayor carga.

§ Esto causa un reacondicionamiento de los mismos en un espacio más estrecho, resultando en un sedimento mas compacto y de menorporosidad

q Equilibrio Hidrostático:§ El proceso de compactación en forma continua, hace que el agua se expele de su espacio poroso, el equilibrio hidrostático se mantendrá siempre que exista una trayectoria de flujo relativamente permeable hacia la superficie, el gradiente de flujo que se requiere para poder expeler el agua de compactación será muy pequeño hacia arriba


Sedimentación – Cuenca de sedimentación contínua

Ambiente Continental

Meteorización mecánica

Alteración química

Derrumbes

Transp. Por agua en movimiento

Transporte por gravedad

Sedimentación en agua dulce

Ambiente Marino

Diagénesis

Sedimentos

Rocas

Evolución del suelo

Metamorfismo

Transporte y sedimentación de

partículas


Presiones existentes en un Pozo

§ Ph: Presión Hidrostática

§ Pyac: Presión del Yacimiento

§ Pfract: Presión de Fractura

§ Psc: Presión de Sobrecarga

§ Pcirc: Presión de Circulación

Ph

Pyac

Pfrac

Psc

Pcirc


TIPOS RANGO (psi/pie)Sub-Normal < 0.433NormalNormal 0.433 = Normal = 0.465Anormal > 0.465

q Presión Hidrostática (Ph)§ Presión ejercida por una columna hidrostática de fluido en cualquier parte del hoyo, depende directamente de la densidad o peso del fluido en uso y de la columna vertical verdadera de dicho fluido

q Presión del Yacimiento (Pyac)§ Presión a la cual se encuentran los fluidos confinados dentro de la formación, dichos fluidos pueden ser agua, gas o petróleo. Existen tres tipos de Pyac:


LechoMarino o de río

Formaciónpermeable

PresiónNormal

Presiónanormalmente

presurizada

Estratos Geológicos


Gradientes de Presión de Formación

ÁREASÁREAS

GRADIENTE DE PRESIÓN

(psi/pie)

GRADIENTE DE PRESIÓN

(psi/pie)

DENSIDAD EQUIVALENTE

DE AGUA (grs/cc)

DENSIDAD EQUIVALENTE

DE AGUA (grs/cc)

OESTE DE TEXAS

GOLFO DE MÉXICO

MAR DEL NORTE

MALASIA

DELTA DE MACKENZIE

OESTE DE ÁFRICA

BASAMENTO ANADARKO

MONTAÑAS ROCKY

CALIFORNIA

0,465

0,433

0,452

0,442

0,442

0,442

0,433

0,436

0,439

1,074

1,000

1,044

1,021

1,021

1,021

1,000

1,007

0,014


Rango de Gradientes de Formación


q Origen de las Presiones Anormalesq Compactación:§Migración de los fluidos a zonas de menor esfuerzos, interrupción del proceso (capa impermeable) fluidos entrampados los cuales originan presiones anormales

q Diagénesis:§ Alteración química de la roca debido a procesos geológicos (arcilla bentonítica a arcilla ilítica debido a su deshidratación)

q Levantamiento Tectónico:§Asociados a procesos geológicos, disminución del relieve por plegamiento, deformación plástica, fallamiento, erosión, etc.


q Densidad diferencial: § Fluidos contenidos en los poros con densidad menor que la menor densidad de los fluidos del área

qMigración de Fluidos:§ Flujo hacia arriba a una formación somera de los fluidos de un yacimiento más profundo, esto puede ser natural o inducida por fugas en el Rev. de Producción, técnicas incorrectas de cementación o completación, proceso de inyección, abandono incorrecto de pozos

q Fallas§ Redistribución de Sedimentos y Yuxtaposición de zonas permeables a zonas impermeables, inhibición de flujo de fluidos a regiones de equilibrio hidrostático


q Ósmosis: § Flujo espontáneo de una formación más concentrada (recargada) a otra separada por una membrana

q Técnicas de Detección§ La detección de las presiones anormales pueden considerarse esencial en la perforación de pozos profundos, dentro de sus ventajas principales podemos mencionar:

§Mejores ROP (uso de densidades de menor valor)§Mejor selección de los puntos de asentamiento§Mínimos problemas de pérdidas o de arremetidas§ Reducción de tiempos de perforación y costos operacionales involucrados


qMétodos de Detección§ Existen varios Métodos para determinar zonas de Presiones Anormales, a continuación se mencionan algunos de ellos:

q Antes de la Perforación§Métodos Sísmicos, Porosidad de las lutitas

q Durante la Perforación§ Incremento de: ROP, cloruros, temperatura de retorno y disminución de: densidad de las lutitas, Exp “dc”, densidad del lodo por corte por gas

q Después de la Perforación§Métodos Sónicos, Resistividad y Conductividad


q Presión de Fractura (Pfrac)§ Presión que resiste la formación a ser inyectada ó fracturada, generalmente a nivel de la zapata

q Presión de Sobrecarga (Psc)§ Presión ejercida por la masa de fluidos y sólidos existentes en los diferentes estratos atravesados, depende de la gravedad especifica de los fluidos y de los sólidos, así como del volumen poroso

q Presión de Circulación (Pcirc)§ Presión necesaria para vencer las pérdidas por fricción existentes en las diferentes áreas por donde el fluido circula. Un porcentaje de este valor influye durante la perforación directamente sobre la presión del yacimiento


Ph

Pyac

Pfrac

Psc

Pcirc


Relación entre las presiones

§ Ph > Pform

§ Ph < Psc

§ Ph < Pfract

§ Psc > Pform

§% Pcirc + Ph > Pform

§% Pcirc + Ph < Pfract

§% Pcirc + Ph < Psc

CURVA TÍPICA DE PRESIONES

p r e s i o n e s d e l o d o y f o r m a c i ó n

b a j ob a l a n c e

p o r o

f r a c t u r a

S o b r eb a l a n c e


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