Rocas Clasticas y Ambientes Sedimentarios
Las rocas sedimentarias clásticas son aquellas que se formaron de piezas rotas de otras rocas pre existentes por erosión física. entonces, las las particulas de roca son transportadas a una area mas baja donde se asientan. Mecanicamente las particulas erosionadas de rocas son formadas en manera angular porque es donde el punto de fractura natural cuando ocurre la erosión inicialmente.
Cuando las partículas de rocas se transportan, sus formas se tornan redondeadas debido a la abrasión. En la figura 1 se demuestra la forma de las particulas clásticas. Además, las partículas de roca se ordenarán debido a las condiciones; por ejemplo, la tasa de flujo de partículas que transportan agua, tamaño y peso de las rocas, y la dureza de cada roca. Las partículas de roca erosionadas serán más redondeado y bien ordenados a medida que pasa el tiempo. La figura 2 muestra la definición de la clasificación de partículas clásticas.
Ambientes Sedimentarios para Particulas Clásticas.
Aluvial
Desertico
Deltaico
Playero y Barra
Marino Superficial
Turbidita
References
Richard C. Selley, 2014. Elements of Petroleum Geology, Third Edition. 3 Edition. Academic Press.
Norman
J. Hyne, 2012. Nontechnical Guide to Petroleum Geology, Exploration,
Drilling & Production, 3rd Ed.. 3 Edition. PennWell Corp.
Richard C. Selley, 1997. Elements of Petroleum Geology, Second Edition. 2 Edition. Academic Press.
Escalas de Tiempo Geológicas
Las escalas de tiempo en geología ayudan a saber las edades de las formaciones. Hay tres tipos de escalas: Relativa, Tiempo Absoluto y Polaridad Magnética. El tiempo Relativo se refiere a un orden en el cual una secuencia específica de rocas ocurre, pero el tiempo absoluto, es un tiempo actual que se deriva de la mitad de vida química de los minerales en las rocas. La polaridad magnetíca usa un concepto de secuencias magneticas para fechar las rocas.
Escala de tiempo relativo
La escala de tiempo relativa comenzó en el siglo XIX cuando los geólogos en Europa comenzaron a juntar registros fósiles para ver cuál sucedió antes o después de otro. En ese momento, los geólogos no tenían forma de determinar el tiempo absoluto. Antes del desarrollo de la datación radiactiva, los geólogos usaban una forma sencilla de estimar aproximadamente la edad de las rocas sedimentarias. Por ejemplo, 1 km de roca sedimentaria con 0,1 mm de acumulación por año: la edad estimada de la roca sedimentaria es de 1 millón de años.
La escala de tiempo relativo se expresa en términos de intervalo de tiempo relativo, como qué roca viene primero al estudiar las relaciones entre capas de rocas sedimentarias y tres conceptos importantes de datación relativa son los siguientes;
Bioestratigrafía: los fósiles en un lecho de roca se utilizan para determinar edades relativas a otros planos sedimentarios.
Colocación de horizontalidad original: los sedimentos depositados por el agua se colocan en un plano horizontal o casi horizontal.
Ley de superposición: una capa de roca más antigua se encuentra debajo de un lecho de roca más joven.
Estos tres conceptos se utilizan ampliamente para mapear capas de rocas que tienen una litología y apariencia física similares, pero existen algunas preocupaciones al respecto. En primer lugar, los sedimentos típicos no se depositan a una velocidad uniforme. En segundo lugar, cuántos años han pasado períodos de depósito que no se pueden determinar y, finalmente, es imposible saber la edad relativa de dos rocas similares que están muy separadas entre los lechos.
La ley de sucesión de la fauna es una ley en geología que trata sobre ensamblajes de plantas y animales fósiles que se suceden o se suceden en un tiempo predecible. Esta ley es muy importante en estratigrafía porque los fósiles individuales pueden representar una escala de tiempo relativa cuando los geólogos usan cada fósil para comparar la edad relativa de las rocas. En la exploración de petróleo, es común utilizar fósiles microscópicos o esporas y polen de plantas para estimar el tiempo relativo de las formaciones. La Figura 1 ilustra la escala de tiempo geológica.
