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TEMA 5 TEORIAS SOBRE EL ORIGEN DEL PETROLEO ORIGEN DEL PETRLEO

PRINCIPALES TEORIAS QUE EXPLICAN EL ORIGEN DEL PETROLEO Teora InorgnicaSegn los trabajos de Berthelot (1866), Mendeleiev (1897), Moissan (1902), la formacin de los aceites minerales se deberan a la descomposicin de carburos metlicos por la accin del agua. Las aguas de infiltracin, en contacto con los carburos metlicos contenidos en las profundidades del suelo, daran hidrocarburos acetilnicos de cadena corta, que se transformaran en hidrocarburos saturados, cada vez ms complejos, polimerizacin y condensacin.As es como una hiptesis, emitida por Sabatier y Senderens, hace intervenir una reaccin cataltica con fijacin de hidrgeno, en presencia de metales como el nquel, en estado muy dividido.Algunos gelogos han pensado vincular la formacin de aceites minerales a fenmenos volcnicos: en efecto, los restos de terrenos eruptivos a menudo contienen hidrocarburos, y el azufre, producto volcnico por excelencia, constituye casi constantemente las tierras petrolferas. Se comprueba tambin, en el curso de las erupciones, un desarrollo de hidrocarburos gaseosos que podran polimerizarse en el curso de los fenmenos posvolcnicos. Pero esta Hiptesis no encara la posibilidad de descomposicin de los petrleos a la temperatura de las bocas de erosin es muy elevado, y aunque se ha verificado en algunos yacimientos (Cacaso, Rumana, Galitzia), no ha sucedido lo mismo en las regiones petrolferas del Canad, Texas y Rusia del Norte.Teora OrgnicaSegn el naturalista Alemn Hunt, los petrleos se habran formado en el curso de los siglos por descomposicin de plantas y de animales marinos. En apoyo de esta hiptesis se invoca generalmente la presencia de tal gema y restos orgnicos en los sondajes petrolferos. La destilacin bajo presin del aceite de hgado de Bacalao o de cuerpos grasos provenientes de animales marinos mostrara, segn el qumico Egler, que los petrleos se originan por la accin del calor central, ejercido bajo fuertes presiones, sobre los cadveres fsiles de esos animales.Apoyara la hiptesis del origen animal de estos aceites el poder rotatorio que posee la mayor parte de ellos, que probablemente se debe a la presencia de colesterina. Desgraciadamente, los yacimientos de petrleo se encuentran en terrenos antiguos donde la geologa nos ensea que la vida se hallaba muy poco desarrollada.Teora MicroorgnicaSera muy posible que la gnesis de los petrleos derivasen, al menos en parte, de formas animales y vegetales de organizacin muy primitiva como las algas, diatomeas, los protozoarios (foraminferas). La descomposicin por el agua del plancton marino, y sobre el Faulschlamn, de las profundidades constituido por plantas y animales microscpicos, podra proporcionar petrleo en ciertas condiciones. Lo que parece confirmar esta idea es la coexistencia de antiguas lneas costeras o de formaciones marinas, con ciertos yacimientos.En la actualidad se da ms crdito a la hiptesis orgnica para explicar la enorme cantidad de sustancias madres necesarias para la produccin de miles de millones de petrleo extradas hasta el presente, a sido menester como en cierta poca, un hundimiento o una brusca modificacin de las condiciones de vida que provoco la muerte de numerosos animales marinos. Para el qumico marino Mrazec, no sera extraa a la transformacin de los restos orgnicos, una accin microbiana anaerobia, y el bilogo francs Laigret a demostrado que el bacillus Perfringens puede producir fermentaciones, dando metano y hidrocarburos anlogos a los petrleos.

Teora Convencionalmente aceptadaLa composicin qumica del petrleo (con 95 a 99 por ciento de carbono o hidrogeno) no implica forzosamente un origen orgnico. No obstante, generalmente se le considera as por dos razones:1.- El petrleo tiene ciertas propiedades pticas.2.- El petrleo contiene nitrgeno y ciertos compuestos (porfirinas) que nicamente pueden proceder de materiales orgnicos.

Por otra parte, el petrleo casi siempre se encuentra en rocas sedimentarias marinas. En efecto el muestreo realizado en algunos del fondo de los mares sobre las plataformas continentales ha revelado que los sedimentados de grano fino que estn acumulndose hoy da contienen hasta 7 por ciento de materia orgnica que es potencialmente apta desde el punto de vista qumico para transformarse en petrleo. En este hecho vemos una aplicacin mas del principio de uniformidad.

