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    Tomo01 origen del petroleo Tomo01 origen del petroleo Presentation Transcript

    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Pozos perforados por equipo Origen del Petróleo e Historia (exploración y desarrollo) 4 7000 de la Perforación en México 3.5 5500 3 ÍNDICE M P 2.5 4000 e I. ORIGEN DEL PETRÓLEO 3 o t z 2 Diagénesis 3 r Catagénesis 6 o 1.5 2500 o Metagénesis 7 s Metagénesis de gas seco 7 s Formación del gas 8 1 Migración primaria 8 1000 Migración secundaria 9 0.5 II. ERAS GEOLÓGICAS 10 0 -500 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 Registro contenido en las rocas 12 Edad de los fósiles 13 Años Interpretación de la secuencia del Gran Cañón 14 Las rocas como registro de los movimientos de la tierra 17 Pozos / Equipos Profundidad media Hutton y el uniformitarismo 17 Evolución y escala de tiempo 18 Gráfica 27 El tiempo absoluto y la escala de tiempo geológico 18 Los relojes en las rocas 19 país, han reducido la brecha tecnológica entre Donohue, Ph. D., J. D.; Qué sucede con los átomos radiactivos 19 México y las grandes potencias petroleras del - Petroleum Engineering PE 502, Reservoir Fluid Escalas de tiempo absoluto y estratigráfico 21 mundo. Flow and Natural Drive Mechanism, Aziz S. Odeh. Descripción de la era precámbrica 22BIBLIOGRAFÍA - Earth, Frak Press, Raymond Siever III. CLASIFICACIÓN DE LOS YACIMIENTOS 22- El petróleo en México y en el mundo. Bernard - Las Reservas de Hidrocarburos de México Por tipo de trampas 22 Tissot. Volumen I y II. Evaluación al 1 de enero de 1999, Por tipo de fluido 26 PEMEX- Petroleum Engineering PE 406, Reservoir Fluids: IV. ETAPAS DEL PROCESO EXPLORATORIO 26 - Documentos diversos, Archivo de PEMEX, 1999.- Sampling and Analisys, Karl R. Lang, David A. T. Estudio de las cuencas 26 Sistema petrolero 27 Identificación, evaluación y selección de plays 27 Identificación, evaluación y selección de prospectos 27 Prueba de prospectos 27 Delimitación y caracterización inicial 27 V. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LOS YACIMIENTOS EN MÉXICO 27 Región Marina 2752 1
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Pozos y Equipos de México Región Marina Noreste 28 Región Marina Suroeste 28 (1981 - 1999) Región Norte 29 400 400 Región Sur 31 374VI. DESARROLLO DE LA PERFORACIÓN DE POZOS EN MÉXICO 34 303 300 300 Perforación de pozos petroleros 35 229 Periodo de 1900 - 1937 Equipos Pozos La perforación en México por compañías privadas 37 200 171 200 Periodo 1938 - 1960 162 162 Maduración de la perforación nacionalizada 39 Periodo 1961 - 1980 La perforación de los grandes yacimientos 40 100 100 Periodo 1981 - 1998 Incorporación de tecnologías y creación de la Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos (UPMP) 45 Conclusiones 50 0 0 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 Fuente: Estadística UPMP Eqs. México Pozos México Gráfica 25 Pozos y Equipos de USA (1981 - 1999) 5000 92,333 100000 86,000 4000 80000 3000 60000 Equipos Pozos 2000 31,449 40000 27,857 25,631 18,982* 1000 20000 0 0 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 Eqs. USA Pozos USA Fuente: Oil and Energy Trends Annual Statistical Review, Mayo 1998. Baker Hughes Rig Count. * Octubre de 1999. Spears and Associates, Inc. Gráfica 262 51
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Récord en Tirántes de Agua 1999 1985 1988 1992 1994 1997 1999 1999* Origen del Petróleo e Historia 0 de la Perforación en México 500 384 383 492 762 I. ORIGEN DEL PETRÓLEO partir de estudios realizados en el laboratorio de rocas 1000 petrolíferas en campos productores se encontraron 1,027 La palabra petróleo significa aceite de piedra. De ori- ciertas propiedades ópticas únicas de sustancias or- gen bituminoso, se trata de un compuesto de hidro- gánicas. Estos resultados constatan el origen orgáni- 1500 carburos, básicamente de carbono e hidrógeno, que co del petróleo. en su forma natural se encuentra en estado sólido, 1,709 líquido y gaseoso. Diagénesis 2000 1,853 Existen varias teorías sobre los orígenes de la forma- La diagénesis es el proceso de alteración biológica, México Brasil * Marca Mundial ción del petróleo que, de manera general, se pueden física y química de los fragmentos orgánicos debido 2500 clasificar en dos grandes grupos: la de formación or- al pronunciado efecto de la temperatura. El espectro Profundidad (metros) gánica y la de formación inorgánica. molecular simple de los hidrocarburos proviene del 3000 2,777 espectro complejo del petróleo; es decir, se debe a la La teoría inorgánica tuvo gran aceptación durante formación diagenética de un amplio grupo de hidro- Fuente: Oil & Gas Journal, Revista Latinoamericana. Mayo/Junio 1998. Offshore Marzo 1999 muchos años. Sin embargo, cuando las técnicas del carburos derivados de moléculas orgánicas origina- análisis geológico se perfeccionaron y se contó con les sumado a grandes cantidades de hidrocarburos Gráfica 24 información suficiente al respecto, se empezó a dar originados por alteración térmica de la materia orgá- importancia a las teorías de formación orgánica. Se- nica sepultada profundamente. La mayor cantidad dePerforación) que se aplicó en todo el sistema, tanto perforados por equipo/año, se debe a la aplicación gún estos postulados, el petróleo es producto de la petróleo se forma de la materia orgánica calentada enpara la perforación propiamente dicha, como para de prácticas mejoradas y a la tecnología utilizada, descomposición de organismos vegetales y animales la tierra.la reparación y el mantenimiento de pozos. (gráfica 27). que fueron sometidos a enormes presiones y a altas temperaturas en ciertos periodos de tiempo geológico. La materia orgánica sintetizada por los vegetales,de laEl énfasis en el mejoramiento de la competitividad Conclusiones cual una pequeña parte se preserva e introduce en losha derivado en procesos generalizados para capi- La teoría orgánica está basadatalizar el conocimiento, de tal forma que al cerrar el 1.- La perforación es fundamental para la producción en dos principios fundamenta- Trampa artificialsiglo, los indicadores señalan que la perforación ha de hidrocarburos. Es también una importante Dismigración les: la producción de hidrocar-llegado a obtener tales niveles de eficiencia opera- fuente de ocupación y desarrollo en los puntos buros a partir de organismostiva que la ubican a nivel internacional. geográficos en los que se asienta. vivos y la acción del calor so- Trampa contra fallas 2.- La tecnología y el personal experto han sido la bre la materia orgánica forma-El número de equipos y pozos perforados en la Unión base para descubrir y desarrollar los grandes da biogénicamente. En las últi-Americana es superior a los de México, (gráficas 25 y yacimientos que han ubicado al país dentro de mas décadas, el conocimiento26). Cabe destacar que, en el país vecino, un gran los primeros productores del mundo. geoquímico y la evidencia Migración secundarianúmero de esos pozos se perforan a profundidades geológica en los estudiossomeras y en algunos casos con producciones de 10 sedimentarios y petroleros han Roca madre 3.- Para mantener e incrementar la producción ya 20 barriles por día; aún con esta mínima cuota reservas es necesario sostener un nivel de demostrado fehacientemente (lutita) Basamento cristalino oresultan rentables para sus propietarios. Los índices Migración primaria metamórfico actividad de perforación equilibrado en función que la mayor parte del petró-de producción por pozo en México revelan que con de la demanda mundial de petróleo y de su leo se originó de materia orgá- Receptáculo arena Yacimiento de gasmenos pozos perforados se obtienen grandes costo en el mercado internacional. nica sepultada en una cuencavolúmenes de producción. sedimentaria ( figura 1). El fac- tor fundamental para aceptar Yacimiento de aceite 4.- Las alianzas y desarrollo de proyectos compar-La eficiencia operativa obtenida en los últimos tidos con empresas líderes en el ramo, y la las teorías orgánicas, es que a Figura 1 Almacenamiento de Hidrocarburosocho años, en función del índice de pozos globalización en la que se ve inmerso nuestro50 3
