caracterización estática del yacimiento

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VILLAHERMOSA, TAB. MÉXICO

DIRECCIÓN DE INGENIERÍA Y C IENCIAS DE LA TIERRA

INTRODUCCION

La evaluación de los yacimientos de hidrocarburos que se encuentran tanto en rocas

carbonatadas, como en siliclásticas (en su mayoria areniscas y lutitas) ha sido prioridad

para los investigadores y productores de Hidrocarburos.

En todo el mundo, los yacimientos localizados en ambos tipos de roca son de gran

importancia en el ámbito petrolero. Por lo cual es de gran importancia que el Ingeniero

Petrolero conozca, lo mejor posible, todas las características y propiedades de tales rocas

para la definición de su yacimiento.

La integración y comprensión de la historia de las rocas sedimentarias que almacenan

aceite y/o gas ofrece muchas ventajas a los especialistas involucrados en todas las etapas

de la vida productiva de los yacimientos, desde la exploración hasta el abandono.

Para entender mejor el comportamiento de tales yacimientos y establecer procesos de

recuperación, desde el inicio de su explotación hasta las etapas avanzadas, se requiere

conocer las características más importantes de dichas rocas, que permitan evaluar el

potencial de las formaciones. Con la mayor información posible de las rocas, obtenida de

varias fuentes como lo es a través del análisis de núcleos y/o recortes, y por consiguiente

se genera un modelo geológico–petrofísico del yacimiento.

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R O C A S C L A S T I C A S

ORIGEN Las rocas clásticas se componen de fragmentos, o clastos, de minerales y rocas pre-

existentes. A clastos es un fragmento de detritus geológicos, trozos y granos más

pequeños de roca roto otras rocas por la erosión física. Geólogos usan el término clástico

con referencia a las rocas sedimentarias, así como a las partículas en el transporte de

sedimentos ya sea en suspensión o como carga de fondo, y en depósitos de sedimentos.

Las rocas sedimentarias clásticas son rocas compuestas predominantemente de piezas

rotas o clastos de edad degradado y erosionado de las rocas. Sedimentos clásticos o rocas

sedimentarias se clasifican en función del tamaño de grano, clastos y consolidación de la

composición del material y textura. Los factores de clasificación a menudo son útiles para

determinar el entorno de una muestra de la deposición. Un entorno clástica ejemplo sería

un sistema de ríos en los que toda la gama de granos transportados por el agua en

movimiento consisten en piezas erosionadas de roca sólida contra la corriente. Los

sedimentos clásticos recién depositados van de moderada a altamente poroso. Las arenas

artificialmente empaquetadas tienen rangos de porosidad de 0.23 a 0.43 y las siguientes

relaciones entre las propiedades de porosidad y textural. En el concepto de textura se

incluye a un conjunto de propiedades que describen las características de los individuos

que componen a los sedimentos y a las sedimentitas. De esta manera, la identificación y

caracterización de las rocas clásticas se hace por medio de la observación de:

� Madurez ( textural y mineralógica).(Ver Cuadro N°2)

� Empaquetamiento (estudio de los contactos entre los individuos)

� Fábrica (estudio de la orientación espacial de los individuos)

� Composición (de los clastos, matriz y cemento)

Tamaño del grano determina el nombre de base de una roca sedimentaria.

Tamaño de grano (grava - conglomerado, arena-arenisca, limo-arcilla - lutitas)

Forma y redondez del grano (prolado/oblado- equidimensional; anguloso-

redondeado)

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Grado de selección (Tamaño dominante, ¿Hay matriz? Qué tanta matriz?, ¿Hay

cemento?, ¿de qué tipo?)

Composición (de los clastos, matriz y cemento)

Estructuras sedimentarias

La porosidad es independiente de tamaño del grano para la misma separación

(sorting).

La porosidad decrece como la separación se vuelve más escasa.

La porosidad aumenta como la esfericidad del grano (la forma) decrece y como la

angularidad del grano (redondez) decrece.

En general, sin embargo no universal, la tendencia está a favor de que la

diagenesis reduzca porosidades originales de rocas clásticas.