Aunque las etapas de formacin del petrleo apenas si se conocen, la teora que se expone a continuacin esta ampliamente difundida y apoyada por superficies hechas como para estar, al menos un tanto cerca de la verdad.La materia original consiste en organismos marinos simples, principalmente plantas que viven en abundancia en la superficie y cerca de la misma. Ciertamente no falta tal material: la observacin y las medidas practicadas indican que el mar producen cuando menos 400 kilogramos de materia proteica por hectrea cada ao y en las aguas ms productivas cerca de la orilla crecen hasta 2.5 toneladas por hectrea al ao. Esta ltima cifra representa ms de lo que podra cosechar el rancho o la granja ms productiva.La materia orgnica se acumula en el fondo, sobre todo en cuencas donde el agua est estancadas y es pobre en oxigeno y en consecuencia los animales necrfagos no devoran la sustancia orgnica ni esta se destruye por oxidacin. En cambio sufre el ataque y la descomposicin por bacterias, que separan y eliminan el oxigeno, nitrgeno y otros elementos, dejando el carbono y el hidrogeno residuales. Los sedimentos ricos en materia orgnica actualmente en proceso de acumulacin, estn llenos de bacterias.Al sepultarse profundamente bajo sedimentos ms finos que se depositan posteriormente, se destruyen las bacterias y se aportan presin, calor y tiempo para que puedan verificarse los cambios qumicos posteriores que convierten la sustancia orgnica en gotitas de petrleo lquido y en minsculas burbujas de gas.La compactacin gradual de los sedimentos que las contienen a consecuencia de su peso cada vez mayor, reduce el espacio entre las partculas de roca y expulsa el petrleo y gas hacia las capas cercanas de arena o arenisca, donde los poros son ms grandes.Ayudados por su menor peso especifico que les permite flotar y quiz por la circulacin de las aguas subterrneas, el aceite y el gas generalmente se mueven hacia arriba a travs de la arena hasta que alcanza la superficie se disipan o bien, hasta que se detiene y acumulan una trampa y forman un yacimiento.

Teoras Inorgnicas

Berthelot (1866)Mendelev (1897)Moissan (1902)Sokolov

Alcalina del carburoCarburo o carburos metlicosVolcnicaCsmicaCaliza, yeso y agua caliente

Supone la existencia de metales alcalinos libres en yacimientos profundos, los cuales reaccionan con CO2 a altas temperaturas produciendo carburos al reaccionar alcalinos. Estos carburos al reaccionar con agua producirn acetileno, que en procesos subsecuentes de polimerizacin y de condensacin, forman petrleo.Supone la existencia de carburos de hierro en las profundidades de la tierra, los cuales pueden reaccionar con agua infiltrante, formando acetileno, que se escapa a travs de grietas a las rocas porosas superiores y se condensa.Sugiere que el petrleo tiene un origen volcnico basndose en la asociacin rara y espordica que ciertos yacimientos petrolferos parecen guardar con reas gneas o volcnicas.

Considera que el petrleo es un producto que resulto de la combinacin del carbn y del hidrogeno en la masa csmica, durante la consolidacin de la tierra.

Las reacciones entre el carbonato y el sulfato de cal en presencia del agua a una temperatura suficientemente alta puede disociar el agua para formar tericamente los hidrocarburos.

Evidencia: No existen evidencias. No se encontraron en la naturaleza ni los metales alcalinos libres ni los carburos.Evidencia: Los xidos magnticos del hierro tambin se formaran como productos de estas reacciones en la vecindad de algunos yacimientos de petrleo se han observado irregularidades magnticas.Evidencia: Las cantidades pequeas de petrleo encontradas en lavas volcnicas cercanas a Etna y en Japn .El petrleo tambin se asocio a las rocas volcnicas en Mxico u en la Isla de Java.Evidencia: Las cantidades pequeas de hidrocarburos encontrados de vez en cuando en meteoritos.Evidencia: No ha sido posible demostrar esta reaccin en el laboratorio.

Teoras Orgnicas

EnglerHofer

Origen AnimalOrigen VegetalHidrogenacin del carbn y otros materiales carbonceos

Segn esta teora, el petrleo proviene de la descomposicin de peces y pequeos animales marinos, los cuales al morir se acumularon en el fondo del mar y se fueron mezclando y cubriendo de capas cada vez ms gruesas formadas por sedimentos de lodo y fragmentos de tierra y rocas, originando depsitos sedimentarios.

El petrleo se formo por descomposicin de los desechos vegetales acumulados bajo condiciones que previenen la oxidacin y la evaporacin de los productos lquidos formados.

Los materiales orgnicos slidos se convirtieron en hidrocarburos lquidos por la combinacin con hidrogeno libre a altas temperaturas presiones en presencia de un catalizador conveniente, como por ejemplo el nquel.

Evidencia: Los aceites que se asemejan al petrleo se pueden destilar de los sedimentos que provienen de restos de animales marinos, los cuales contienen abundancia de foraminferos.

Evidencia: Los yacimientos de petrleo encontrados en asociacin cercana con depsitos sedimentarios que contenan diatomeas, algas marinas, turbas, lignito, carbn y pizarras de conocido origen vegetal. Los aceites que se asemejan de cerca al petrleo se pueden destilar de estas sustancias.

Evidencia: La hidrogenacin del carbn en el laboratorio y en plantas comerciales. Aunque la ceniza de algunos petrleos es principalmente nquel, la existencia del hidrogeno libre en la naturaleza no ha sido demostrada.