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicosedimentos, es el origen de los combustibles fósiles: Las proteínas, los lípidos, los glúcidos, la glucosa y lapetróleo, gas natural, carbón, arenas y lutitas lignina, que forman parte de los vegetales superiores, Profundidad Media de Perforaciónbituminosas. La síntesis clorofiliana permite a los ve- constituyen la mayor parte de la materia orgánica viva. 5,000 400getales fabricar los constituyentes de sus células. Para Durante la sedimentación, estos compuestos sufrenello emplea el agua y el gas carbónico del aire si se importantes transformaciones que deciden, en cierta 4,500 350trata de vegetales terrestres, o el disuelto en el agua manera, el destino de la materia orgánica. Los 4,000cuando son organismos marinos. La glucosa es el más microorganismos, especialmente las bacterias, des- 300simple de los productos así formados y a partir de empeñan un papel muy importante en estas transfor- 3,500este primer compuesto se sintetizan el almidón, la maciones que se producen en condiciones de tempe- 250celulosa y todos los otros constituyentes de la célula, ratura y presión muy bajas. La nutrición de las bacte- 3,000 Metrossiempre y cuando, las sales minerales indispensables rias se realiza por vía osmótica a través de la membra- Pozosestén presentes. na de la célula; primero destruyen por vía enzimática 2,500 200 a los polímeros como las proteínas o los polisacáridos, 2,000El aporte orgánico más importante es el de los ve- luego los monómeros individuales como los 150getales superiores. Está regido por las condiciones aminoácidos y los azúcares simples son liberados. En 1,500geográficas, particularmente por el clima (tempe- ese momento pueden ser utilizados los 100ratura, lluvia, etcétera). En el mar, el fitoplancton es microorganismos, ya sea como fuente de energía – la 1,000el productor primario y fundamental de materia or- materia orgánica se mineraliza y vuelve al estado de 50 500gánica. La presencia de la luz (necesaria para la fo- CO2 y H2O – o bien para sintetizar los constituyentestosíntesis) y la abundancia de sales minerales con- de su célula – la materia orgánica vuelve al ciclo bioló- 0 0trolan su productividad. El fitoplancton comprende gico. Por último, se conserva una pequeña parte y pre- 1981 1986 1991 1996básicamente dos grupos de algas: las diatomeas y cisamente esta “fuga” del circuito principal constituyelos dinoflagelados; además de los cocolitofóridos la fuente de la materia orgánica fósil. El porcentaje de Fuente: Estadística UPMP. Pozos Profundidadque forman el nivel trófico primario. El zooplancton, conservación de la materia orgánica y de su incorpo-las bacterias y toda la fauna marina se alimentan de ración en los sedimentos es pequeño. Esta escala Gráfica 22ellos para constituir así una cadena alimenticia com- geológica puede evaluarse aproximadamente en 0.1%pleja. Sin embargo, desde el punto de vista cualita- (figura 2).tivo, las producciones de materia orgánica marina Metros Perforadosson, en orden de importancia, las del fitoplancton, En ciertos medios como el Mar Negro, el oxígenolas del zooplancton y las de las bacterias. disuelto desaparece a partir de los 200 m de profundi- (1981 - 1999) dad; con el establecimiento de un medio reductor rico 1,400,000La preservación de materia orgánica sólo puede efec- en hidrógeno sulfurado, puede calcularse en alrede-tuarse en un medio acuático: lagos, mares y océanos. dor del 4% de la materia orgánica producida. 1,200,000En todos los medios, la materia orgánica es presa demicroorganismos tales como bacterias, hongos, etcé- Eventualmente con el incremento de temperatura a 1,000,000tera. Pero la degradación microbiológica en el medio grandes profundidades, se inician las reacciones deaeróbico es la más severa: en los suelos terrestres y rompimiento térmico y catalítico de la matriz orgá-en el espacio subaéreo, el oxígeno molecular disponi- nica (kerógeno) para formar cientos de hidrocarbu- 800,000ble permite una destrucción casi completa de la ma- ros que son combinados con la mezcla originalteria orgánica. Por el contrario, en los sedimentos fi- biogénica simple. 600,000nos depositados en un medio marino o lacustre (comolos lodos arcillosos o los lodos calcáreos finos), el ac- El resultado de la conservación de los hidrocarbu- 400,000ceso del oxígeno molecular se vuelve imposible. El ros fósiles, y sobre todo de la formación de nuevosoxígeno disuelto dentro de las aguas intersticiales de hidrocarburos a partir del kerógeno, es la gran can- 200,000los lodos se elimina fácilmente por la degradación tidad de petróleo disponible en el subsuelo en esta-microbiana de las partículas de materia orgánica y no do disperso. En efecto, los sedimentos porosos yes reemplazado; el medio se vuelve entonces permeables– arenas, calcarenitas–, en donde se 0anaeróbico. La actividad de los organismos encuentran en la actualidad los yacimientos de pe- 1981 83 85 87 89 91 93 95 97 99anaeróbicos contribuye a modificar la composición de tróleo, contienen originalmente muy poca materiala materia orgánica restante, aunque esta actividad orgánica. Esto se debe simplemente a la necesidad Gráfica 23cesa rápidamente. de preservar esta degradación aeróbica en el mo- Exploración Desarrollo4 49
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México demuestra el grado de desarrollo de la perforación En lo referente a desarrollo de campos, se gran número de cuencas sedimen-tarias, en México. (tabla 3). perforaron 2 mil 765 pozos a una profundidad Materia Viva un gradiente de 3 °C/100m representa un promedio de 3 mil 323 m, entre los que están valor medio aceptable. incluidos los pozos inyectores, horizontales y Lípidos multilaterales, (gráfica 22). Hidrocarburos El factor más importante en el origen del Miles de Millones de Proteínas glúcidos petróleo es la historia térmica de las ro- Región barriles de pies cúbicos Conservación Al cierre de 1999 se habían perforado 12 mil 320 cas generadoras. Durante la diagénesis, la mezcla compleja de componentes hi- aceite de gas kilómetros en todo el periodo, y de la expropiación a la fecha citada, se tiene un total acumulado de 44 Degradación drocarburos produce toda una serie de Microbiológica Degradación Norte 81 1224 mil 887 kilómetros incluidos los de exploración y Microbiológica reacciones de baja temperatura que a su desarrollo, (gráfica 23). vez provocan la formación de más hi- Sur 587 1996 Aminoácidos azúcares drocarburos, y de otros