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ALEXANDER FONSECA ORDOÑEZ UB24818SPE33160 GEOLOGY OF OIL PROGRAM BACHELORS PETROLEUM ENGINEERING ATLANTIC INTERNATIONAL UNIVERSITY HONOLULU, HAWAI SUMMER 2013 Geology of Oil Page 1 TABLA DE CONTENIDO Geology of Oil Introducción………………………………………………………... Pag 3 Descripción………………………………………………………… Pag 4 Análisis General………………………………………………......... Pag 7 Actualización………………………………………………………. Pag 8 Recomendaciones………………………………………………….. Pag 9 Conclusiones………………………………………………………. Pag 10 Bibliografía………………………………………………………… Pag 11 Page 2 INTRODUCCION La geología es la ciencia que estudia la composición, estructura y evolución de la tierra a lo largo de todos los tiempos geológicos. La composición de la tierra a través de sus 4.500 millones de años de existencia ha sufrido continuos cambios, transformaciones en su forma y composición. Las montañas, los ríos, los mares, los valles y todo lo que la compone se ha generado y destruido continuamente. Su existencia y evolución sigue siendo objeto de estudio. En el caso de un geólogo al tener conocimientos sobre la composición, estructura y evolución de la tierra, conoce la distribución de las rocas en el espacio y en el tiempo. A nosotros como ingenieros de petróleos nos ayuda a identificar las formaciones que estamos perforando. La distribución de las rocas y minerales permite al geólogo y al ingeniero encontrar yacimientos de minerales, petróleo, gas; entre otros. Además, este conocimiento aporta el poder hacer perforaciones seguras y a gran escala. La geología, mediante su estudio continuo, tiene la habilidad de saber los recursos con que se cuenta en un país, de manera de poder planificar el método de explotarlos de modo consciente y con el menor impacto negativo sobre el ambiente. Las distintas ramas permiten conocer distintos aspectos de la historia y composición del planeta, para aprovechar mejor lo que ofrece y evitar colocar carreteras donde hay mayor riesgo geológico. Geology of Oil Page 3 DESCRIPCION La geología es una rama de las ciencias naturales que estudia la tierra tanto en la superficie como interiormente, así como su origen, composición, estructura y la vida vegetativa y animal existente sobre ella. La geología para su estudio se divide en varias ramas, por ejemplo: geología física que trata sobre las rocas que componen la tierra, los movimientos dentro de ella, los relieves de las superficies y los agentes que lo forman, geología histórica que estudia los cambios experimentados en la distribución de los continentes y mares en el planeta y la historia de la vida de sus habitantes, la geología del petróleo que estudia el origen, la formación y la acumulación del petróleo en la naturaleza, así como también las rocas que lo contienen en cuanto a su genética y presentación en la naturaleza. Edad de la tierra: el estudio de los elementos radiactivos componentes de las rocas del subsuelo, ha permitido estimar que la edad de la tierra es de más o menos tres mil millones de años. Sin embargo, en los primeros mil quinientos años no existió vida en nuestro planeta y por eso es difícil explicar lo que sucedió en esos tiempos. En cambio la presencia comprobada de vida en los últimos mil millones de años ha permitido suposiciones sobre base más firme en cuanto a edad y vida durante el trascurso de los tiempos geológicos. Constitución de la corteza terrestre: la zona exterior de la tierra, es decir en la zona en la cual vivimos y la que es directamente accesible a nue stras observaciones a simple vista o por medio de complicados instrumentos, se denomina corteza terrestre, cuyo espesor promedio lo estiman los geólogos en 10 kilómetros. La corteza terrestre está formada por diversos tipos de rocas, las que a su vez están constituidas por muchos minerales. Los tres tipos de rocas que se encuentran en la corteza terrestre son: Rocas ígneas: son las que resultan del enfrentamiento y solidificación de una maza liquida denominada magma cuyo origen y ubicación se encuentran en las profundidades de la tierra, existen dos clases de rocas ígneas, aquellas formadas sobre la superficie de la tierra cuando la masa liquida es forzada desde las profundidades hasta quedar expuesta en la superficie, reciben el nombre de rocas ígneas extrusivas. Cuando la masa liquida queda atrapada dentro de la corteza terrestre, se enfría y se solidifica allá sin salir a superficie, forma las denominadas Geology of Oil Page 4 rocas ígneas intrusivas, las cuales pueden quedar expuestas a la vista solo por erosión. Rocas Sedimentarias: los vientos, aguas y otros antiguos agentes atmosféricos están constantemente moviendo y esparciendo fragmentos de rocas pre -existentes, denominados, sedimentos, los cuales más tarde se compactan y cementan formando las rocas sedimentarias. Se cal cula que tres cuartas partes del área terrestre están formadas por este tipo de rocas. Las principales rocas sedimentarias en las cuales se encuentra petróleo en la naturaleza son: arenas, areniscas, calizas