Teora de Origen Orgnico CONDICIONES NECESARIAS PARA LA FORMACIN DE LOS YACIMIENTOS

Los factores crticos para la existencia de de acumulaciones de petrleo son:1.- La fuente de hidrocarburos o roca madre madura2.- Una roca yacimiento poroso y permeable3.- Un proceso de Migracin4.- La trampa y5.- El sello impermeableSi alguno de estos factores est ausente, no existir acumulacin.

LA ROCA MADRE

Hace millones de aos, el fondo de los ocanos, los mares y los grandes lagos reciban los restos diminutos de animales y plantas, que caan lenta e incesantemente. Estos residuos orgnicos se depositaban en grandes cantidades formando capas espesas que se mezclaban con el barro que sedimentaba en las profundidades.Con el tiempo, en ciertas condiciones de presin y temperatura, la mezcla comenz a cocinarse. Por un lado, aprisionada por ese lodo y privada de oxgeno, la materia orgnica se transform en hidrocarburos (sustancias formadas exclusivamente por hidrgeno y carbono), como el gas natural y el petrleo. Por otro lado, los compuestos inorgnicos, como la arcilla, se compactaron y cementaron formando rocas sedimentarias de grano muy fino.Durante este proceso, el petrleo y el gas formados rellenaron los poros de esas rocas y, en conjunto, constituyeron lo que se denomina la roca madre.Es la roca que contiene materia orgnica en cantidades suficientes; a estas rocas se les llama rocas madre y suele ser principalmente arcillas. Los anlisis efectuados por numerosos autores indican que la materia orgnica es un constituyente normal de las rocas sedimentara son un pequeo grupo de rocas como ser ciertas arcillas roja, arenisca, calizas Las rocas metamrficas o volcnicas se han encontrado desprovistos de materia orgnicaLos sedimentos como probables originarios de la roca madre son:

Sedimentos estrictamente marinos, ricos en plancton Sedimentos paralices o deltaicos ricos en plancton o restos vegetales Localmente, sedimentos continentales, ricos en lignito Ms raramente ciertos sedimentos lacustres

PROCESO DE FORMACION

La roca madre debe ser enterrada a una profundidad suficiente como para que la materia orgnica contenida pueda madurar hasta convertirse en petrleo. Para ello es necesario que la roca se encuentre dentro de una cuenca sedimentaria que sufra procesos de subsidencia (hundimiento por su propio peso) y enterramiento.

La roca madre tiene una granulometra extremadamente fina, y el material muy fino es muy poroso, es decir, tiene mucha capacidad de tener fluidos adentro. Pero tambin es muy impermeable, o sea, los poros estn muy incomunicados.

Dentro de la roca madre, no toda la materia orgnica se transforma en petrleo. De hecho, se estima que el 70% de la materia orgnica no se transforma, y permanece como un residuo insoluble, por lo que el rendimiento de las rocas madres es aproximadamente el 30%.

ALTERACION DE LA MATERIA ORGANICAMateria Orgnica Original

Kerogeno

Kerogeno maduroPetrleo crudo

GrafitoMetano

Pierde hidrogenoGana hidrogeno

Para determinar la madurez de la roca madre, se mtodo utiliza una escala de colores para establecer ndices de madurez, basadas en experiencias previas de anlisis de esporas, el color del material orgnico es dependiente de la temperatura y el tiempo. La escala de colores se expresa del 1 al 5: 1 corresponde al material orgnico claro no alterado y 5 al negro con fuerte alteracin CRITERIOS MINIMOS QUE CARACTERIZAN UNA ROCA MADRE El carbn elemental debe encontrarse entre 75 a 95%, valores por debajo de 75% significa inmadurez y por encima del 90% significa un estado avanzado El kerogeno debe ser del tipo generador de petrleo y amorfo en vez de estructurado ya que este ultimo tiende a generar gas.

Rocas madre: Evaluacin. Evaluacin: Madurez termal. Evaluacin: Cantidad. Las rocas madres no siempre alcanzan la madurez termal necesaria para generar petrleo o gas, y permanecen rellenas de Kergeno. Cuando contienen cantidades apreciables de Kergeno, estas rocas son frecuentemente denominadas Lutitas Petrolferas. Este petrleo puede ser producido solo por calentamiento de la lutita petrolfera en una atmsfera inerte hasta unos 500C, proceso este conocido como pirlisis. El contenido de materia orgnica necesario para clasificar a una de estas rocas como lutita petrolfera ha sido establecido en 5% por los economistas; y las mismas contienen principalmente Kergeno tipo I o tipo II. Se estima que el volumen de petrleo contenido en estas lutitas, a nivel mundial, es de 4 trillones de barriles, del cual slo alrededor del 2% es recuperable utilizando la tecnologa actual. Hace 60 aos a ningn gelogo se le pasaba por la cabeza extraer hidrocarburos de la roca madre. ROCA ALMACNRoca almacn es una roca lo suficientemente porosa y permeable como para que pueda almacenar petrleo en cantidad explotable de forma econmicamente rentable esta roca adems de ser cerrada y tener alguna relacin fsica con la roca madre, ya sea por una fractura que permita el paso de los hidrocarburos o bien por contacto directo

