Post on 27-Oct-2014
CARRERA DE INGENIERIA EN GAS Y
PETROLEO
ASIGNATURA: GEOLOGÍA DEL PETRÓLEO
DESARROLLO
TEMA 2 Sistema geologico petrolero
- Concepto básico
- Identificación y extensión
- Clasificación de los sistemas geologicos petroleros
- Procesos de migración.
•Ejemplos de sistemas geologicos petroleros en BOLIVIA y
en el mundo.
Caso 1:
• Columna estratigráfica con datos de tope y base de
formaciones, datos de temperatura de formacion, grado e
dureza y compactacion, porosidades y el dato de migración
obtenido por correlacion y analisis
• El alumno deberá construir el gráfico de un sistema geologico
petrolero existente en Bolivia, haciendo énfasis en grado de
preservación y antigüedad del sistema.
Reservorio
Roca Madre
Trampa
Sello
Sello
Migración
Generación
Acumulación y
Preservación
INTRODUCCIÓN - GENERALIDADES
MUERTE DEL MATERIAL BIOLOGICO
SEDIMENTACION DE LA MATERIA ORGANICA ROCAS
MADRE FUTURASMADURACION
(FORMACION DEL "MICROPETROLEO" EN LAS ROCAS MADRE
DEBIDO AL ENTERRAMIENTO/ TEMPERATURA)
MIGRACION
1. PRIMARIA: EXPULSION DEL “MICROPETROLEO” FUERA DE LAS
ROCAS MADRE HACIA LAS VIAS DE MIGRACION
2. SECUNDARIA: CIRCULACION DE HC EN LAS VIAS DE
MIGRACION Y FALLAS Y EVENTUALMENTE ENTRAMPAMIENTO +
ACUMULACION
3. TERCIARIA (dIsmigración): LOS HC SE FILTRAN A TRAVES DE
LAS ROCAS SELLO
ALTERACIONES:
ALTERACION TERMICA, BIODEGRADACION, OXIDACION,
DEASFALTENIZACION, LAVADO POR AGUA
Deposición y degradación bioquímica
DIAGENESIS
CATAGENESIS
METAGENESIS
Proceso de formación del petróleo
SISTEMAS GEOLOGICOS PETROLEROS
Tiempogeológico
Materia orgánica acumulada en rocas
sedimentarias
Hidrocarburoslíquidos ygaseosos
Lutitas y calizas
Presión ytemperatura
Hidrocarburosde origen
marino
Hidrocarburosde origen
continental
Mezclas
SISTEMAS GEOLOGICOS PETROLEROS
Proceso de formación del petróleo. Origen
Gas Bioquímico
Gas Natural
Grafito
Diagénesis
Cata
gén
esis
Metagénesis
TemperaturaoC
Proceso
Superficie
Profundidad
100
25
50
150
0
200
250
60
60
160
160
225
225
Ventana
de
Petróleo
Ventana de
Gas
Petróleo y Gas
Acompañante
(Húmedo)
SISTEMAS GEOLOGICOS PETROLEROS
Proceso de formación del petróleo. Transformación de la MO
MUERTE DEL MATERIAL BIOLOGICO
SEDIMENTACION DE LA MATERIA ORGANICA ROCAS MADRE
FUTURAS (con una variedad de tipos de MO)
MADURACION
(FORMACION DEL "MICROPETROLEO" EN LAS ROCAS MADRE
DEBIDO AL ENTERRAMIENTO/ TEMPERATURA)
MIGRACION1. PRIMARIA: Expulsión del “micro petróleo” fuera de las
rocas madre hacia las vías de migración
2. SECUNDARIA: Circulación de HC en las vías de migración y
fallas y eventualmente entrampamiento + acumulación
3. TERCIARIA (dIsmigración): Los HC se filtran a través de las
rocas sello.
ALTERACIONES:
Alteracion Termica, Biodegradacion, Oxidacion, Deasfaltenizacion,
Lavado Por Agua
Deposición y degradación bioquímica
DIAGENESIS
CATAGENESIS
METAGENESIS
Proceso de formación del petróleo
SISTEMAS PETROLEROS
• La formación de
petróleo y gas está
controlada por la
historia de
enterramiento de la
roca madre.
Proceso de formación del petróleo. Enterramiento y migración
SISTEMAS PETROLEROS
Manifestación superficial
Umbral de formación de petróleo
Umbral de formación de gas seco
Migración primaria
Migración secundaria
Dismigración
SISTEMAS PETROLEROS
Concepto de Sistema Petrolero
1. Wallace Dow.
• El concepto de sistema petrolero fue desarrollado
primeramente en 1970 en el Laboratorio de
Investigaciones de AMOCO en Tulsa, Oklahoma.