materiales, de- En la perforación marina, la cercanía de nuestros simples bido a las pérdidas de oxígeno, nitróge- Marina 2238 1570 no y azufre. Aquí la diagénesis se define campos a la costa mantuvo la perforación en aguas Policondensación con una cubierta de temperatura en el Sistema 2906 4790 someras debido a la naturaleza de los yacimientos Acumulación Masiva C2O H2O o megayacimientos, como en algunos casos se les rango que va desde la temperatura su- ha llamado, que se encuentran en tirantes de 45 m perficial hasta los 50 grados centígrados. Tabla 3 Ácidos fúlvicos Turba Ácidos húmicos promedio; sin embargo, en los últimos años se empezó a incursionar a mayores profundidades, Uno de los principales agentes de la La perforación en este último periodo, al 31 de como el pozo “Chucktah 1”, en el Golfo de México, Estado Disperso transformación durante la diagénesis Diciembre de 1999, llegó a 3 mil 467 pozos de los perforado en un tirante de agua de 384 m a una temprana es la actividad microbiana. Los cuales 702 fueron de exploración. Uno de ellos, profundidad de 4,968 m como récord nacional, microorganismos aeróbicos que viven Kerógeno el “Jolosín 1”, alcanzó la profundidad de 7 mil 615 (gráfica 24). Lignito en la capa superior de los sedimentos mts. que representa el récord nacional a la fecha, consumen el oxígeno libre. Los comparable solamente con los registrados por Petróleo Fósiles geoquímicos anaeróbicos reducen los sulfatos para Actualmente, debido al incremento de la demanda de Estados Unidos en pozos tanto con fines Degradación Térmica obtener el oxígeno requerido. La ener- gas, su producción ha tenido gran importancia y por Desintegración petroleros como con el de mayor profundidad, gía se suministra a través de la descom- esta razón se ha incrementado la actividad de Huilas cuyo objetivo fue obtener información sobre el Gas posición de la materia orgánica, la cual, perforación principalmente en la Cuenca de Burgos, Desintegración origen de la corteza terrestre para fines científicos, durante el proceso, se convierte en en donde las profundidades medias son del orden de (gráfica 21). dióxido de carbono, amoniaco y agua. 3 mil m. Normalmente, la conversión se efectúa Pozos Profundos Antracita Kerógeno residual completamente en las arenas y parcial- Es importante señalar que en la mente en los lodos. Algunos sólidos México USA RUSIA búsqueda de alternativas para como el carbonato de calcio organo- optimizar la perforación se realizó Figura 2 Formación de hidrocarburos a partir de materia orgánica detrial y el óxido de silicio se disuelven, Bertha Rogers Cerf Ranch 1 3 Higueras 1 Tabscoob 1* un estudio comparativo (Bench- Sabanero 1 Sureño 1-A Menonita 1 alcanzan una saturación y vuelven a pre- Gaucho 1 Jolosín 1 marking) de Perforación y Mante- mento del depósito. En las rocas porosas, el agua cipitarse junto a los minerales autogénicos, como SG-3** nimiento de Pozos con las compa- cargada de oxígeno disuelto circula libremente, sulfuros de hierro, cobre, zinc, siderita, etcétera. 0 ñías internacionales de perforación mientras los sedimentos de grano fino (arcilla, lodo 2,000 que operaban en el norte del Golfo calcáreo fino) constituyen rápidamente un medio Dentro del sedimento, el material orgánico tiende de México, denominado por sus cerrado. En este último tipo de rocas, comúnmente al equilibrio. Los polímeros o “biopolímeros” 6,900 6,925 7,000 7,005 7,050 7,500 7,615 4,000 siglas en inglés OFSE (Oil Field Ser- 9,046 llamado roca madre, se conserva la materia orgáni- biogénicos previos (proteínas, carbohidratos) se 9,586 vices and Equipment), y cuyas ca para posteriormente formar el petróleo y el gas. destruyen debido a la actividad microbiana durante 6,000 12,869Metros conclusiones permitieron reorien- la sedimentación y diagénesis primaria. Luego, sus 8,000 tar los esfuerzos de la perforación En una cuenca de sedimentación el depósito de nue- constituyentes se reagrupan progresivamente en * Pozo marino. Tirante de agua: 196 m. en México. vas capas continúa, en general, durante millones de nuevas estructuras policondensadas (“geopo- 10,000 ** Perforado con fines científicos. años. Los sedimentos depositados con anterioridad límeros”) precursores del kerógeno. Cuando el de- 12,000 Fuente: Oil Field Review Winter 1997, World OilFebrero 98 y Con estos antecedentes, se generó son sepultados bajo cientos o miles de metros de de- pósito de la materia orgánica derivada de las plan- Estadística UPMP. el programa denominado OTP pósitos posteriores, y así se ocasiona un aumento con- tas es masivo, comparado con la contribución mi- 14,000 (Optimización de Tiempos de siderable de la temperatura. Este incremento o neral, se forma la turba y luego los carbones cafés Gráfica 21 gradiente geotérmico varía de 1.5 a 8 °C/100m; en un (lignito y carbón sub-bituminoso), el hidrocarburo 48 5
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicomás importante formado durante la diagénesis. tano); posteriormente los depósitos orgánicos masi- vos se modifican como diversas clases de carbón y Reserva incorporada por pozo productorEl final de la diagénesis de la materia orgánica producen también hidrocarburos.sedimentaria se sitúa en la forma más convenientecuando los ácidos húmedos extraíbles han disminui- Conforme la temperatura continúa aumentando, se 691 48.2 46.9do hasta una cantidad menor, y la mayor parte de los rompen más enlaces por ejemplo, los enlaces de éstergrupos carboxilo han sido eliminados. y algunos carbono – carbono. Las moléculas de hi- 573 38.3 drocarburos, particularmente las cadenas asfálticas,Catagénesis se producen a partir del kerógeno y de los compues- 30.8 405 tos de nitrógeno (N), azufre (S), oxígeno (O) previa- 343 345Los procesos por los cuales la materia orgánica es al- mente generados. Algunos de los hidrocarburos libe- 23.4 21.3 282 21.1terada debido al efecto del aumento en la temperatu- rados son moléculas biogenéticas C15 C30 compara- 247 246 19.2 19ra se llaman Catagénesis. bles con los fósiles geoquímicos que fueron anterior- 16.4 189 173 168 11.2 182 mente entrampados en la matriz del kerógeno. La 149 10 147El depósito consecutivo de los sedimentos tiene 7.6 115 mayor parte de los nuevos hidrocarburos producidos 4.8 12.2 4.5como resultado el entierro de los lechos previos, a durante la zona principal de la generación de aceite 37una profundidad que alcanza varios kilómetros de tienen peso molecular de intermedio a bajo. No dis- 59recubrimiento en cuencas subsidentes. Esto, junto ponen de una estructura característica o distribución 1983 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 1999con los movimientos tectónicos, representa un au- específica, contrariamente a los fósiles geoquímicosmento considerable en la temperatura y la presión. que progresivamente se diluyen por estos nuevos hi- Reserva incorporada (MMBPCE) drocarburos (figura 3). Reserva incorporada por pozo productor (MMBPCE / Pozo productor)Las temperaturas en la tierra se incrementan de 2 a 5grados centígrados por cada 100 metros de profundi- Fuente: Ingeniería Petrolera, Agosto 1997. Artículo "Plan Estratégico de Exploración". Esta es la etapa más importante en la formación de acei-dad. Un aumento lineal en la temperatura causa un tes, aunque la generación de aceite líquido va acompa- Gráfica 19incremento lineal logarítmico en la razón de reacción ñada de la formación de una significativa cantidad de gas.para la mayoría de las reacciones involucradas en laformación del petróleo. 