Los reservorios son rocas que tienen espacios vacios dentro se s, llamados poros que son capaces de contener petrleo y gas del mismo modo que una esponja contiene agua

Es la acumulacin de petrleo o gas en un yacimiento comercial requiere una combinacin de roca almacn o reservorio. La roca reservorio es el recipiente; por lo general es mucho ms extensa que el yacimiento de hidrocarburos que ha sido fijado por la trampa. Fuera de los confines de la acumulacin de petrleo o gas, la roca reservorio est casi siempre llena de agua

Es un tipo de roca cuya porosidad es tal que puede albergar volmenes importantes de hidrocarburos. Las mejores rocas reservorios son las calizas fracturadas y las areniscas.

Las rocas en las que se acumula el petrleo, rocas almacn, son porosas y permeables. La porosidad puede ser debida a la propia naturaleza de la roca, siendo las ms comunes las areniscas que representan el 59% de las rocas almacn, algunas calizas el 40% o a la fracturacin de otras rocas el 1% restante.

Algunas formaciones sedimentarias con bioconstrucciones fsiles como arrecifes coralinos o de rudistas, con facies muy porosas, ofrecen buenos reservorios petrolferos. Los yesos, margas y lutitas son en principio impermeables, si bien las lutitas pueden ser rocas madre y contener altas concentraciones de hidrocarburos (lutitas bituminosas).

Caractersticas Fsicas generales de las rocas almacn

PorosidadDesde el punto de vista de los yacimientos se describe la porosidad como el espacio no ocupado por un mineral o algn material solido lo que a su vez permite el almacenamiento de los fluidos

La porosidad es el volumen de los poros o espacios vacos entre el volumen total de la roca

Porosidad = (volumen de poros /volumen total) x 100%

= PorosidadVp= Volumen que ocupan los poros o espacio vacioVt= Volumen bruto de la roca, incluye el volumen de slidos y el del espacio vacio

La porosidad es una medida del espacio vaco en la roca y fundamentalmente para el almacenamiento de los hidrocarburos. Casi todos los almacenes tienen un entre 5% y 30%, y la mayora entre 10% y 20%.

Tipos de porosidad segn la conexin de sus poros:Conectada: poros conectados por un solo lado.

Interconectada: poros conectados por varios lados. Las corrientes de agua pueden desalojar el gas y el petrleo.

Aislada: poros aislados.

Los poros conectados e interconectados constituyen la porosidad efectiva.Tipos de Porosidad Porosidad Absoluta: La porosidad total o absoluta de una roca se define como la fraccin del volumen total de la misma que no est ocupada por matriz.

Porosidad Efectiva: La porosidad interconectada o efectiva se define como el volumen total de la roca que representa espacios que pueden contener fluidos y se encuentran comunicados entre s.

Porosidad no interconectada o No efectiva: Es aquella que representa la fraccin del volumen total de la roca que est conformada por los espacios que pueden contener fluidos pero no estn comunicados entre s.

Clasificacin de la porosidad, en funcin de su origen:

Porosidad primaria: Se forma durante la deposicin. Intergranular: tpica de areniscas, en general presenta buenas interconectividad y permeabilidad. La porosidad efectiva es casi equivalente a la total. Intragranular: es la ms tpica de fragmentos esquelticos, y raramente se conserva.

Porosidad secundaria: Se forma por procesos tras la deposicin. Fenestral: se desarrolla donde hay espacios en la roca mayores que los poros normales. Es caracterstica de pelmicritas de lagos o en las que la deshidratacin causa fractura y plegamiento. Es rara de encontrar. Intercristalina: se da entre cristales, y es la ms general en muchos depsitos. Se da en dolomitas. Solucin: es comn en carbonatos, aunque tambin se puede dar en areniscas. Puede ser de dos tipos: mldica o vuggy (que puede extenderse hasta hacerse cavernosa). La porosidad efectiva puede ser baja al no estar conectados los poros. De fractura: se da en cualquier roca que sea frgil a los esfuerzos, aunque tambin puede deberse a descarga de sobre enterramiento y erosin subsiguiente, o bien por reduccin de volmenes debido a enfriamiento. Las fracturas son a veces rellenadas por cementos.

Permeabilidad (K)Es el segundo factor importante para la existencia de un almacn. Es la capacidad de una roca, para que un fluido fluya a travs de ella, se mide en darcys, que es la permeabilidad que permite a un fluido de un centipoise de viscosidad fluir a una velocidad de 1 cm/s a una presin de 1 atm/cm. Habitualmente, debido a la baja permeabilidad de las rocas, se usan los milidarcies.

La ley de Darcy slo es vlida cuando no hay reacciones qumicas entre el fluido y la roca, y cuando hay una sola fase rellenando los poros.

La permeabilidad media de los almacenes vara entre 5 y 500 milidarcies, aunque hay depsitos de hasta 3.000 - 4.000 milidarcies.

Para ser comercial, el petrleo debe fluir a varias decenas de milidarcies.