y dolomitas. En algunas arcillas y arcillolitas se encuentran también petróleo pero como poseen poros tan pequeños el petróleo atrapado allí carece de movilidad y no se puede recuperar por los métodos convencionales de producción. Rocas Metamórficas: estas rocas son originalmente ígneas o sed imentarias cuyas características físicas son transformadas notablemente por acción de temperaturas, presiones y otros factores que actúan en la corteza terrestre. Las rocas metamórficas no son aptas para almacenar petróleo. Las más conocidas son el mármol, las pizarras y los esquistos. Resumiendo, todas las rocas que forman la corteza terrestre están agrupadas en tres clases principales de acuerdo a la forma como se originaron: ígneas, sedimentarias y metamórficas. Nosotros estamos particular y especialmen te interesados en las rocas sedimentarias por ser las que están mas íntimamente ligadas con el origen y acumulación del petróleo. Forma de la corteza terrestre: la corteza terrestre no es una uniforme y sólida masa rocosa sino que se caracteriza por elevad as montañas, extensas llanuras y profundas depresiones, pues hay dos clases diferentes de age ntes que continuamente están modificándola exterior e internamente. Los agentes exteriores atacan las rocas expuestas en la superficie rompiéndolas a pedazos, transformándolas químicamente y moviendo los fragmentos de rocas a niveles más bajos. El aire y el agua bajo el control de la gravedad son los agentes principales dedicados a estas actividades y la energía esencial para su trabajo suministra el calor y la luz del sol. Los agentes interiores son fuerzas internas que elevan y deprimen grandes áreas mediante suaves flexiones o torcimientos de los estratos de las rocas que constituyen la corteza terrestre. Es este un proceso que ha causado levantamientos y hundimientos de grandes masas terrestres en todos los continentes. La acción conjunta de todos estos factores origina en nuestro planeta las elevadas montañas, las extensas planicies y las depresiones así como las más variadas estructuras geológicas. Geology of Oil Page 5 Cuencas sedimentarias: es un área amplia, deprimida estructural y topográficamente, rodeada por zonas más elevadas. También suele llamársele depresión simplemente. Estas cuencas varían ampliamente en extensión entre límites de muy pequeñas dimensiones. Origen y formación del petróleo: en las cuencas sedimentarias el petróleo es constituyente natural de los sedimentos tal como las partículas de otros minerales. Sin embargo, el petróleo y las sustancias que se encuentran junto con el constituyen un grupo que no tiene características físicas y químicas uniformes. Esta falta de uniformidad en las propiedades hace muy difícil el problema del origen del petróleo. Se han propuesto muchas teorías para explicar el probable origen del petróleo, las cuales asumen una fuente primaria orgánica o una inorgánica. De estas dos fuentes u origen los primeros investigadores favorecieron la inorgánica, pero en la actualidad la del origen orgánico ha recibido unánime aceptación tanto por parte de los químicos como de los geólo gos e ingenieros de petróleos. Las teorías modernas asumen que prácticamente todos los petróleos son de origen orgánico y que están constituidos esencialmente por una mezcla compleja de hidrocarburos, los cuales como el nombre lo indica, son sustancias orgánicas compuestas únicamente por carbono e hidrogeno. Hasta el momento no se conoce con certeza cuál fue el material original (vegetal o animal) que formo el petróleo, sin embargo, las más recientes investigaciones tiendes a establecer que probablemente la mayor parte del material proviene de formas planctónicas. Plancton, es una palabra derivada del Griego que significa errante, y se ha utilizado en geología dl petróleo para identificar ciertas formas de vida marina que se mueven bajo la influencia de las corrientes marianas, con el fin de distinguirlas de aquellos organismos que si pueden nadar contra la corriente, denominados mectonicos y de los bentónicos q ue por el contrario se hallan ad heridos y se arrastran en el fondo del mar. Geology of Oil Page 6 ANALISIS GENERAL A continuación la tabla de la columna geológica universal. COLUMNA GEOLOGICA UNIVERSAL PERIODOS CENOZOICO CUATERNARIO TERCIARIO MEZOSOICO CRETACEO JURASICO PALEOZOICO TRIASICO PRECAMBRICO Geology of Oil EPOCAS RECIENTE PLEISTOCENO PLIOCENO MIOCENO OLIGOCENO EOCENO PALEOCENO SUPERIOR INFERIOR SUPERIOR MEDIO INFERIOR SUPERIOR INFERIOR PERMICO CARBONIFERO VIDA CARACTERISTICA ERA DE LOS REPTILES Y ERA DE LOS MAMIFEROS AMONITAS ERAS ERA DE LOS ANFIBIOS ERA DE LOS PECES DEVONICO SILURICO ORDOVICICO CAMBRICO ERA DE LOS INVERTEBRADOS NO FOSILES Page 7 ACTUALIZACION Actualmente la geología del petróleo tiene una importancia básica y fundamental en la explotación y exploración de yacimientos y de hidrocarburos ya que siempre se está buscando con mayor exactitud las áreas productivas, la geología determina en esta era con más exactitud si zonas las