0 Hidrocarburos formados Exito en Perforación de DesarrolloEl aumento en la temperatura incrementa CH4 Bioquímicola solubilidad en los fluidos de los sedimen- 100 350 Fósiles geoquímicostos de algunos compuestos orgánicos; 1también convierte los sólidos a líquidos y 300los líquidos a gas, e incrementa su habili- 80 Zonas de evolución del kerógenodad para moverse y migrar. La catagénesis 250 Pozos Perforadosestá definida dentro del rango de 50 a 100 2 60 Porcentaje Profundidad en kilómetrosgrados centígrados. 200La presión geostática debida a la sobre- 150carga puede ser de 300 a 1,000 ó 1,500 40 ACEITEbars. Tal aumento en la presión y tempe- formado por 100ratura coloca al sistema fuera de equilibrio, 3 degradación térmica del kerógeno 20y da como resultado nuevos cambios. 50La materia orgánica experimenta entonces 0 0transformaciones mayores a través de una GAS 4 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98evolución progresiva: el kerógeno produ- formado por desintegración térmicace primeramente petróleo líquido; en una del kerógeno y del aceite Exito Pozosetapa subsecuente, se obtiene el gas hú- CH4medo y condensado (tanto el aceite líqui- Fuente: Memorias de Labores Pemex, Secretaría de Energía y Estadística UPMPdo como el condensado van acompaña- Gráfica 20dos de una cantidad considerable de me- Figura 3 Evolución del kerógeno6 47
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Precios promedio del crudo A medida que la temperatura y el sepultamiento prerrequisito para la existencia de rocas generadoras 45 450 continúan aumentando, la ruptura de los enlaces car- de petróleo. 40 400 bono – carbono se presenta con más frecuencia y al- tera tanto a los hidrocarburos ya formados de la roca El término materia orgánica o material orgánico se re- 35 350 generadora como al kerógeno remanente. Los hidro- fiere al material comprendido de moléculas orgánicas POZOS PERFORADOS carburos ligeros se generan a través de esta desinte- derivadas directa o indirectamente de ciertas partes 30 300 gración, mientras que en los hidrocarburos de la roca de los organismos vivos, las cuales son depositadas y 25 250 generadora y el petróleo su proporción aumenta rápi- preservadas en sedimentos. En función de los even- DLS/BL damente. tos geológicos que sucedan, parte de la materia orgá- 20 200 nica sedimentaria puede ser transformada en com- 15 150 Debido a la cinética de la formación y a la estructura puestos de petróleo. Por eso es importante tomar en del kerógeno, el metano se convierte velozmente en cuenta que durante la historia de la Tierra, las condi- 10 100 el compuesto liberado predominante. ciones de síntesis, depósito y preservación de la ma- 5 50 teria orgánica cambiaron considerablemente. Desde La transformación global que se presenta durante la el Precámbrico (más de 570 millones de años) y hasta 0 0 catagénesis es equivalente al proceso de despropor- el Devónico (367 millones de años), la producción pri- 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 ción. Por una parte, se generan hidrocarburos de con- maria de materia orgánica se realizó a partir del Fuente: INEGI y Estadística UPMP. Pozos perforados Itsmo Maya Olmeca tenido de hidrógeno creciente con una relación ató- fitoplancton. mica hidrógeno/carbón promedio de 1.5 a 2.0 en el Gráfica 17 crudo, y 4.0 en el metano puro. Por otra parte, el A partir del Devónico, se dio un gran incremento en kerógeno residual llega a ser agotado en hidrógeno la producción primaria debido a la contribución deperforados mayor incorporación de reservas”, de restricciones financieras que en algunos años con una relación atómica hidrógeno/carbón de aproxi- plantas superiores terrestres. En el presente, elsegún se muestra en la gráfica 18. significaron ritmos de reposición menores a los madamente 0.5 al final de la etapa de catagénesis. fitoplancton marino y las plantas superiores terres- volúmenes de extracción y, por la otra, a estimaciones tres producen igual cantidad de materia orgánica. Las reservas declinaron a una tasa media anual de más exactas y confiables que las estimadas en años El final de la catagénesis se alcanza en el intervalo en 1.2%. Esta tendencia refleja, por una parte, el efecto anteriores. Para la perforación exploratoria la tasa donde se completa la desaparición de las cadenas Metagénesis del gas seco anual de declinación fue del 6% hasta 1995; es a asfálticas de carbono en el kerógeno, y en donde se partir de 1996 cuando la inicia el desarrollo de un ordenamiento de sus unida- Una vez que el material más débil se elimina, se pre- Perforación para incorporar reservas actividad tiende a des básicas. senta a través de la catagénesis con un alto grado recuperarse con un cre- de ordenamiento, una reorganización estructural en cimiento anual de 25%. 90 75 Metagénesis el kerógeno. Sin embargo, en esta etapa En las reservas por pozo (metagénesis) no se generan cantidades significati- 73 productor se observa En este estado, los minerales experimentan una trans- vas de hidrocarburos a partir del kerógeno, excepto 71 una drástica reducción formación bajo condiciones de temperatura muy alta una pequeña cantidad de metano. Las cantidades Billones de barriles en 1998, pues con la Pozos perforados 69 (entre 150 y 200 grados centígrados). Los minerales grandes de metano se pueden obtener como resul- 60 perforación del pozo arcillosos pierden su intercapa de agua y alcanzan un tado de la desintegración de los hidrocarburos de 67 delimitador Ayin DL1 alto grado de cristalinidad; los óxidos de hierro con- la roca generadora y del petróleo líquido acumula- 65 quedó definido el yaci- tienen agua estructural (Goethita) y cambian a óxidos do en los yacimientos. miento del mismo nom- 63 sin agua (Hematita); también ocurre una severa diso- bre que no incrementó 30 lución por presión y recristalización, además de la for- La estabilidad del metano, aun a temperaturas su- 61 reservas, (gráfica 19). mación de cuarcita e, inclusive, la desaparición de la periores (hasta cerca de 550 °C), es tal que las pro- 59 estructura original de la roca. fundidades de perforación actuales y futuras cer- 57 Gracias a la creciente canas no alcanzarán las zonas en las que el meta- eficiencia en cuanto a la Las rocas ricas en materia orgánica sufren bajo no pueda ser destruido a causa de la temperatu- 0 55 perforación de pozos, y estas condiciones de temperatura la metagénesis ra. No obstante, el metano se puede destruir de- 80 83 86 89 92 95 98 en general en todas las de la materia orgánica. En este estado, los constitu- bido a la presencia del azufre que puede presen- Pozos exploratorios Reservas actividades, se logró a yentes orgánicos están compuestos solamente de tarse originalmente como azufre libre debido a que principios del periodo un metano y carbón residual, y entonces algunos cris- la materia orgánica puede reaccionar con los éxito superior al 80%, tales ordenan su desarrollo. El carbono se transfor- sulfatos a temperaturas altas para producir azufreFuente: Pemex, Memorias de labores 1984, 1986, 1988, 1989 y Secretaría de Energía. hasta un 90 y 98% en ma en antracita. La producción, acumulación y pre- libre. A su vez, el azufre puede reaccionar con el Gráfica 18 1998 (Gráfica 20). Esto servación de materia orgánica no degradada es un metano para formar H S. 246 7