La relacin entre Porosidad - Permeabilidad: La porosidad es independiente del tamao de grano, al contrario que la permeabilidad, que desciende con el tamao de grano; adems, tanto permeabilidad como porosidad son directamente dependientes de la grano seleccin de un depsito.

Otro parmetro textural importante es la fbrica, es decir, el modo en que los granos se colocan.

As, debemos considerar dos aspectos: el empaquetamiento y la orientacin: 1. El empaquetamiento depende sobre todo de los procesos post de posicionales. 1. La orientacin tiene un papel importante en la permeabilidad.

A parte de las caractersticas ya descritas de las rocas almacn, es necesario sealar que el 90% del petrleo aparece en areniscas y carbonatos en proporciones similares.La mayora de las acumulaciones se dan en almacenes heterogneos con barreras de permeabilidad.

Evaluacin de porosidades y permeabilidades de las rocas productivas o de yacimiento ms comunes (Levorsen, 1967)

Porosidad(en %)EvaluacinPermeabilida (en milidarcys)

0 - 5Despreciable-

5 - 10Pobre-

10 - 15Moderada1.0 -10

15 - 20Buena10 - 100

20 - 25Muy buena100 - 1000

> 25Excelente> 1000

Migracin del Petrleo, TeorasA lo largo de millones de aos, la corteza terrestre sufri grandes cambios que le produjeron fracturas. A travs de ellas, y arrastrados por el agua que circula por los intersticios de la corteza de la Tierra, cierta cantidad de hidrocarburos pudo escapar, poco a poco, de la roca madre y, por ser ms livianos que el lquido elemento, ascendieron.

Si en su migracin ascendente no encontraron un impedimento, pudieron llegar a la superficie. El gas se escap a la atmsfera y el petrleo se endureci y se oxid para dar lugar a asfaltos. Pero si en su ascenso se encontraron con rocas impermeables, los hidrocarburos no pudieron seguir subiendo, se acumularon en una trampa, y se formaron los yacimientos. Estos depsitos no son huecos que se van llenando con el gas y el petrleo que ascienden, sino que estn formados por rocas porosas y permeables principalmente areniscas, llamadas rocas almacn que, como esponjas, retienen los hidrocarburos.

Todo este proceso nunca se detuvo. Los sedimentos que hoy se depositan en el fondo del mar probablemente generarn algo de petrleo y gas dentro de millones de aos.Se agrupan bajo el trmino general de migraciones, todos los desplazamientos de los hidrocarburos, en el interior de la corteza terrestre. Migracin: movimiento de hidrocarburos de la roca madre a la roca recipiente o erservorio, travs de las rocas sedimentarias, siguiendo vas de porosidad y permeabilidad, fallas y/o fracturas que permitan su movimiento.

Conmigracin: Todos los desplazamientos que conducen ms o menos rpida y directamente a la formacin de un yacimiento por acumulacin y segregacin de una trampa

Dimigracin: Los desplazamientos hacia la superficie, conducentes a la formacin de indicios superficiales y despus a la destruccin ms o menos completa de los hidrocarburos por los agentes atmosfricos..

Tipos de MigracinSe distingue tambin:a) Migracin Primaria, que designa los movimientos de los fluidos de la roca-madre hacia la roca-almacn.Es la migracin que sufre el petrleo despus de su generacin de la roca madre de grano fino hacia la roca receptora roca almacn porosa y permeable.En la migracin primaria domina la fuerza hidrulica (superficie potenciomtrica). b) Migracin Secundaria, que concierne a los movimientos a los desplazamientos de los hidrocarburos en el interior de los horizontes permeables de una serie estratigrfica, hacia las trampas donde se produce la acumulacin.

Es una segunda migracin producto de la flotabilidad del petrleo respecto al agua que es considerada como la causa ms importante.

DIRECCION DE LA MIGRACIN

Se considera la direccin de la migracin respecto a los planos de estratificacin, estas son dos:

Migracin Lateral (Paralela): Son los desplazamientos de hidrocarburos en el interior de una formacin de la misma edad, sea cual sea la distancia y el desnivel recorridos.

Migracin vertical (Transversal): se refiere a movimientos de hidrocarburos de forma perpendicular a los lmites crono-estratigrficos y que hace pasar fluidos de una formacin determinada circulen a otra formacin de edad diferente. Pueden ser dos casos. a) Per ascensum: si el paso de hidrocarburos se realiza de una formacin antigua a otra estratigrficamente ms joven.

b) Per descensum: si el paso de hidrocarburos se realiza de una unidad estratigrfica joven a otra ms antigua.

Mecanismos de la Migracin.

Los factores que influyen en los mecanismos de migracin de los luidos a considerar son los siguientes. Interaccin de estas caractersticas y de las propiedades fsicas de las rocas. se obtienen movimientos diferenciales agua y petrleo.

1. Diferencias entre los caractersticas fsicas de los fluidos, agua y petrleo contenido en rocas:a) Diferencias de densidad entre agua y petrleo que originan la aparicin de fuerzas de gravedad, que tienden a separar los dos fluidos, tanto en medio esttico como dinmico.b) Fuerzas de tensin superficial e interfacial que introducen en el medio poroso presiones diferenciales, que pueden actuar a la vez sobre el movimiento y sobre la segregacin de los fluidos.