cuales se van a intervenir efectivamente son posibilidades de producción tanto en performance como económico, formaciones inestables pueden generar gran cantidad de pérdidas económicas y poner en peligro ecosistemas ambientales. En los estudios de la información geológica del área se observa el potencial de las rocas presentes en la zona del estudio para producir, almacenar y servir de trampas a los hidrocarburos. Las rocas productoras son rocas que contienen material orgánico atrapado y que ha producido hidrocarburos por procesos de alta temperatura y presión dentro de la tierra. Durante la perforación de los pozos se suele adquirir información acerca de las características de las formaciones que se van atravesando. Métodos directos: Esto se puede hacer de forma directa mediante la toma de testigos o núcleos, que son las muestras de roca extraída dentro de la tubería de perforación, en las cuales se pueden realizar medidas directas de las características petrofísicas de la formación. Métodos indirectos: nos pueden llevar a inferir las características de las formaciones, entre estos métodos se encuentran los registros eléctricos y las pruebas de formación. En cuanto a las pruebas de formación, éstas son útiles para estimar parámetros tales como presión de la formación, permeabilidad, daño de la formación. Éstos son útiles para definir la productividad de un pozo. Geology of Oil Page 8 RECOMENDACIONES Para conocer las formaciones que estamos perforando detalladamente es fundamental el conocimiento básico de la geología, el personal de supervisión debe tener una capacitación básica de geología y esto como nos afecta en nuestras operaciones. Importante en el momento que estemos en la operación de perforación identificar en que formación nos encontramos para de este modo estar atentos a que factores se nos pueden presentar según la geología del terreno en ejecución. Siempre el querer obtener más conocimiento es un Plus para cualquier operación, tener la disposición y las ganas de integrar más experiencias a nuestro cerebro significa un mayor aporte en el performance de la operación que se esté ejecutando. Estudiar la zona en la cual se va a ejecutar el pozo, conocer el área siempre conllevara a una operación segura y libre de riesgo. Conociendo la estructura de la formación siempre nos evitaremos sorpresas negativas. Geology of Oil Page 9 CONCLUSIONES • Los geólogos petroleros que son los encargados de localizar los petróleos en el subsuelo saben muy bien que las condiciones favorables de preservación de la materia orgánica y de sedimentación de los estratos, necesarios ambos para la formación del petróleo, se encuentran en las aguas estancadas o quietas de lagunas y mares antiguos poco profundos, por eso la importancia de conocer la geología de las zonas de interés, conocer de historia y topografía. • En la geología del petróleo se busca que las rocas almacenadoras tengan buena porosidad y permeabilidad para permitir la acumulación y flujo de los fluidos y gases. Las rocas sello que sirven de trampas tienen la particularidad de ser impermeables y sirven para evitar el paso de los hidrocarburos a otras formaciones. • Una conclusión importante que quiero anotar o mejor que podemos decir es que el petróleo se formó de restos de vida animal y vegetal depositados conjuntamente con sedimentos, por lo general en lagos, estuarios y antiguos ríos o mares y que la transformación se originó en el subsuelo bajo la influencia del calor y la presion y durante largos periodos de tiempos geológicos. • La región del subsuelo donde se acumula el petroleo y permanece allí hasta su extracción a escala comercial se denomina Yacimiento petrolífero. De acuerdo a los geólogos petroleros, para que se origine un yacimiento de petróleos, es necesario que existan ciertas condiciones: una roca adecuada a la formación de petroleo llamada roca madre. Una roca acumuladora que posea dos propiedades esenciales permeabilidad y porosidad. Una estructura geológica denominada generalmente Trampa que permita la acumulación del petroleo e impida el escape o emigración posterior de el. Una cubierta superior e inferior de espesor conveniente e impermeable, denominada comúnmente cap-rock, que impida la salida los fluidos contenidos en la roca porosa a la superficie. Geology of Oil Page 10 BIBLIOGRAFIA Libros: • Autores Guo / Boyun Lyons / William C. Ghalambor / Ali. Petroleum Production Engineering. Editorial Burlington, MA Gulf professional (2007). • Autores Vassiliou, M.S. Historical dictionary of The Petroleum Industry. Editorial In Historical Dictionaries of Professions and Industries. Lanham (2009). • Autores Reis, John C. Environmental Control in Petroleum Engineering. Editorial Houston, Tex : Gulf Publ. (1996). • Autores Cho, E.K. Natural Gas Markets and Lessons Learned. Editorial In Energy Policies, Politics and Prices. New York : Nova Science Publishers (2010). • Autores Fabio Gutierrez / Carlos Alberto Espada. 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