• El propósito fue el de reducir el riesgo por la
predicción de los lugares más favorables, en los
cuales el petróleo pudiese ser encontrado, o,
donde pudiese estar ausente.
• Los petróleos en la cuenca de Willinston se
dividían claramente en tres tipos genéticos
principales, con varios subtipos y mezclas.
SISTEMAS PETROLEROS
Concepto de Sistema Petrolero. Surgimiento. Origen.
La diferencia composicional de los petróleos indican que estan relacionados con tres rocas madre diferentes.
– La mayoría de los geólogos conocen mucho sobre las trampas y los reservorios, poco sobre los sellos, y virtualmente nada sobre las rocas madre.
– El objetivo inicial es encontrar vías para hacer útiles las nuevas informaciones geoquímicas para los esfuerzos exploratorios eventualmente en todas las provincias petroleras del mundo.
– Si se conoce de donde ha procedido el petróleo y como ha migrado, se puede predecir mejor donde podria ser encontrado en el futuro.
LA GEOQUIMICA PUEDE ENTONCES SER USADA EN MUCHAS AREAS EN LAS CUALES SE CONCENTRAN LAS ACTIVIDADES EXPLORATORIAS Y AYUDAR A REDUCIR LOS RIESGOS.
SISTEMAS PETROLEROS
Concepto de Sistema Petrolero. Surgimiento. Origen.
• Una técnica investigativa para reducir el riesgo de
exploración.
• Una investigación de sistema petrolero requiere un:
CAMBIO DE PARADIGMA:
–De la roca sedimentaria al petróleo.
–De la estructura al sistema.
• Sistema de elementos y
procesos interdependientes que
forman una unidad funcional que
crean las acumulaciones de
hidrocarburos.
Trampa:
Concepto de Sistema Petrolero.
SISTEMAS PETROLEROS
Reservorio
Roca Madre
Trampa
Sello
Sello
Migración
Generación
Acumulación y
Preservación
SISTEMAS PETROLEROS
Elementos y Procesos:
Pasos Procedimientos
1 Encontrar algunas indicaciones de la presencia de petróleo.
2 Determinar las dimensiones del Sistema Petrolero por medio de los
siguientes procedimientos:
Pasos (?) Procedimiento
a Agrupar las manifestaciones de petróleo genéticamente
relacionadas, usando sus características geoquímicas y
pertenencia estratigráfica.
b Identificar la fuente, utilizando las correlaciones roca madre –
petróleo.
c Localizar el área general de la concentración de rocas madre
activas, responsables de las manifestaciones de petróleo
relacionadas genéticamente.
d Preparar una tabla de las acumulaciones para determinar la
suma de los hidrocarburos en el sistema petrolero y cuales
rocas reservorios contienen la mayor parte del petróleo.
3 Denominar el Sistema Petrolero.
SISTEMAS PETROLEROS
Identificación del Sistema Petrolero
SISTEMAS PETROLEROS
Identificación del Sistema PetroleroHistoria de enterramiento
SISTEMAS PETROLEROS
Identificación del Sistema Petrolero
Extensión geográfica del sistema petrolero
SISTEMAS PETROLEROS
Identificación del Sistema PetroleroExtensión geográfica del sistema petrolero
SISTEMAS PETROLEROS
Identificación del Sistema Petrolero
Esquema de eventos
2 0 0 1 9 0 1 8 0 1 7 0 1 6 0 1 5 0 1 4 0 1 3 0 1 2 0 1 1 0 1 0 0 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0
ESCALA DE
M E S O Z O I C O C E N O Z O I C O TIEMPO
J U R A S I C O C R E T A C I C O PALEOGENO NEOGENO GEOL.
J1 J2 J3 K1 K2 P1 P2 P3 N1 EVENTOS DEL SISTEMA
ROCAS MADRE
RESERVORIOS
PRESERVACION
MOMENTO CRITICO
FORMACION DE TRAMPAS
GENERACION, MIGRACION Y
ACUMULACION
DURACION
ENTERRAMIENTO
SELLOS
SISTEMAS PETROLEROS
Identificación del Sistema Petrolero. Tipos
SISTEMAS PETROLEROS
Identificación del Sistema Petrolero. Tipos
SISTEMA PETROLERO
2) ESTILO DE MIGRACION -
DRENAJE
•Drenado verticalmente.•Drenado lateralmente.