2. Fenmenos que actan sobre el conjunto de fluidos de la roca y que crean desplazamiento en masa, entre zonas de baja y alta presin (hidrodinamismo):a) Compactacin de los sedimentos.b) Subsidencia: Uno y otro, expulsan los fluidos de los sedimentos finos compresibles, hacia los sedimentos ms gruesos donde reinan presiones inferiores.c) Infiltraciones en los afloramientos. Introducen igualmente movimientos en el manto acufero, pero ms tardamente.

3. Mecanismos anejos, cuya importancia, sin ser depreciable, estamenos definida. :a) Presencia de gas disuelto.b) Cementacin de las rocas almacn.

Experimentos y observaciones fundamentales

Teora Anticlinal y experiencia de Gillman Hill: Las acumulaciones de hidrocarburos se sitan siempre en la parte ms alta de los horizontes-almacn. Experimento: A una caja rectangular de 2 x 0,33 x 0,1 m. llena con arena saturada de agua, se le inyecta en 3 diferentes puntos distantes entre s 10 cm., una pequea cantidad de petrleo, no se observa ningn desplazamiento, sea cual sea la duracin del experimento.

Experimentos Van Tuyl y Beckstrom: Ponen en evidencia el papel jugado por la compresin y compactacin de los sedimentos y las fuerzas de tensin superficial. Se disponen capas de arena, agua y petrleo como muestra la ilustracin.

El experimento pone en evidencia los diferentes agentes: Compactacin de los sedimentos expulsa a los fluidos de las arcillas y crea corrientes. Las propiedades de superficie de los diferentes fluidos, producen una segregacin de petrleo a medios ms porosos. La presencia de gas y una temperatura elevada, que facilita la circulacin de los fluidos, disminuyendo probablemente su viscosidad.

ROCAS DE COBERTURA (ROCAS SELLANTES)Es aquel tipo de roca que acta como barrera al escape del petrleo dentro del reservorio o yacimiento (generalmente lutitas). En ocasiones el sello lo constituye una anomala estructural o estratigrfica (fallas o discordancias entre otras).

Una roca sello impermeable se localiza por encima del reservorio que impide la fuga de los hidrocarburos hacia la superficie Lo sellos son barreras impermeables que limitan la trampa y detienen la migracin continua del petrleo hacia la superficie. En el caso de los anticlinales solo se requiere un sello vertical, pero si se trata de fallas o trampas estratigrficas, se requieren sello tanto vertical como lateralmente.El papel de las rocas de cobertura, es asegurar la estanqueidad de los almacenes, siendo la impermeabilidad, su cualidad principal. Los principales sellos son: Las arcillas o rocas que contienen alto contenido de minerales arcillosos. La rocas carbonticas, constituyen ms a menudo almacenes cubiertos por rocas diferentes, que coberturas. Sin embargo existen coberturas de calizas, ms o menos se trata de arcillosa y margas. Las evaporitas, particularmente la anhidrita, asociados a con almacenes carbonatados. Trampas PetrolferasDeriva del termino trap = trampa, es una masa de roca almacn completamente rodeado por una roca impermeable, tambin considerado como el elemento geolgico base e indispensable para la acumulacin de hidrocarburos.De una forma general, se puede decir que toda anomala geolgica, cuyo origen sea tectnico (pliegue anticlinal, flexin, falla), estratigrfico (acuamiento, arrecife) o litolgico (prdida de permeabilidad), que da al techo del almacn, comprendido en su sentido ms amplio de zona donde porosidad y permeabilidad desaparecen, una forma cncava hacia la base, puede constituir una trampa (Levorsen, 1956).Se dir entonces, corrientemente, que el almacn est cerrado, o incluso ms sencillamente, que existe un cierre.

Logan desde 1884 haba notado que los indicios superficiales de petrleo se encontraban principalmente en los anticlinales. En 1885, White el padre de la teora anticlinal de la acumulacin de los hidrocarburos, mostraba que en los Apalaches, slo producan petrleo y gas, los pozos perforados en las proximidades de los ejes anticlinales. El trmino trampa fue introducido por primera vez en 1943, por Mc Collough, para designar las zonas ms favorables para las acumulaciones de hidrocarburos.Clasificacin de Trampas Trampas Estratigrficas: Son aquellas en donde el factor principal que la origina es la prdida de permeabilidad y porosidad de la roca yacimiento debido a un cambio litolgico como por ejemplo de arena a lutita.La presencia de este tipo de trampas est relacionada con el ambiente en el cual se depositaron los estratos y con el sitio que ocupan en la cuenca.Una trampa estratigrfica puede ocurrir cuando arenas de origen fluvial o marino estn superpuestas por arcillas y rocas impermeables en la base.

Segn que las trampas sean o no afectadas por el medio, pueden ser primarias o secundarias.