Los elementos componentes de una roca clástica son:

Clastos: Son los individuos (fragmentos de rocas y/o minerales) de mayor tamaño

granulométrico y constituyen el esqueleto de la roca (origen detrítico).

Matriz: Está formada por individuos de menor tamaño (siempre en dimensiones relativas)

granulométrico que los clastos (origen detrítico).

Cemento (ó material aglutinante): formado con posterioridad (origen diagenético) al

depó- sito de los clastos y de la matriz; resultante de procesos de precipitación a partir de

soluciones acuosas iónicas o coloidales que circulan e interaccionan con las rocas. Actúa

como ligante y puede ser carbonático, silíceo, ferruginoso, sulfato, etc (de origen quí-

mico) u orgánico como es el caso de los bitúmenes.

Poros: Son los espacios intersticiales entre los clastos.

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Matriz= Cemento + detritus fino

Clastos se llama las partículas que forman la roca sedimentaria clástica. La matriz es el

cemento y el detritus fino. El cemento se forma químicamente y es el pegamento de los

clastos.

Clastos son trozos de rocas que provienen un otro sector (área de fuente, sector de

origen). Generalmente todas la rocas y minerales pueden aparecer como clasto: Cuarzo,

feldespatos, carbonatos, arenisca, eclogita, esquistos y muchos mas. El conjunto de

clastos representa el (o los) sector(es) de origen. Solo el transporte destruye los

componentes más débiles. Entonces la magnitud del transporte se manifiesta en el

contenido de clastos.

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CLASIFICACION Sedimentos clásticos (transportados como partículas)

Subdivididas por tamaño de grano

Rocas rudaceas (gravas, conglomerado, brechas)

Rocas arenáceas (arenas, areniscas, limo, limonita)

Rocas argiláceas (arcillas, lutitas)

Psefita, psamita, pelita son los términos griegos para bloque, arena y barro

Las clasificaciones según Wentworth y DIN* 4022 son más detalladas

Psefitas diámetro de grano > 2 mm

Psamitas diámetro de grano = 2 - 0,02 mm

Pelitas diámetro de grano < 0,02 mm.

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Rocas Rudaceas

GRAVAS

La grava de diámetro de grano > 2 mm o su equivalente solidificado, el conglomerado

requiere corrientes fuertes como aquellos de ríos fluyentes con alta velocidad en las

montañas o las altas orillas en una playa rocosa para su transporte.

CONGLOMERADOS

Los conglomerados son rocas de grano grueso predominantemente compuestas por

partículas de tamaño grava que se colocan normalmente entre sí por una martix grano

más fino. Estas rocas suelen subdividirse en conglomerados y brechas. La principal

característica que divide estas dos categorías es la cantidad de redondeo. Las partículas

de tamaño grava que forman conglomerados están bien redondeados, mientras que en las

brechas son angulares. Los conglomerados son comunes en las sucesiones estratigráficas

de la mayoría, si no todas las edades, pero sólo representan el uno por ciento o menos, en

peso de la masa total de roca sedimentaria. En términos de origen y mecanismos de

deposición son muy similares a las areniscas. Como resultado, las dos categorías a

menudo contienen las mismas estructuras sedimentarias.

formados por gravas o bolones donde se identifica a simple vista la roca original

entregan información sobre la fuente

depositados en pendientes fuentes o corrientes energéticas

BRECHAS

Las brechas se distinguen de los conglomerados en la forma de los componentes de un

diámetro mayor de 2mm.

En las brechas los componentes son angulares a subangulares. Sus demás aspectos son

iguales a los de los conglomerados.

formados por bloques angulares

escaso transporte.

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Teniendo en cuenta el aspecto genético se puede distinguir los tipos de brechas

siguientes:

1) brechas sedimentarias

2) brechas piroclásticas, que pertenecen a las rocas piroclásticas y que se constituyen en

gran parte de componentes piroclásticos.

3) brechas volcánicas: por actividad volcánica (véase piroclástica)

4) brechas hidrotermales, que se forman por la acción de aguas calientes y cambios de la

presión.

5) brechas tectónicas, que se forman en zonas de fallas.

Rocas Arenáceas

ARENAS

La arena de diámetro de grano = 2 - 0,02 mm o su equivalente solidificado, la arenisca

puede ser transportada por vientos fuertes formando dunas o por corrientes moderados

como aquellos de ríos o aquellos cercanos de la costa.