Tiempo absoluto
El uso del tiempo relativo no puede dar la fecha exacta porque hay varias incertidumbres y fallas en los supuestos. Las fuentes radiactivas se descubrieron en 1896 y Earnest Ruthford las introdujo para determinar la edad de las rocas en 1905. El concepto del método radiactivo es utilizar el nivel de radiactividad en las rocas para calcular la edad de cada roca. Los isótopos radiactivos inestables se descomponen en isótopos estables durante su vida media. El potasio 40 (isótopo padre), por un instante, se descompondrá en argón 40 (isótopo hijo) en aproximadamente 1.300 millones de años y su rango de datación efectivo es de 50.000 a 4.600 millones de años. La Tabla 1 muestra los principales isótopos utilizados en la datación radiométrica.
Tabla 1 - Elementos principales utilizados en la datación radiométrica
El tiempo geológico absoluto dado por el método de datación radiométrica a menudo se integra en el tiempo geológico relativo (Figura 1) para ayudar a los usuarios a comprender el momento de la escala de tiempo relativa. Recuerde que estas fechas se pueden cambiar dependiendo de la información actualizada.
Un ejemplo de datación radiométrica es determinar la edad de la Tierra. La roca sedimentaria más antigua basada en material radiactivo tiene 4.100 millones de años, por lo que se puede suponer que la Tierra debe haberse formado antes de hace 4.100 millones de años.
Escala de tiempo de polaridad magnética
La dirección de la polaridad magnética de la Tierra se registra en la lava caliente cuando se vuelve sólida y luego cristalina después del proceso de enfriamiento. Esto creará secuencias magnéticas a ambos lados de las fallas divergentes. La polaridad magnética se puede invertir de la polaridad normal varias veces, por lo que es una forma muy útil de fechar rocas. Un período de polaridad normal y polaridad inversa se denomina cronómetros magnéticos.
Si las rocas sedimentarias tienen material de magnetita, tendrá su dirección magnética. El material de magnetita alineará sus partículas de forma natural con el campo magnético de la Tierra cuando los sedimentos se asienten. Por lo tanto, las rocas sedimentarias tendrán una alineación magnética baja. Solo la inversión magnética no se puede utilizar sola para fechar las rocas porque otra inversión magnética puede tener el mismo aspecto. Es imperativo descubrir una secuencia continua y utilizar esta información junto con otras fuentes de información de datación como registros fósiles para determinar la edad precisa de formación.
http://www.drillingformulas.com/geological-time-scales/
Tipos Básicos de Rocas
Al entender los tipos de rocas se da una mayor idea sobre las características y la manera en la que estan formadas las mismas, permitiendo un mayor entendimiento de la geología.
Las Rocas puede clasificarse en tres tipos principales, los cuales son ígneas, sedimentarias y metamórficas. En la figura 1 se muestra la relación entre cada uno de los tipos de roca.
Rocas Igneas
Las rocas igneas se forman por el enfriamiento y solidificación del caliente magma fundido proveniente del manto y pueden ser categorizadas en intrusivas (plutonicas) o extrusivas (volcanicas). Las rocas intrusivas se forman cuando el manto se mueve hacia arriba a través de profundas grietas estrechas en la Tierra. Las rocas ígneas intrusivas se enfrian muy lentamente, por lo que los critales tienen tiempo de desarrollarse..
Por otro lado, las rocas ígneas extrusivas se forman cuando el magma caliente alcanza la superficie de la Tierra y se enfría muy rápido. Estas rocas tienen cristales finos porque no da tiempo que se desarrolloen grandes estructuras como en el caso de las rocas intrusivas. En instantes , cuando la lava del volcán en erupción llega a superficie, se enfría rápidamente, se enfría ráidamente. Con un proceso extremo de enfriamiento, los átomos en el magma caliente no tienen tiempo de crear estructuras cristalinas como vidrio u otros. En La Figura 3 ilustra sobre las formaciones de roca ígnea intrusivas y extrusivas.
Rocas Sedimentarias
Es posible tener rocas que sean mitad sedimentarias y mitad ígneas. Este caso ocurre cuando la lava caliente se expulsa al aire y cae alrededor del área en vez de fluir desde un volcán.
Los sedimentos biogénicos químicos se forman de la acumulación de plantas y animales en áreas sedimentarias, de esta forma el material orgánico dentro de sedimentos biogénicos tiene una posibilidad de transformarse en petróleo si las condiciones son las apropiadas. Este es la razon por la cual la maypría de los yacimientos y campos petrolíferos se han descubierto en áreas de rocas sedimentarias.