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Perforación para incorporar producciónEl bióxido de carbono se origina durante la diagénesis la etapa metagenética de gas seco (cuando solamen-como parte del proceso de eliminación del kerógeno. te se genera metano). 1000 140También puede generarse algo de metano diagenético,particularmente de la materia orgánica de origen con- Durante la catagénesis y la metagénesis, se produce 900tinental. Normalmente a éste se le denomina “gas de el sulfuro de hidrógeno junto con metano. Se pueden 120diagénesis temprana”. generar a partir del kerógeno y de los compuestos de 800 azufre líquidos en el crudo. Cuando hay azufre libre, 700 100Durante la etapa principal de formación de aceite tam- éste también puede reaccionar con los hidrocarburosbién se generan hidrocarburos ligeros que se vuelven para producir H2S. El sulfuro de hidrógeno es particu- 600 80 Eq uipos MMBprogresivamente más importantes, como lo indica la larmente abundante cuando la propia materia orgáni- 500relación creciente de gas–aceite. Sin embargo, en esta ca es rica en azufre, como sucede con las secuenciasetapa el metano normalmente queda subordinado a de carbonatos y carbonato evaporita. En tales condi- 400 60los hidrocarburos más pesados. ciones geológicas, la generación de H2S parece verse favorecida a gran profundidad (típicamente 3,000 a 300 40A mayor profundidad, la desintegración da origen a 4,000 m) y generalmente, en el mismo intervalo de 200la etapa catagénica de formación de gas (en la que el temperatura que el metano. Finalmente, el bióxido de 20metano es definitivamente predominante), y posterior- carbono se puede generar en la última etapa de la his- 100mente a la etapa metagenética de gas seco (cuando toria del petróleo, es decir, cuando las acumulacionessolamente se genera metano), puede reaccionar con de crudo son degradadas, especialmente por activi- 0 0el metano para formar H2S. dad bacterial (figura 4). 1961 1964 1967 1970 1973 1976 1979Formación del gas Migración primaria Equipos Pemex Equipos Cías. ProducciónLos hidrocarburos gaseosos: metano, bióxido de car- Una vez creado, el petróleo se ubica dentro del es- Fuente: Memorias de labores y Estadística UPMP.bono y sulfuro de hidrógeno, se generan en diversas pacio poroso de la roca generadora que por su pro- Gráfica 16etapas de la evolución de la materia orgánica en los pia naturaleza se encuentra ocupado por agua. Así,sedimentos. Se pueden formar por actividad bacterial como no existe permeabilidad suficiente entre agua cado para perforar a profundidades mayores, se alcanzó su valor máximo de 39 dólares por barrilen el sedimento joven depositado reciente- descubrieron los yacimientos más grandes e impor- (gráfica 17), debido principalmente a los grandesmente en el fondo de los mares o lagos. tantes del país. México pasó de importador a volúmenes de crudo que consumían los paísesNormalmente se denomina “gas biogénico”. exportador; no obstante, se continúa incrementando desarrollados como Estados Unidos de la brecha tecnológica con respecto a los países Norteamérica, Alemania y Francia, y a las estrategiasEl bióxido de carbono se origina durante la petroleros más desarrollados. adoptadas por esas mismas potencias para comprardiagénesis como parte del proceso de eli- y almacenar hidrocarburos. Esto mantuvo los nivelesminación del kerógeno. También puede de perforación con un promedio de 327 pozos/año La fundación del Instituto Mexicano del Petróleogenerarse algo de metano diagenético, par- de 1980 a 1985, y como consecuencia, se alcanzaron fortaleció la capacitación de los trabajadores a todosticularmente de la materia orgánica de ori- las máximas cuotas de producción de este periodo, los niveles; logró disminuir la frecuencia degen continental. Normalmente a éste se le como la registrada en 1982 que fue de 1,313 accidentes al mismo tiempo que procuró la pre-denomina “gas de diagénesis temprana”. MMBPCE. servación del medio ambiente.Durante la etapa principal de formación de En 1986, al producirse un drástico abatimiento delaceite también se generan hidrocarburos li- Periodo de 1981 - 1998 precio del crudo por debajo de los 10 dólares, segeros que se vuelven progresivamente más Incorporación de tecnologías y creación de la inició un periodo de incertidumbre con crisisimportantes, como lo indica la relación cre- Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos recurrentes, que obligó a bajar los niveles deciente de gas–aceite. Sin embargo, en esta (UPMP). perforación a un promedio de 136 pozos/año hastaetapa el metano normalmente queda subor- 1992. En consecuencia, entre 1993-94 los nivelesdinado a los hidrocarburos más pesados. El desarrollo de la perforación y exploración en de actividad de la perforación fueron los más bajos tirantes de agua cada vez mayores marcó el inicio de las últimas décadas, con promedios de 70 pozos/A mayor profundidad la desintegración da de la explotación en la Sonda de Campeche. año, que prácticamente igualaron a los obtenidos aorigen a la etapa catagénica de formación finales de los años 40. Es importante destacar lade gas (en la que el metano es definitiva- En la década de los 80 se registraron cambios relación directa que se da entre el volumen de lasmente predominante), y posteriormente a importantes en el escenario del mercado petrolero reservas y el número de pozos que se perforaron Figura 4 Etapas de generación del petróleo internacional. En 1981, el crudo mexicano Istmo en este periodo: “A mayor número de pozos8 45
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México y petróleo debido a su incompatibilidad de densi- generado, en la que ya se ha saturado el espacio y se dades, se crea una fuerte presión interna en la roca ha iniciado la expulsión y migración; el resto de la que propicia la expulsión del petróleo por poros maduración hasta llegar al 100%, en la que el petróleo Metros Perforados minúsculos que, fractura la matriz mineral a su sa- excedente sale de la roca. Finalmente en la senilidad (1961 - 1980) lida o aprovecha fallas preexistentes e inicia el pro- se agota la capacidad de generación y no hay más 2,000,000 ceso denominado migración primaria (figura 5). En expulsión de petróleo. promedio, el 40% del petróleo queda aprisionado en la impermeable roca generadora aunque, excep- En los espacios porosos presentes en los conductos 1,600,000 cionalmente, se pueda tener una tasa de expulsión permeables, las gotas de petróleo se reúnen y se del 80%, pero nunca del 100%. movilizan hacia las zonas de presión más baja para 1,200,000 encontrar en las rocas vecinas las condiciones de po- Se conocen tres etapas de migración primaria asocia- rosidad y permeabilidad suficientes (rocas almacena- das a la permeabilidad relativa: la inmadurez en la que doras) para emplazarse dentro de ellas y habilitar el 800,000 con 20% de petróleo y aunque haya mucha agua no proceso de migración secundaria. se satura el espacio poroso y por lo tanto no hay ex- 400,000 pulsión; la madurez precoz con el 60% del petróleo Migración secundaria 0 Es conveniente aclarar que siem- 1961 63 65 67 69 71 73 75 77 79 pre existen pérdidas de hidrocar- buros durante esta migración de- Exploración Desarrollo bido a las múltiples vías de comu- Fuente: Estadística UPMP nicación alternas (laterales y ver- ticales); además, parte de este pe- Gráfica 14 tróleo permanece adherido a las superficies de los granos de roca por las que atraviesa. Por su parte el agua intersticial ayuda a vencer Precio Internacional del Petróleo la capilaridad del espacio poroso y a que el petróleo llegue a nive- 35 1000 les superiores. 