Primarias: Son aquellas donde la porosidad de las rocas por ellas conformadas es la misma que la adquirieron en el momento de su formacin. (Interdigitaciones, acuamientos, arrecifes, cambios laterales de facies)

Secundarias: Ocurren como consecuencia de modificaciones posteriores a la formacin de la roca. (Calizas, dolomas, porosidad por disolucin, discordancias).

Trampas Estructurales: Originadas por procesos tectnicos, gravitacionales, y de compactacin. (Diatrofismo, cabalgamientos, antiformas)

Entre las principales trampas estructurales tenemos: con pliegues compresionales, compactacionales y de fallas. En pliegues compresionales: encontrados cerca de mrgenes activos (trampas anticlinales). En pliegues compactacionales: en cuencas con deriva continental (Horst-Graven). En fallas: se pueden dar sellantes o comunicantes, en el caso de las fallas de crecimiento son contemporneas a la sedimentacin.

Trampas Combinadas o Mixtas: Este tipo de trampas pueden estar formadas por la combinacin de dos o ms trampas estructurales y estratigrficas y en variadas modalidades, cuya geometra es el resultado de una combinacin de procesos tectnicos y cambios en la litologa. (Intrusiones diapricas) DOMO SALINO: Masa de sal casi vertical, que atraviesa las rocas hasta la superficie desde una capa profunda. La sal es impermeable al petrleo y al gas.

Un conjunto de trampas de petrleo localizados en un rea concreta, recibe el nombre de campo de petrleo y varios campos de petrleo asociados constituyen provincias petrolferas.Analizando los diferentes tipos de trampas segn la produccin, Leet y Judson estimaron que:* El 80 % de la produccin mundial de petrleo viene de anticlinales.* El 13 % de trampas estratigrficas.* El 1 % de trampas debidas a fallas.* El 6 % de trampas mixtas.

FLUIDOS EN LOS YACIMIENTOS PETROLFEROS

Fluidos en subsuelo: Debajo la superficie se encuentra varios fluidos de que proceden de distintas fuentes de origen los cuales, en algunos casos se encuentran asociados tal como el agua con el petrolero y con el gas Gas- H2O- petrleo Gas- H2O- gasAguas Metericas: Son aquellas que proceden del agua de lluvia principalmente, que al llegar a superficie forman corrientes de agua, una parte de estas aguas se infiltra bajo la superficie hasta alcanzar rocas permeables que permite, su almacenaje y circulacin un pequeo volumen es retenido en la parte superior para alimentar a las plantas. Las aguas metericas tambin pueden proceder del deshielo de los nevados y de las acumulaciones q se presentan en superficie. Aguas connatas: Son agua que se entrampan durante el depsito de los sedimentos esta caracterstica es notable cuando las partculas de dicho sedimento dan lugar a la formacin de espacios porales generalmente son aguas salinas que proceden de las masas de agua del mar es por esta razn que en los reservorios se puede observar asociacin de aguas salinas con petrleo. Aguas salobres = es el agua que se puede ver, agua dulce que no tienen asociacin con el petrleo

Aguas Juveniles: Estas aguas proceden del magma juntamente con los constituyentes minerales que con el tiempo empiezan a ascender hacia la superficie, es por esta razn que en el magma se encuentran mineralizaciones y muy cerca de estas aparecen aguas juveniles , tal en el caso de las manifestaciones que ocurren en la cordillera oriental de los Andes Las agua de Vizcachani estn muy prximas a un yacimiento Laurani. En la mina Matilde hay manifestaciones de agua termal, otro ejemplo en Ulla Ulla.Aguas de Formacin: Son aquellas que se encuentran en un formacin litolgica ocupando ya sea los espacios porales o fracturas, estas aguas de formacin tambin se las encuentra en asociacin con el petrleo formando reservorios de dos fases es decir agua y petrleo.Aguas de Yacimiento: Se encuentran en relacin interfasica con el petrleo, es decir que coexisten con este fluido. En un reservorio es importante diferenciar el agua de yacimiento. Con un registro de pozos elctrico nos informa que ocurre con el lodo de que se forma cuando se lava el trepano con agua y este desprende partculas de roca que va destrozando.

Los fluidos tienen diferente comportamiento en el interior de la tierra pero algunos de ellos se utilizan para conocer el comportamiento particularmente del petrleo o del gas de una manera general influye en la migracin y en la produccin del petrleo sobre todo en las tcnicas de recuperacin de estos fluidos.Durante la explotacin de petrleo o gas se produce el abandono (si se seguira explotando ya no sera econmicamente explotable, entonces se produce el abandono cuando el pozo ya no se rentable.

Componentes del Petrleo: El petrleo est formado por una serie de hidrocarburos los cuales, contienen carbono e hidrogeno como elementos esenciales .Los hidrocarburos se clasifican en series :

Serie Parafinica formula Cn H2n+2- Hidrocarburos gaseosos; Metano, etano, propano, Butano - Hidrocarburos lquidos; Pentano, hexano, heptano.hexadecano- Hidrocarburos Plsticos; a partir del hexadecano y considerando el asfalto A condiciones de P y T standart

Serie Naftenica formula Cn H2nEj. PropenoOlefinas = Componentes nitrogenados q cumplen la funcin de cambio de estado del petrleo es un termmetro que marca el estado del petrleo y desaparece a un temperatura de 200 C Estas 2 series conforman compuestos alifticos q son compuestos que contienen cidos grasos.