1) FACTOR DE CARGA
•Supercargado.•Cargado normalmente.•Subcargado.
3) ESTILO DE ENTRAMPAMIENTO
•Alta impedancia.•Baja impedancia.
UN SISTEMA PETROLERO SE CLASIFICA DE ACUERDO A CALIFICADORES
SELECCIONADOS A PARTIR DE ESTOS TRES FACTORES
Diagrama de flujo para la clasificación genética de los
sistemas petroleros
SISTEMAS PETROLEROS
15
5
0
7
2
0
Alto
SPI
Moderado
SPI
Bajo
SPI
AREA DE DRENAJE
Pequeña Grande
(común en sistemas drenados verticalmente)
(común en sistemas drenados lateralmente)
SP
I (t
on
HC
/ m
2)
SISTEMAS PETROLEROS
Clasificación del Sistema petrolero. Área de drenaje
Ejemplos SISTEMAS PETROLEROS
Ejemplos
Sistema petrolero super
cargado, drenaje lateral
con alta impedancia. North
Slope of Alaska
Sistema petrolero
normalmente cargado,
drenaje lateral con baja
impedancia. Cuenca
Williston. U.S.A.
Sistema petrolero super
cargado, drenaje lateral
con baja impedancia.
Cuenca de antepaís del
Este de Venezuela.
SISTEMAS PETROLEROS
Ejemplos
Sistema petrolero super cargado, drenaje vertical con alta
impedancia. Cuenca Los Angeles
Sistema petrolero drenaje vertical en un cinturón plegado y cabalgado
SISTEMAS
PETROLEROS
SUPER - CARGADO
NORMALMENTE CARGADO
POBREMENTE CARGADO
VALOR
AGREGADO
SISTEMAS PETROLEROS
Clasificación de los sistemas petroleros de acuerdo a la carga
SISTEMAS PETROLEROS
Diagrama de flujo del método para el cálculo aproximado de
la masa de hidrocarburos generados
Pérdida a migración primaria
Pérdida a manifestaciones
superficiales
Pérdida a migración secundaria
Pérdida a acumulaciones no comerciales
(Hidrocarburos generados)HCG
HCA
(Hidrocarburos acumulados)
ACUMULACIONES COMERCIALES
ROCA MADRE ACTIVA
RELLENO DE LA CUENCA
Pérdidas de hidrocarburos durante la migración desde una roca madre a través del relleno de la cuenca.Solamente una porción de los hidrocarburos generados (HCG) forman acumulaciones comerciales (HCA) de los cuales, solo algunos son recuperables. Las magnitudes relativas de pérdidas de hidrocarburos varían grandemente de un caso a otro.
Pérdida de hidrocarburos durante la migración.
SISTEMAS PETROLEROS
Manifestación superficial
Umbral de formación de petróleo
Umbral de formación de gas seco
Migración primaria
Migración secundaria
Dismigración
Concepto de Sistema Petrolero
SISTEMAS PETROLEROS
• La formación de
petróleo y gas está
controlada por la
historia de
enterramiento de la
roca madre.
Proceso de formación del petróleo.
SISTEMAS PETROLEROS
• Cambios en la
migración –
acumulación en
dependencia de la
historia de
subsidencia
diferenciada.
SISTEMAS PETROLEROS
Formación de acumulaciones de petróleo y gas
Correlación petróleo –roca madre positiva
Manifestaciones de petróleo con similares propiedades
geoquímicas
Extractos de rocas madre similares al petróleo
Manifestaciones de petróleo con similares propiedades
geoquímicas generales
Rocas madre con suficiente COT e IH para generar
petróleo
Manifestaciones de petróleo en el mismo intervalo
estratigráfico
Manifestaciones de petróleo en la misma ubicación
geográfica
Rocas madre en intervalo estratigráfico cercano al
petróleo
Rocas madre en la misma ubicación geográfica que el
petróleo
Demostrado (!)
Hipotético (.)
Especulativo (?)
PE
TR
OLE
O
RO
CA
MA
DR
E
SISTEMAS PETROLEROS
Niveles de certeza de los Sistemas Petroleros
CUATRO NIVELES EN LAS INVESTIGACIONESPETROLERAS PARA LA EXPLORACION.
LA ECONOMIA Y LAS INVERSIONES
NO SONSIGNIFICATIVAS.
LA ECONOMIA Y LAS INVERSIONES
SONSIGNIFICATIVAS.