30 El viaje termina cuando el petró- 800 leo se encuentra con una roca im- 25 P oz os perforados permeable que le impide el paso Dólare s por barril a posiciones más lejanas y por lo 600 tanto no lo deja escapar. Precisa- 20 mente la ubicación de los yaci- 15 mientos petroleros depende de la 400 forma de las rocas alma- cenadoras. Se puede tratar, entre 10 otros, de capas idealmente para- 200 lelas así formadas desde el mo- 5 mento de su depósito con sufi- ciente porosidad y permeabilidad 0 0 como algunas capas de arena, o 1961 1963 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 de las áreas con arrecifes de co- Pozos Precio barril rales. También se pueden encon- trar espacios más sofisticados, Fuente: British Petroleum, Statical Review of World Energy, 1998, resultado de deformaciones por y Estadística UPMP. movimientos tectónicos que mo- Figura 5 Migración Primaria difican las formas originales y Gráfica 1544 9
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicocrean altos estructurales capaces de acumular pe- cias al uso combinado de la geología y la geoquímica. Pozos Perforados y Profundidad Mediatróleo (figura 6). Con la ayuda de estas ciencias es posible predecir las 4,000 800 áreas en donde pueden ocurrir nuevos descubrimien-Las estructuras debidas a deformaciones pueden tos de aceite y/o gas; conocer mejor los yacimientosser alteradas por rompimientos de las capas de existentes; detectar problemas en las instalaciones deroca. Estos rompimientos pueden construir vías producción e, inclusive, mejorar los procesos. 3,000 600 El estudio de una cuenca describe Metros a las rocas sedimentarias en el mo- 2,000 400 mento de su depósito y deforma- P ción estructural, así como a las trampas individualmente perfora- bles (Prospectos) o a una serie de 1,000 200 trampas relacionadas (Plays). Con- templa, también, una serie de tram- pas cuya información es insuficien- 0 0 te para sustentarla o carece de la 1961 63 65 67 69 71 73 75 77 79 calidad necesaria, y entonces no se Pozos perforados Profundidad media consideran como prospectos. Fuente: Estadística UPMP II. ERAS GEOLÓGICAS Gráfica 12 Una de las diferencias más importan- En el período, los equipos operados por compañías Por lo que se refiere a kilómetros perforados, se tes entre geólogos y científicos es su se mantuvieron en un promedio de 6 por año, para alcanzaron 24 mil 588 que corresponden a un 285% actitud respecto al tiempo. Muchos finalizar con un repunte de 45 equipos en 1980. Se de incremento con respecto al periodo anterior, procesos de reacciones físicas y quí- calcula que la participación de las compañías en la (gráfica 14). micas medidos en laboratorio ope- perforación de pozos, fue del 13%, (gráfica 13). ran sobre periodos o escalas de tiem- En el renglón de los precios del po de segundos o fracciones de se- barril de crudo se manifestaron gundo, mientras que los procesos Equipos de Perforación dos tendencias principales que geológicos observables directamen- te ocupan un lugar muy importante 1961-1980 afectaron la perforación; la pri- 250 mera, fue la persistencia en el en un espacio de tiempo determina- precio de 2 dólares por barril do. Los terremotos pueden durar mi- 200 que generó una pendiente nutos o segundos, pero las ondas negativa en la actividad, con sísmicas generadas por el terremo- algunas variaciones por año; la Figura 6 Migración secundaria to tardan minutos u horas para via- 150 segunda, se presentó al jar a lo largo de la Tierra o su super- término del periodo cuando elde migración hacia porciones más someras o bien ficie. La erosión y el transporte de grandes cantidades 100 crudo alcanzó sus valorescrear yacimientos múltiples conocidos como tram- de polvo, cantos rodados, arena, sedimentos y arcilla récord (gráficas 15,16), y sepas (figura 7). a través de un río, requiere pocos días. Las barras de 50 activó así la perforación con un arena de la playa se mueven hacia dentro y hacia fue- incremento de 53 pozos enLa mecánica de generación o de expulsión, migración ra durante días o semanas. En estos procesos pode- promedio por año, lo quey acumulación del petróleo en trampas, así como su mos ver o sentir lo que está ocurriendo, mientras que 0 justificó el empleo de un mayorpreservación en el subsuelo, es en realidad el proce- otros no pueden ser observados directamente. Esto 1961 1964 1967 1970 1973 1976 197 número de equipos deso del sistema petrolero. es aún más evidente cuando las escalas de tiempo Pemex Compañías compañías. son de cincuenta años o más; en estos casos nuestraUn sistema petrolero describe las relaciones genéticas memoria comienza a fallar y es entonces cuando re- Fuente: Estadística UPMPentre un volumen de roca generadora madura y todo currimos a registros históricos como, por ejemplo, para Gracias a la evolución de lael aceite o el gas que emana en su momento crítico. El medir qué tanto se ha llenado un terreno pantanoso, tecnología y del personal califi- Gráfica 13análisis de sistemas petroleros incluye elementos esen- qué tanto se ha erosionado una ladera, o cuánto haciales para detectar una acumulación de petróleo gra- cambiado su curso un río.10 43
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México cos años que los científicos han reconocido un patrón mundial de tiempo para estos movimientos. Perforación para incorporar reservas ¿Por qué se tiene especial cuida- 100.0 400 do con la escala de tiempo? Una Pozos Exploratorios Reservas 350 de las razones más importantes radica en el corazón de la geolo- 300 gía: la historia de la evolución de la Tierra tal como la concebimos 250 actualmente. Las montañas que Pozos MMMB 10.0 200 conocemos actualmente son de gran importancia en las escalas 150 de tiempo pues proporcionan in- formación valiosísima sobre lo 100 sucedido en nuestro planeta du- 50 rante millones de años. Esta idea proviene de una vieja regla de la 1.0 0 ciencia física: si dos cosas se for- 1961 1964 1967 1970 1973 1976 1979 maron en diferentes épocas, es Fuente: El petróleo de México, Enrique González y Agustín Acosta, 1963. y como si se hubieran creado por Estadística UPMP. procesos diferentes. La mayor parte del tiempo utilizamos este Gráfica 10 método empírico de manera in- consciente, pero algunas veces lo hacemos de forma acertada, como una guía para pensar en un Exito Perforación Producción problema específico. 