Rocas Metamorficas
Esto puede verse en las zonas de subducción donde las rocas en la litosfera se hunden en el manto por debajo de las placas. La presión y la temperatura transforman las rocas existentes en metamórficas. Estas pueden ser clasificadas por tipo y por grado de metamorfismo. Existen diferentes factores que contribuyen al resultado final del metamorfismo, por ejemplo la temperatura, la presión, la reactividad química, el esfuerzo a través de la zona de metamorfismo y el tiempo.
Los tipos de metamorfismo se clasifican por las condiciones fisicas de los mismos. El metamorfismo regional ocurre comunmente en la corteza terrestre y puede pasar en una gran area. Este tipo envuelve un alto nivel de esfuerzo diferencial , de tal magnitud que permite una deformación mecánica y recristalización química.
El metamorfismo de contacto ocurre en areas cercanas a la intrusión de magma caliente, el cual crea una recristalización química. El metamorfismo cataclástico o dinámico puede encontrarse alrededor de fallas y sus movimientos de tectónica crean deformación en la roca y un alto esfuerzo diferencial. La roca tiene una textura pulverizada debido a las fracturas y el movimiento de fallas. La mayor de las veces, las rocas de metamorfismo cataclástico actúan como una barrera fluida entre las rocas. Esta es la razón por la que las fallas pueden entrampar petróleo y gas.
El Metamorfismo por Entierro normalmente ocurre en secciones muy profundas de las rocas sedimientarias de la cuenca donde la temperatura es muy alta (300 C). El agua en las rocas sedimentarias acelera el proceso de recristalización química. El Metamorfismo Hidrotérmico comunmente ocurre por la reacción de químicos entre la roca caliente y fluidos. Esta usaulmente asociado con las dorsales a mitad de oceano. En la figura 5 se muestra un diagrama de las facies metamórficas con su asentamiento tectonico comun.
Note – for petroleum exploration and production, we will focus on sedimentary rocks.
Rocas Sedimentarias Clásticas
Rocas Sedimentarias de Grano Fino – Lutita (Mudstone)
Las lutitas usualmente contienen organismos descompuestos, los cuales pueden ser fuente de alimentación para gusanos, crustáceos, almejas,entre otros. Estas criaturas pequeñas comen materia orgánica, expulsando materia inorgánica. Este proceso de reelaboración de material orgánico en lutitas se conoce como "bioturbación". Esto puede crear esquistos negros, los cuales son un buen recurso para petróleo.
Rocas Sedimentarias de Grano Medio – Areniscas (Sandstone)
Un buen arreglo de areniscas es definido cuando todos los granos tienen el mismo tamaño. Por otro lado, Un Pobre arreglo de esteas rocas se refiere cuando hay varios tamaños de grano. La forma de los granos de arena puede decirnos que tan erosionada está. Si los granos de arenisca tienen forma más esférica que angular es de imaginar que la roca tuvo gran erosión y fue transportada desde una gran distancia.
Rocas Sedimentarias de Curso Granular - Grava y Conglomerados – Gravel and Conglomerate
Sedimentación Básica
El proceso empieza con la erosion y transorte del material erosionada a un área de depósito. Las particulas se suspenden y son depositadas en forma de capas. Con el tiempo, mas capas se forman en el tope de la que está abajo y presiona sobre las capas mas inferiores. La fuerza de compactacion empuja el agua fuera de las capas. Los cristales de sal se adhieren a las particulas de sedimentos, finalmente se litifican en rocas sedimentarias. Esta es parte del proceso de DIAGENESIS. En la Figura 1 se muestra el proceso de creación de rocas sedimentarias. La estratificación resulta del arreglo de las particulas en las capas de rocas. Para cada estrato rocoso eciste una capa distina de sedimentos y esta se conoce como "cama".
El Diagenesis es un proceso de la modificacion de sedimentos en las rocas sedimentarias. La mineralogía y la textura de los sedimentos son alterados debido a los cambios químicos y físicos que convierten los sedimentos inconsolidados en roca. El proceso de la diagenesis incluye:
- Compactación física por presión extrema - Este paso es donde se expulsa el agua de las capas sedimentarias.
- Crecimiento de nuevos minerales diagenéticos.
- Disolución de elementos solubles de las rocas clásticas.
- Recristalizacion and remineralizacion
Rocas Sedimentarias Clásticas
Rocas Sedimentarias Químicas
Rocas Sedimentarias Orgánicas
Richard C. Selley, 2014. Elements of Petroleum Geology, Third Edition. 3 Edition. Academic Press.
Norman J. Hyne, 2012. Nontechnical Guide to Petroleum Geology, Exploration, Drilling & Production, 3rd Ed.. 3 Edition. PennWell Corp.