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ARENISCAS

Son areniscas de grano medio compuesto por fragmentos redondeados o angulares de

tamaño arena, que a menudo, pero no siempre tienen un cemento que une entre sí. Estas

partículas de tamaño arena suelen ser minerales de cuarzo, pero hay algunas categorías

comunes y una gran variedad de sistemas de clasificación que se dan se utilizan para

clasificar areniscas basadas en la composición.

Los sistemas de clasificación varían ampliamente, pero la mayoría de los geólogos han

adoptado el esquema de Dott, que utiliza la abundancia relativa de cuarzo, feldespato, y

granos marcolíticos y la abundancia de matriz de barro entre estos granos más grandes.

• 20% del total de las rocas sedimentarias,

• entregan mucha información sobre su origen;

• Su grado de selección (grado de similitud del tamaño de las partículas) indica el tipo de

transporte:

1. viento: bien seleccionado,

2. olas y

3. ríos

• Grado de redondea miento = grado de pérdida de bordes y aristas

• indica distancia o tiempo de transporte,

• También depende de la composición mineral, siendo cuarzo el más resistente.

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ROCAS DE LIMO O SLIT

Roca de silt / roca de silt

Roca de silt se constituye de partículas clásticas con tamaño de granos entre 0,002 y

0,063mm. A estas partículas se llama silt o limo. Las piedras de silt ocupan una posición

intermedia entre las rocas areniscas de grano más grueso y las rocas arcillosas de grano

más fino. En general la piedra de silt se incorpora al grupo de las rocas arcillosas.

Componentes principales de la roca de silt son por ejemplo minerales arcillosos y cuarzo.

Otros componentes adicionales, que pueden ser de significado local son micas, zeolitas,

calcita, dolomita y yeso.

Las rocas de silt son de color amarillo pálido, café, anaranjado, amarillento, gris o verdoso.

Son estratificadas.

Su formación es similar a la de las areniscas. Además, los granos de este tamaño (0,002 a

0,063mm) pueden ser transportados por el viento. Granos de tamaño mayor son

demasiado pesados para el transporte por el viento y los granos de tamaño menor, las

pelitas generalmente no son transportadas por el viento a causa de sus propiedades

desfavorables para poder volar como su forma de laminitas y de plaquitas de su propiedad

electrostática, y de su alta cohesión en una roca.

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Rocas Argiláceas

ARCILLA ESQUISTOSA

La arcilla esquistosa es una roca arcillosa con textura de planchas finas, que se remite a la

regulación de los minerales arcillosos formados como láminas o agujas. La regulación de

los minerales arcillosos casi siempre es paralela a la estratificación sedimentaria. Muy

probablemente esta regulación de los minerales arcillosos durante su formación es un

producto de una sucesión de sobrecargas, cuando la roca está enterrada bajo una carga

de sedimentos que aumenta continuamente.

El esquisto arcilloso muestra esquistosidad producida por el metamorfismo y a menudo

esta esquistosidad metamórfica de formación nueva corta la estratificación sedimentaria

en cualquier ángulo.

ARCILLA VARVADA

Se forma debida a una sedimentación arcillosa estratificada rítmicamente, procedente de

los grandes lagos durante las eras glaciares. Se caracteriza por un fino bandeamento de

color gris-claro, blanco y una secuencia negra.

LUTITAS

Lutita se constituye de granos de tamaños menores de 0,002mm (barro). Principalmente

se compone de minerales arcillosos (grupo de la caolinita, grupo de la montmorillonita,

illita), que se forman en el campo sedimentario (de neoformación) y de restos de cuarzo,

feldespato y mica. Componentes adicionales son hematita, limonita, calcita, dolomita,

yeso y los sulfuros.

Son de colores muy variables: gris, verde, rojo, café, negra. Las variedades negras son

particularmente ricas en sustancias orgánicas.

La lutita es una roca masiva, terrosa, normalmente bien compactada, a menudo porta

fósiles, por ejemplo foraminíferos, ostracodos, graptolites y trilobites. Muchas lutitas

muestran bioturbación es decir una estructura sedimentaria irregular producida por la

acción de organismos excavadores al fondo del mar.