90 700 Así, se han encontrado rocas de menos de 200 millones de años 80 Figura 7 Generación, migración y acumulación de hidrocarburos 600 en la profundidad del océano, que 70 nos han llevado a suponer que el mar tiene esta 500 El tiempo se mide por relojes radiactivos y se infiere misma edad. Si una distancia de 10,000 km es utiliza- P ozos P erf orados 60 por el razonamiento de las medidas de los procesos da para representar el ancho promedio del océano, 50 400 físicos y químicos involucrados. Se ha concluido que que es la distancia entre las placas continentales, la Ex it o 40 300 la Tierra tiene cerca de 4.7 billones de años de anti- separación es de 10,000 km /200 millones de años, es güedad. ¿Qué ha sucedido en todo este tiempo? decir, 5 centímetros por año. 30 200 ¿Cuánto tiempo le llevó al proceso geológico crear las 20 montañas o destruirlas? ¿Cuál es el periodo de vida La conocida Falla de San Andrés en California, EU, que 100 de un río? Para cada una de estas escalas el tiempo se encuentra a lo largo de la placa del Pacífico Norte, 10 varía desde unas cuantas decenas de años hasta unos se deslizó en el pasado sobre la placa de Norteamérica. 0 0 billones de años. Algunos lugares a lo largo de la falla han sido estudia- 1961 63 65 67 69 71 73 75 77 79 dos durante casi un siglo. En este lapso, la falla ha Fuente: Estadística UPMP Pozos perforados % Exito Para una sociedad organizada la escala de tiempo es sufrido deslizamientos de 4 a 6 centímetros por año muy importante. En una escala geológica de millones debido a terremotos y a la misma repetición del fenó- o cientos de millones de años, la Tierra está lejos de meno. A lo largo de un gran periodo de tiempo, el Gráfica 11 permanecer estable. Durante ese lapso los continen- régimen de movimiento puede ser determinado com- tes, océanos y cadenas montañosas se han movido parando formaciones geológicas distintivas que se han horizontal y verticalmente grandes distancias. Aunque deslizado por la falla y las partes separadas que se la evidencia de gran inestabilidad nos rodea, hace po- mueven a lo largo de una y otra.42 11
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en MéxicoLos movimientos verticales pueden ser evaluados en las montañas. Los geólogos saben cómo utilizar Pozos Perforados y Profundidad Media El éxito alcanzado en la exploración depor los datos de depósitos marinos que se encuen- esta información para realizar trabajos de ingeniería hidrocarburos durante los 70 fue eltran cerca del nivel del mar. Las montañas forma- como un medio de corte para estudiar las secciones 2,500 900 apoyo fundamental para que Méxicodas por rocas y fósiles marinos han sido levanta- de roca expuestas. Bajo esta perspectiva, es posible 800 pasara de ser importador neto adas 3,000 metros en 15 millones de años, con un calcular las dimensiones de un lugar como el Gran 2,000 exportador: Se convirtió en uno de los 700promedio de 0.2 milímetros por año. Hace aproxi- Cañón del río Colorado que tiene más de 1.5 kilóme- productores con mayores reservas amadamente 40,000 años, durante el último gla- tros de profundidad en algunas secciones, con un 600 escala mundial y en un participante 1,500ciar, el área comprendida actualmente por Norue- ancho de 6 a 30 kilómetros y una longitud de 450 kiló- 500 destacado en el mercado petrolero Metros Pozosga, Suecia y Finlandia fue cubierta por dos o tres metros (figura 8). 400 internacional.kilómetros de hielo. 1,000 En el Gran Cañón podemos encontrar gran cantidad de 300 En 1972 se descubrió el área cretácicaAunque lentos, los procesos erosionales desgastan rocas de distintas formas y tamaños con patrones carac- 500 200 de Chiapas-Tabasco, con los pozoscontinuamente la corteza terrestre. La velocidad de terísticos útiles para reconstruir la historia geológica. 100 “Sitio Grande No. 1” y “Cactus No. 1”;erosión puede ser estimada en 1976 se perforó el pozo “Páramo 1”, 0 0si se añaden los productos el más profundo del periodo, en el 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960desintegrados y disueltos entonces Distrito Villahermosa, a unapor este fenómeno y que Pozos perforados Profundidad media profundidad de 7 mil 300 m; tambiénson transportados por los Fuente: Estadística UPMP se descubrió el campo “Chac” en laríos y el viento. La velocidad Gráfica 8 Sonda de Campeche, con el cual sede erosión que se registra en iniciaron las operaciones marinas enel continente norteamerica- el sureste.no ha sido estimada en cer- Exito Perforación/Exploraciónca de 0.03 milímetros por Las reservas probadas totales deaño. Así, para abrir una 45% 180 hidrocarburos se incrementaroncuenca oceánica se necesi- debido a varias razones. Primero, portan cientos de millones de 40% 160 la revisión de procedimientos deaños; cerca de 20 millones 35% 140 cálculo y la adopción de nuevosde años para elevar una conceptos de clasificación; por la P ozos Pe rf orados 30% 120montaña y 100 millones de incorporación de nuevos campos delaños para rebajarla a nivel 25% 100 mesozoico de Tabasco y Chiapas en Ex itodel mar. La Tierra ha experi- 1977, del paleocanal de Chicontepec 20% 80mentado muchos ciclos de en 1978, y de la Sonda de Campecheformación y erosión de 15% 60 que aportó incrementos notables amontañas en cuatro millo- 10% 40 partir de 1979 con el descubrimientones de años. Sin elevacio- del campo “Akal”. Esta extensión delnes montañosas y otras for- 5% 20 “Chac” que incluye a ambos y semaciones, la Tierra se re- Figura 8 Vista panorámica del Gran Cañón del Colorado 0% 0 conoce como Complejo “Cantarell”,duciría al nivel del mar. 1961 63 65 67 69 71 73 75 77 79 es uno de los yacimientos más Lo primero que puede apreciarse en estas rocas es Fuente: Estadística UPMP Pozos perforados % Exito grandes del mundo, y permitióRegistro contenido en las rocas su pronunciada capa horizontal, resultado de los alcanzar un incremento sustancial en Gráfica 9 asientos de las partículas acarreadas por aire o agua las reservas, (gráfica 10).El único registro de los fenómenos sucedidos en el para formar capas de sedimentos. Esta afirmaciónpasado geológico se encuentra en las rocas preser- está claramente basada en la observación de estas en la porción norte de la Faja de Oro marina. Como En desarrollo de campos se perforaron 7 mil 143vadas de la destrucción erosional. Podemos encon- capas que se han depositado en las playas; y a las referencia, es interesante citar que el desarrollo for- pozos, con una profundidad promedio de 2 mil 900trar muchos lugares en donde las capas de roca con de lodo y sedimento que se acumulan en las orillas mal de las operaciones costa afuera en los Estados m y un 85% de éxito en pozos productores. Lalíneas superficiales expuestas no han sido alteradas de los ríos. Unidos de Norteamérica inició en 1948(11), en las costas reestructuración de Pemex por líneas de negociospor el suelo o por cantos rodados. Tales exposicio- de Louisiana y Texas. coadyuvó a este propósito, (graficas 11 y 12).nes, denominadas afloramientos, varían su tamaño Si se considera lo anterior, sería absurdo pensar quedesde pequeñas proyecciones de roca visibles en una capa sedimentaria puede ser depositada bajo unauna ladera hasta capas expuestas en los ríos de al- capa previa. Así podemos concluir que cualquier capatos riscos que forman las paredes de los cañones nueva que se añade a la serie, siempre se hará en la (11) API. History of petroleum engineering, Tomo II.12 41