Richard C. Selley, 1997. Elements of Petroleum Geology, Second Edition. 2 Edition. Academic Press.
Materia Organica
http://www.drillingformulas.com/organic-matter-to-form-source-rock/
A partir de plantas y algas, tome de carbono (CO2) de la atmósfera y procesarla para formar glucosa y este proceso de inicio se llama fotosíntesis. La glucosa se transforma en compuestos orgánicos más complejos. Los árboles, por ejemplo, van a crecer más grande, ya que utilizan la fotosíntesis para convertir en energía. Cuando los animales y los árboles mueren, la materia orgánica se oxida normalmente y esto creará CO2 y poner el agua de nuevo en medio de nuevo. Sin embargo, en algunas situaciones cuando la materia orgánica está enterrado rápidamente en las zonas donde no hay oxígeno, la materia orgánica puede ser preservada. Si las materias orgánicas son enterrados en condiciones adecuadas, se puede formar de petróleo.
Cuando materias orgánicas mueren y se acumulan en las zonas de sedimentos, como los lagos, pantanos o el océano, estos serán potenciales rocas generadoras en algunas circunstancias. Si la materia orgánica está en una zona alta de oxígeno, será destruido debido a la oxidación y proceso habrá ninguna posibilidad de generación de hidrocarburos.
Por lo tanto, es fundamental para preservar la materia orgánica a partir de oxígeno y hay algunas situaciones que mejorarán la conservación de materia orgánica que se enumeran a continuación;
Alta tasa de sedimentación
Entorno no oxígeno
Encuentra grano picaduras de tamaño de sedimento que se evitar que el oxígeno penetre en materia orgánica
Figura 1- Condiciones para la sedimentación de materia orgánica para convertirse en rocas generadoras
Estas condiciones anteriores se encuentran en las calizas de grano fino y de esquisto. Rocas sedimentarias finas con materia orgánica preservada son rocas de origen comunes para el petróleo.
Tres factores que afectan a la cantidad de generación de petróleo son las siguientes;
Cantidad de materia orgánica
Naturaleza de organismos conservado en sedimentos
Medio Ambiente (presión, temperatura y tiempo) para cocinar materia orgánica
Por pizarra para ser un buen roca madre, debe contener materia orgánica de al menos 0,5% en peso. En algunas áreas, el contenido orgánico es superior al 50%, se clasifica como gas / petróleo de esquisto bituminoso y esto se refiere a los recursos derivados del petróleo como no convencionales.
Transformación de la Materia Organica en Petróleo
Diagenesis
Esto ocurre en superficies poco profundas y comienza durante la deposición inicial. Normalmente se lleva a cabo desde poca profundidad hasta 1.000 my el rango de temperatura es inferior a 60 C (140 F). La reacción no biogénica y la descomposición biogénica con la ayuda de bacterias convierten la materia orgánica en metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), agua (H2O) y kerógeno. El kerógeno es un precursor de la creación de petróleo. Los tipos de kerógeno dependen del tipo original de materia orgánica.Química del kerógeno
Los componentes químicos del kerógeno consisten en hidrógeno, carbono y oxígeno con un rastro de nitrógeno y azufre. Tres tipos de kerógeno que se clasifican según el entorno depositacional son los siguientes;
Tipo 1: algas finas en lagos de agua dulce: el tipo 1 tiene la relación H: C más alta y tiende a ser petróleo con una cantidad baja de gas.
Tipo 2: plancton unicelular, algas y bacterias en el medio marino: el tipo 2 tiene una ración moderada de H: C de aproximadamente 1,4 y este es el principal tipo de materia orgánica. Este tipo tiende a tener una mezcla de petróleo y gas.
Tipo 3 - Material orgánico de la zona pantanosa: El material orgánico proviene de plantas terrestres, esporas y polen. Tiene una relación H: C de menos de 1.0 y será principalmente gas seco.
Catagénesis
Con una profundidad de deposición cada vez mayor, la presión y la temperatura aumentan y las bacterias no pueden vivir en este entorno. La temperatura crítica es de alrededor de 60 C (140 F) que comenzará a agrietar moléculas de kerógeno y luego comenzará a formarse aceite. Cuanto más profunda sea la profundidad del entierro, mayor será la temperatura que romperá las moléculas de petróleo y el petróleo pesado se convertirá en petróleo o gas más liviano.