LA ECONOMIA Y LAS INVERSIONES
SON MUYSIGNIFICATIVAS.
SISTEMAS PETROLEROS
Niveles de la Investigación Petrolera
FACTOR
CUENCA
SEDIMENTA-
RIA
SISTEMA
PETROLERO
PLAY
(Grupo de
trampas
iguales)
PROSPECTO
Investigación Rocas
sedimentarias
Petróleo Trampas Trampa
Económicos No No Esencial Esencial
Tiempo
Geológico
Tiempo de
deposición
Momento
crítico
Día de hoy Día de hoy
Existencia Absoluto Absoluto Condicional Condicional
Costo Muy bajo Bajo Alto Muy Alto
Análisis y
modelaje
Cuenca Sistema Play Prospecto
NIVEL
SISTEMAS PETROLEROS
Niveles de la Investigación Petrolera. Factores
CUATRO NIVELES EN LAS INVESTIGACIONES PETROLERAS PARA LA EXPLORACION
Análisis y
Evaluación de
Prospectos
Análisis y
Evaluación de
Plays, Leads
Análisis y Evalua-
ción de Sistemas
Petroleros
Análisis y
Evaluación
de Cuencas
LA ECONOMIA Y LAS INVERSIONES
NO SONSIGNIFICATIVAS.
LA ECONOMIA Y LAS INVERSIONESSON
SIGNIFICATIVAS.
LA ECONOMIA Y LAS INVERSIONESSON MUY
SIGNIFICATIVAS.
SISTEMAS PETROLEROS
Conocimiento del potencial exploratorio
CADENA DEL VALOR DEL PROCESO EXPLORATORIO
• El proceso central genérico de la
Exploración de Hidrocarburos se ha
conceptualizado como una cadena de valor
en la que para cada fase se deben generar
una serie de productos específicos que
aseguran que el proceso fluya y agregue
valor.
Análisis y
Evaluación de la
Cuenca
Conceptuali-
zación del Play
Hipotético
Identifica-
ción y Eva-
luación del
Sist.Pet.
Análisis y
Evaluación de
la Cuenca
Evaluación
del Play
establecido
Evaluación
del
Prospecto
Delimitación
y caracteri-
zación inicial
del yac.
SISTEMAS PETROLEROS
Conocimiento del potencial exploratorio
1=
Probabilidad Carga x Probabilidad Roca Almacén x Probabilidad Trampa-Sello x Probabilidad Migración y Sincronía
Donde la Probabilidad se califica:
0.1 a 0.4 rasgos / elementos negativos a desfavorables.
0.5 desconocimiento total de factores a favor o en contra.
0.6 a 0.9 elementos alentadores a favorables.
SISTEMAS PETROLEROS
Análisis de Riesgo del Sistema Petrolero
Incremento del riesgo de carga de los plays o
prospectos de acuerdo a la cercanía de la cocina
petrolífera.
SISTEMAS PETROLEROS
Análisis de Riesgo del Sistema Petrolero
Principios a tener en cuenta:
Roca
reservorio
Campo
petrolífero
Campo
petrolífero
Roca madre madura
Expulsión y maduración del petróleo
Roca
reservorio
Roca madre madura
Roca
reservorio
Roca madre
inmadura
Roca selloA
Pozo Exploratorio Pozo Exploratorio
B Roca sello
Fig. III.1.2.b. Incremento del riesgo exploratorio de los prospectos en dependencia de la cercanía y
capacidad de carga de la cocina petrolífera.Incremento del riesgo exploratorio de los prospectos en dependencia de
la cercanía y capacidad de carga de la cocina petrolífera
SISTEMAS PETROLEROS
Análisis de Riesgo del Sistema Petrolero
Principios a tener en cuenta:
Bu
ena c
arg
a
Cocina
petrolífera
Carga
pobre
Bu
ena c
arg
a
Carga
pobre
Fig. II.1.2.c. Dependencia de la carga, de la configuración de la
cocina petrolífera y de su zona de drenaje, caso simple.Dependencia de la carga, de la configuración de la cocina petrolífera
y de su zona de drenaje, caso simple
SISTEMAS PETROLEROS
Análisis de Riesgo del Sistema Petrolero
Principios a tener en cuenta:
Coci
na
pet
rolí
fera
Fig. II.1.2.d. Dependencia de la carga, de la configuración de la
cocina petrolífera y de su zona de drenaje, caso complejo.Dependencia de la carga, de la configuración de la cocina
petrolífera y de su zona de drenaje, caso complejo
SISTEMAS PETROLEROS
Análisis de Riesgo del Sistema PetroleroPrincipios a tener en cuenta:
SISTEMAS PETROLEROS
Modelación de los sistemas petrolerosSimulaciones Geoquímicas. Unidimesionales.