Propiedades:

Peso Especifico: Es una de las propiedades fundamentales de los petrleos y es el ms utilizado antes que la densidad y en la prctica son muy similares, sin embargo la densidad se define como la unidad de masa por unidad de volumen mientras que el peso especifico como el peso por unidad de volumen. En el pasado para conocer el tipo de petrleo se tena que conocer tambin su densidad pero en la actualidad ya no se utiliza este trmino y se aplica los API definido por el Instituto Americano del petrleo.El peso especifico de los petrleos entre 0.65y 0.99 as los petrleos producidos en norteamerica son de 0.56

Viscosidad: La unidad de viscosidad es el poise y se mide utilizando viscosmetros, gasolina 0.6 kerosene 2 petrleo crudo 0.2 hasta 1La viscosidad del petrleo aumenta con el incremento de presin y disminuye con el aumento de temperatura. Se ha visto que la disminucin de la viscosidad se debe tambin al factor de tortuosidad.

Color: El color de los petrleos puede variar desde el negro al marrn verde rojizo mbar por tanto el color del petrleo est definido por el tipo de luz reflejado y transmitido en general. Son Oscuros cuando son pesados y claros cuando son livianos y los medianos de color verdosos.

Solubilidad: Bajo el concepto de solubilidad se entiende la solubilidad del gas en petrleo y del petrleo en agua el volumen del gas que puede disolverse en el petrleo se incrementa casi proporcionalmente con el incremento de presin pero disminuye con el incremento de temperatura Se cree que por barril de petrleo de 26.7 API el promedio de solubilidad del gas es de 0.19 pies 3 de gas

Productos de Refinamiento: En las plantas de refinamiento se procesan los hidrocarburos para obtener gasolina, kerosene, diesel, gas ol, aceites, etc.

Poder Calorfico: Se mide en BTUs y es el calor requerido para elevar la temperatura de una lb de agua 1F, mientras q la calora es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1g de H2O en 1C.

Impurezas: Dentro de las impurezas los hidrocarburos pueden contener oxgeno, nitrgeno, cido sulfhdrico, radioactivos y cloruros. Ej. El azufre en 0.01% pero en hidrocarburos pesados puede ser hasta del orden de 2-3% existen algunos crudos q pueden alcanzar hasta el 5% de azufre.

Gas Natural: Es una mezcla de hidrocarburos en estado gaseoso y en cantidades variables de otras sustancias de las cuales se tiene desde el metano hasta el butano. La mayor parte de las empresas petroleras se dedicaban a la explotacin del petrleo antes q la exploracin, las pocas instituciones q realizan en forma paralela explotacin y exploracin son: la Asociacin Americana de Gelogos Petroleros, Asociacin de Ingenieros Petroleros as como tambin API. Las cuales han divido el gas natural de la siguiente manera: Gas en solucin, gas asociado y gas no asociado. Se entiende por gas en disuelto aquel que se encuentra en solucin en petrleo, pero en el petrleo crudo en yacimiento. El gas asociado es aquel q se encuentra en el yacimiento formando el casquete de gas y suprayace al petrleo. Mientras que el gas no asociado es aquella que existe en el yacimiento con una cantidad mnima de petrleo crudo en determinados casos la relacin gas.

Sistemas de Gas:

Gas hmedo.- Se refiere al contenido de lquidos as por ej. la proporcin de etano en un 5%, se denomina gas hmedo en comparacin con el gas seco est compuesto principalmente por metano.

Composicin de Gas natural.- El componente principal es el metano pero pueden estar presentes otros hidrocarburos por ejemplo el etano, pentano entre otros. Los componentes importantes del gas natural se tiene al nitrgeno que vara entre 0,6 a 38% luego se tiene el CO2 que por lo general no existe el 2%. El gas helio tambin puede estar presente en bajsimos porcentajes 0.01%.

Presin y temperatura en el reservorio.- Es importante tomar en cuenta las condiciones presin original se mide antes de la produccin en el reservorio y presin de formacin, variables en el reservorio (P y T) lo q pueden dar lugar a la variacin de volmenes de los fluidos ah contenidos. Las propiedades del petrleo conocidas como flotabilidad y viscosidad son afectadas por la relacin de presin y temperatura. La habilidad del petrleo de fluir y de moverse a travs de la roca est influenciada por cambios de estos parmetros. Presin en el reservorio.- La presin o virgen del yacimiento es la presin q existe ah antes de q este haya sido puesto en produccin y se mide mediante el 1er pozo que llega al reservorio. La presin esttica de fondeo se determina cuando un pozo est en produccin tambin se conoce como presin de cierre o presin de formacin esttico y la medicin se lo realiza cerrando el pozo hasta q la presin de formacin alcance la presin mxima.