Metagénesis
Esta fase se produce a temperaturas y presiones muy elevadas. Las moléculas de gas se descompondrán y se convertirán solo en carbono en forma de grafito. La Figura 1 ilustra el proceso de maduración del petróleo.
La Figura 2 ha demostrado que se produce una generación significativa de petróleo entre 60 C (140 F) y 160 C (320 F), mientras que la generación significativa de gas ocurre entre 160 C (320 F) y 225 C (437 F). Por encima de 225 C (437 F) solo puede existir grafito.
References
Richard C. Selley, 2014. Elements of Petroleum Geology, Third Edition. 3 Edition. Academic Press.
Norman J. Hyne, 2012. Nontechnical Guide to Petroleum Geology, Exploration, Drilling & Production, 3rd Ed. 3 Edition. PennWell Corp.
Richard C. Selley, 1997. Elements of Petroleum Geology, Second Edition. 2 Edition. Academic Press.
Conocimientos Básicos de Sísmica 3D
El equipo de
TRANSCRIPCION COMPLETA
Planet Earth. If you look closer, you’ll see that a whole other world exist beneath the surface of land and sea. Layer after layer of rock structures go deep into the Earth’s crust, mile after mile. And trapped within these structures, along with other liquids and solids, you’ll often find deposits of oil and natural gas – the world’s two most important sources of energy. These famous fuels are in constant demand, because they make the world go round, day in and day out.
So, how do you find something that’s completely hidden beneath the Earth’s surface? It’s a mystery that people in the oil and gas industry are always trying to solve and for very good reason. Drilling for hydrocarbons is expensive and before they spend money on equipment and crews, exploration and production companies need a reliable strategy for pinpointing where to drill.
Geoscientists have a secret weapon called seismic exploration and it involves sending acoustic energy, which takes the form of wavelets into the ground to get a sound picture beneath the surface. It’s complicated, so let’s start with the analogy of bats. Bats can’t see very well, so they send out little waves of sound that bounce off of objects and then go back to their ears. It’s called sonar. It gives them what you might call a sound picture of their world. That’s a good example of how nature already uses a form of seismic acoustic imaging to locate objects. Doctors also use it for ultrasound imaging.
Geoscientists use man-made tools to make the sound wavelets, listen to them and then record them. When you want to know if oil and gas deposits are in a particular area, geophysical companies bring large trucks that have big vibrators on them. Most of the time this is what generates the acoustic energy or a vibration. They use geophones or very sensitive seismic microphones to hear the reflected sounds, but sometimes they set off small, buried charges. They set many geophones on the ground in a line and they are attached to a recorder inside another truck. The vibrators send thousands of wavelets down into all the different layers of the earth. Some of the wavelets bounce off of the boundaries between the rocks below the surface and are reflected back to the geophones that are waiting to record them. Each geophone along the cable sends the received wavelets to the recording truck, where they are recorded and stored.
How do the wavelets reach into the subsurface of the ocean? That’s offshore seismic and it just requires a different device to send out the wavelets and record those that are reflected back. Out at sea, a seismic crew works of a vessel with a specially designed backend, so it’s easier to lay floating cables or streamers. And all along the length of the streamers, microphones called hydrophones are attached one after another. Several of these hydrophones streamers are pulled behind the vessel at once. Acoustic sources are towed behind the vessel in front of the streamers and release compressed air, which creates the wavelets. These wavelets travel through the water and into the subsurface below, where just like on land, they bounce off the rock layers and then return to the hydrophones to be recorded.
Here’s what seismic looks like after it’s been recorded. Basically it’s a bunch of squiggles. There are still a few more steps to go before it begins to look like an actual picture of the Earth’s interior. Right now the data is still in its raw form. To get a picture that actually looks like the earth beneath us, the data has to be processed. It takes a large, supercomputing PC cluster to process the seismic data. These computers go through all the different traces made by the wavelets and filter out everything we don’t need, such as vibrations made by a tractor in a field nearby.
Using really amazing computer applications and working on state-of-the-art workstations, geoscientists can see the seismic data translated into a 3-D picture. You might be thinking, “I don’t see any oil and gas there”, but believe it or not, geoscientists can look at this process data with their trained eyes and make an informed decision about whether or not oil and gas deposits are in the geologic structures. Seismic data leads to a high percentage of drilling success with less risk to the environment. And in a world where the demand for oil and gas is increasing faster than the supply, good seismic information will lead to more affordable energy.
http://www.drillingformulas.com/basic-understanding-about-3d-seismic-for-petroleum-exploration/
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