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• Formadas por limos y partículas tamaño arcillas, las que no se ven a simple vista

• Rocas muy compactas

• formadas por minerales tabulares principalmente

• Sin poros y sin cemento

• Se desagregan fácilmente.

• Tipo de roca sedimentaria más abundantes.

Diagénesis de Rocas Sedimentarias Clásticas

Rocas siliciclásticas inicialmente forman los depósitos de sedimentos muy apretadas como

gravas, arenas y limos. El proceso de convertir los sedimentos sueltos en disco se llama

litificacion. Durante el proceso de litificacion, los sedimentos se someten a cambios físicos,

químicos y mineralógicos antes de convertirse en roca. El proceso físico primario en

litificacion es la compactació

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USO (YACIMIENTO) La mayor parte de las reservas mundiales de aceite y gas se encuentran en rocas

almacenadoras detríticas o químicas. En el primer grupo, las representantes más

importantes son las areniscas; en el segundo grupo, está representado por dolomías y

calizas (rocas carbonatadas)

Areniscas

Las areniscas se presentan en una variedad de consolidaciones y en algunas partes del

país, presentan texturas muy heterogéneas. Aunque la mayor parte de las areniscas son

de granos muy finos a medios; por lo general, los núcleos tomados de yacimientos en

areniscas tienen mayor número de servicios a realizar una vez que llega al laboratorio.

Son mucho más susceptibles a daños de formación debido a la delicadeza de su

mineralogía, y la tortuosidad de su sistema de poro.

Por lo mismo, la tortuosidad de su sistema de poro requiere mayor número de

herramientas para caracterizar dicho sistema y conocer su efectividad para trasmitir

fluidos.

Areniscas consolidadas

Las areniscas consolidadas por lo general son las que tienen de moderada a baja

porosidad y permeabilidad. Debido a su regular a pobre calidad de roca, frecuentemente

se les realizan estimulaciones para mejorar la producción de las mismas.

Los estudios del laboratorio dedicados a suministrar información para el diseño de las

estimulaciones de los yacimientos frecuentemente requieren que el núcleo sea tomado

con una técnica para orientarlo y preservarlo desde la boca del pozo.

En otras instancias, dependiendo del objetivo de la toma del núcleo y las pruebas del

laboratorio programadas, es posible que el núcleo consolidado no requiera preservación

alguna. Los núcleos de arenisca consolidada impregnados con aceite, por ejemplo los de

Chicontepec, siempre deben contar con preservación realizada en el pozo.

Frecuentemente los núcleos de la cuenca de Burgos no requieren preservación.

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La mayor parte de las areniscas consolidadas se encuentran productivas en la cuenca de

Burgos y el paleocanal de Chicontepec.

Otras de menos importancia existen en la subcuenca de Macuspana, la cuenca de

Misantla y la cuenca terciaria de Veracruz.

Las cuencas de Misantla, Veracruz y Macuspana cuenten con areniscas friables que son, o

que potencialmente pueden ser prolíferas para la producción de aceite y gas. A veces,

estas areniscas resultan no consolidadas.

Areniscas no consolidadas

Cuando se sospecha que el núcleo puede presentar sedimentos deleznables, muy friables

o no consolidados, se debe contar con un corte, preservación y manejo muy especial. Más

del 90% de los núcleos cortados en areniscas deleznables en México hasta la fecha de la

publicación de esta guía, han sufrido daños irreparables antes de llegar al laboratorio.

Desde un corte brusco, lavado de los sedimentos frente la corona, el viaje a la superficie,

su manejo en la superficie, la falta de estabilización en el pozo, todo permite un

reacomodo de los granos de las areniscas produciendo un empacamiento de granos no

representativo del yacimiento.

La textura de las arenas (tamaño de grano, clasificación de granos, angulosidad y

esfericidad) con poca o nula arcilla define muchas de las características (reserva y

comportamiento de producción) de las areniscas.

La alteración de estas texturas por descuido en la planificación de la toma del núcleo

representa un gasto innecesario y una pérdida para la empresa.