Modelo de Lopatin
50C
100C
150C
Series PPVCMRCC
System PMOEPuClCuJmJlJ
POSOROG.
PLACETAS
VEGA ALTA
MORENA
TYPE II - 30.0%RONDA
TYPE II - 30.0%
CIFUENTES
TYPE II - 30.0%
CONSTANCIA
TYPE III - 30.0%
020406080100120140160180200
Time (Ma)
0
1
2
3
4
5
6
Dep
th (
km
)
TEMPERATURE WINDOWS GEOHISTORY
Study Name :
C:\GENEX\CUBA
Well Name :
CANTEL 1 - 31
Date : 27-Aug-96 16:27
Computing Parameters :
No Calibration
Thermal Gradient
Imposed Pressure
Open System
Time (Ma)
Depth (km)
SISTEMAS PETROLEROS
Modelación de los sistemas petroleros
Simulaciones Genex 1D. Single well
0.7%
1.0%
1.3%
Series PPVCMRCC
System PMOEPuClCuJmJlJ
POSOROG.
PLACETAS
VEGA ALTA
MORENA
TYPE II - 30.0%RONDA
TYPE II - 30.0%
CIFUENTES
TYPE II - 30.0%
CONSTANCIA
TYPE III - 30.0%
020406080100120140160180200
Time (Ma)
0
1
2
3
4
5
6
Dep
th (
km
)
MATURITY WINDOWS GEOHISTORY
Study Name :
C:\GENEX\CUBA
Well Name :
CANTEL 1 - 31
Date : 27-Aug-96 16:27
Computing Parameters :
No Calibration
Thermal Gradient
Imposed Pressure
Open System
Time (Ma)
Depth (km)
0.7%
1.0%
1.3%
2.0%
Immature Zone
Oil Zone
Peak Oil Generation
Condensate and Wet Gas Zone
Dry Gas Zone
SISTEMAS PETROLEROS
Modelación de los sistemas petrolerosSimulaciones Genex 1D. Single well
SISTEMAS PETROLEROS
Modelación de los sistemas petrolerosSimulaciones Genex 1D. Single well
50.0
10.010.0
10.0
Series PPVCMRCC
System PMOEPuClCuJmJlJ
POSOROG.
PLACETAS
VEGA ALTA
MORENA
TYPE II - 30.0%RONDA
TYPE II - 30.0%CIFUENTES
TYPE II - 30.0%CONSTANCIA
TYPE II I - 30.0%
020406080100120140160180200
Time (Ma)
0
1
2
3
4
5
6
Dep
th (km
)
EXPULSION WINDOWS GEOHISTORY
Study Name :
C:\GENEX\CUBA
W ell Name :
CANTEL 1 - 31
Date : 29-Aug-96 18:49
Computing Parameters :
No Calibr ation
Thermal Gradient
Imposed Pressure
Open System
Time (Ma)
Depth (km)
10.0% - 50.0%
50.0% - 80.0%
greater than 80.0%
SISTEMAS PETROLEROS
Modelación de los sistemas petroleros
Simulaciones Genex 1D. Single well
169.0
150.0
144.0
131.0
119.0
63.6
55.0
43.6
0.0
Time interval (Ma)
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
40
Exp
elled
Hyd
rocarb
on
s (
mg
HC
/g in
itia
l d
ry r
ock)
SOURCE ROCK EXPELLED HYDROCARBONSPER TIME INTERVAL
Source Rock CIFUENTESo.m TYPE II
Initial T.O.C5.0 %
Net Thickness50.0 m
Exp. Saturation30.0 %
Study Name :
C:\GENEX\CUBA
Well Name :
CANTEL 1 - 31
Date : 29-Aug-96 18:49
Computing Parameters :
No Calibration
Thermal Gradient
Imposed Pressure
Open System
Time interval (Ma)
Expelled Hydrocarbons(mg HC/g initial dry rock)
C1
C2-C5
C6-C15
C15+
SISTEMAS PETROLEROS
Modelación de los sistemas petroleros
Simulaciones Genex 1D. Single well
SISTEMAS PETROLEROS
Modelación de los sistemas petrolerosSimulaciones Genex 1D. Multi well
SISTEMAS PETROLEROS
Modelación de los sistemas petrolerosSimulaciones Genex 1D. Multi well