La mayor parte de las areniscas no consolidadas han sido productivas en la Región Marina

Suroeste, en las cuencas de Macuspana, Reforma Comalcalco, Istmos de Salinas. Por lo

general se encuentra a profundidades menores a 2000 metros en las cuencas

mencionadas.

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RESUMEN Rocas sedimentarias clásticas, así se denominan a las rocas formadas por fragmentos de

rocas y/o minerales preexistentes, que han sido transportados hasta el lugar de depósito.

Los minerales y rocas que las componen, se originan fuera del área de depósito y son

transportados a ella en forma de partículas sólidas por diversos agentes: agua, hielo,

viento y acción de la gravedad.

El campo de las rocas clásticas es muy amplio y los ambientes de su formación se

encuentran en toda la superficie terrestre. Los ambientes más importantes son fluvial,

aluvial, eólico, glaciar, lagos para nombrar los de tierra firme. En el ambiente océano hay

que destacar la zona litoral y las corrientes de turbidez como formadores de rocas

clásticas.

Estos componentes sólidos son llamados clastos, detritos o partículas, y se clasifican según

su tamaño. De esta manera, las rocas sedimentarias clásticas están constituidas por

fragmentos de roca y minerales que representan a los materiales del intemperismo

(meteorización) y la erosión de la superficie. Se puede decir que los clastos y el detritus

representan a las rocas de origen, el modo de transporte y la distancia del transporte. El

cemento es un producto que se forma durante la diagénesis - entonces representa el

ambiente de decantación o deposición.

Clasificadas por tamaño de grano

• Rocas rudaceas:

Gravas: La grava de diámetro de grano > 2 mm

Conglomerado: constituyen de una cantidad mayor de 50% de componentes de un


Brechas: se distinguen de los conglomerados en la forma de los componentes de un


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• Rocas arenáceas

Arenas: La arena de diámetro de grano = 2 - 0,02 mm

Areniscas: areniscas los tamaños granulares de sus componentes varían entre 0,02 y

2mm.

Limo: se constituye de partículas clásticas con tamaño de granos entre 0,002 y 0,063mm.

A estas partículas se llama silt o limo.

• Rocas argiláceas

Arcillas: se constituyen principalmente de granos de tamaño menor de 0,002mm.

Las rocas arcillosas ocupan el 45-55% de todas las rocas sedimentarias.

Lutitas: Lutita se constituye de granos de tamaños menores de 0,002mm (barro).

En su mayoría las reservas mundiales de hidrocarburos los logramos encontrar en rocas

almacenadoras detríticas. En estas, las representantes más importantes son las

areniscas.

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CONCLUSIÓN Como conclusión determinamos que las rocas sedimentarias se forman a partir de la

acumulación y posteriormente consolidación de partículas (sedimentos) de rocas y/o

minerales, de compuestos químicos y/o biológicos que intervienen en el ciclo

sedimentario. Por consiguiente la depositación de los sedimentos y la diagenesis

conducen a la litificación de los mismos a temperatura y presiones relativamente bajas,

dando lugar a la formación de una roca sedimentaria compacta.

Así de esta manera las sedimentitas pueden formarse por: acumulaciones "mecánicas" de

minerales y fragmentos de rocas ( dando lugar a la formación de rocas sedimentarias

clásticas o detríticas).

Dichos minerales y rocas que las componen, son transportados en forma de partículas

sólidas por diversos agentes, tales como: agua, hielo, viento y acción de la gravedad. Estos

componentes son llamados clastos, o partículas, y se clasifican según su tamañolo cual

nos da clasificación de las rocas clasticas (Escala de Udden-Wentworth).

Por ultimo sabemos que en las areniscas (subderivado de las rocas clasticas arenáceas)

resultan rocas almacenadoras en donde logramos encontrar la mayoría de las reservas.

De igual forma las rocas clásticas bien clasificadas y con empacamiento optimo nos da

como resultado una roca sello. Ejemplo de una buena clasificación de estas son las dunas

en los ambientes sedimentarios desérticos.

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BIBLIOGRAFIA http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/1

107/A5.pdf?sequence=5

http://www.geovirtual2.cl/geologiageneral/ggcap05d.htm

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http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/mvictoria/materia/GEOLOGIADELPETR

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caracterización estática del yacimiento

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