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México perforación de pozos. De ahí que el De 1938 a 1960 se perforaron un total de 4 mil 669 parte superior. Evidentemente debemos añadir como Edad de los fósiles comportamiento de los equipos en operación pozos, de los que 1,036 fueron exploratorios y 3 mil condición indispensable, que ninguna serie deberá tenga una tendencia similar, (gráfica 6). 633 para desarrollo de campos, con una longitud ser deformada y completamente plegada en una eta- Los fósiles, organismos antiguos conservados en perforada de 8 mil 6 km. El total de pozos pa posterior. algunas de estas rocas, constituyen otra herramienta Perforación para incorporar producción acumulados al año de 1960 fue de 10 mil útil para establecer la secuencia de una serie de 412. La profundidad media por pozo en El tiempo de secuencia de la estratigraficación es depositaciones de rocas sedimentarias formadas 120 120 1938 era de 1,000 m, cifra que fue cre- la base simple para la escala del tiempo por carbonato de calcio (CaCo3) en forma de frag- ciendo en forma paulatina hasta 1950 y estratigráfico. Estas generalizaciones tan sencillas mentos de conchas de animales fósiles. Las piza- 100 100 1960, cuando se incrementó en más de son un buen ejemplo del conocimiento: los ver- rras son rocas endurecidas y compactadas de arci- 80 80 100% para pasar de 1,481 a 3 mil 159 m, daderos grandes descubrimientos son aquéllos llas y lodo; y las areniscas, que están formadas de Producción MMB (gráfica 8). que nos resultan perfectamente obvios gracias a granos de arena cementados, también pueden con- Equipos 60 60 que alguien los ha descubierto para nosotros. tener materiales fósiles tales como conchas y frag- Periodo 1961 – 1980 Nicolaus Steno, físico italiano, formuló en 1669 mentos de conchas. Algunas de estas conchas fósi- 40 40 el principio de la horizontalidad original y el de la les son fácilmente identificables cuando se les com- La perforación de los grandes yacimientos superposición; también fundamentó el principio para con sus similares de hoy en día. Muchas otras 20 20 de la continuidad original, según el cual, las ca- se parecen a los animales de la actualidad, pero 0 Los cambios ocurridos en el escenario 0 pas sedimentarias forman al mismo tiempo de la obviamente son diferentes, y otros, que también son 1938 1942 1946 1950 1954 1958 1960 internacional originaron ajustes en los depositación una hoja continua que termina sola- restos de conchas animales, no se parecen nada a Equipos Pemex Equipos Cías. Producción objetivos y estrategias de la actividad mente por adelgazamiento, por cambios gradua- los actuales. No todos los fósiles son de animales exploratoria. Se orientó hacia áreas de les de la capa, diferente por su composición o por invertebrados como las almejas y las ostras. Los Fuente: Compilación de datos Históricos del Petróleo en México. Petroleos Mexicanos 1968 y Estadística UPMP. mayor potencial y con mejores perspec- confinamiento de una pared o barrera, tal como excavadores de capas formadas descubrieron hace tivas en términos económico- la línea costera que confina un área deposicional. millones de años partes de algunos animales Gráfica 6 Partiendo de la ley de la continuidad se puede to- vertebrados como los reptiles o mamíferos y en al- financieros. Consecuentemente, Petró- Otro factor importante en el incremento de la leos Mexicanos reorientó sus trabajos de mar intuitivamente la idea de que la cara de una gunas ocasiones también se pueden observar has- perforación de pozos fue el precio internacional del exploración y perforación hacia zonas de mayor capa, tal como se puede ver en la excavación de ta restos de dinosaurios, esqueletos de peces y dien- crudo que llegó a 3.1 dólares por barril(8), debido potencial productivo. una carretera o en el Gran Cañón, es la etapa de tes de tiburón .Las plantas fósiles son abundantes, principalmente a los problemas de Irán y a la crisis rompimiento o erosión de una hoja continua. particularmente las que se encuentran dentro de las ocasionada por el cierre del Canal de Suez, (gráfica 7). En este lapso se perforaron 9 mil 310 pozos en los rocas y en las que contienen capas de carbón, en Con base en estos tres principios se podría construir donde es posible encontrar helechos, hojas, varas, estados de Tamaulipas, Nuevo León, Precio Internacional del Crudo Coahuila, Veracruz, Tabasco, Chiapas y el reloj estratigráfico, siempre y cuando, fuera posible ramas y hasta troncos completos. establecer una longitud total de tiempo y el intervalo Campeche, de los cuales, 2 mil 167 fueron 3.4 1,000 necesario para que todas las rocas se acomodaran en Así se llegó a la conclusión de que estos fósiles exploratorios con una profundidad cada capa; se tuviera idea del tiempo que le toma a representan formas de vida en diferentes periodos Fuente: WTRG Economics promedio de 3 mil 400 m. El porcentaje de cada capa depositarse, y que todos los tiempos pu- de tiempo y que gracias ellos podemos deducir el 800 éxito de pozos productores que dieran ser contabilizados por este reloj. flujo de la evolución de los organismos más primiti- incorporaron reservas, osciló del 10 al 40% vos tan complicados como el homo sapiens. Uno 2.9 (gráfica 9). Cabe destacar que durante elDolarés por barril Desafortunadamente, la última condición sería muy de los primeros en dar este salto fue Leonardo da 600 periodo anterior, 1951 y 1953, se incursionó difícil de lograr. Basándose en la observación de Vinci y posteriormente Nicolaus Steno. Él compa- en proyectos marinos frente a las costas Pozos flujo de los ríos y de otros tipos de sedimentación, ró, en el siglo XX, los dientes de los tiburones de la de Tuxpan, en donde se perforaron 16 400 pensamos que ciertos periodos de tiempo no son actualidad con los conocidos como dientes linguales pozos en Isla del Toro y 14 en Cabo Rojo(10). 2.4 representados en una roca. Los sedimentos depo- de Malta en el Mediterráneo; concluyó entonces que Se encontró petróleo solamente en tres de sitados en las orillas de los ríos, como por ejemplo ambos provenían del mismo tipo de tiburón. Mu- 200 ellos ubicados en la formación “El Abra” del el histórico Nilo en Egipto, no se acumulan de ma- chos objetaron la conclusión de Steno; pero las si- Cretácico Medio, extensión de la Faja de nera constante y uniforme. La escala de tiempo de militudes entre las formas de los animales moder- Oro terrestre en donde se encontró en 1963 depósitos en lagos es de días; pero también exis- nos y estos fósiles, especialmente sus partes duras 1.9 0 la primera estructura comercialmente 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 ten escalas para los tiempos entre los lagos a un como dientes, huesos y conchas, se suman a un productora. Fue descubierta por el pozo intervalo que puede variar de pocos años a muchas gran número de evidencias que pueden ayudar a Pozos perforados Precio promedio “Isla de lobos 1-B” sobre una isla artificial Gráfica 7 décadas. En otras palabras, una laguna o una inte- determinar los orígenes de la Tierra. construida en un pequeño arrecife formado rrupción en la sedimentación, puede ser dos o tres veces más grande que la depositación de sedimen- ¿Pero, cómo influye todo esto para determinar una (8) WTRG Economics, Crude oil price, history tos en las lagunas. escala de tiempo? La principal evidencia se puede (10) Conacyt, El petróleo mexicano en el mundo, 2da. Edición, Ciencia y desarrollo. 40 13
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicoencontrar en las rocas del Gran Cañón en donde Interpretación de la secuencia del Gran Cañón Periodo 1938–1960 Perforación para incorporar reservasexiste una gran variedad de fósiles en las rocas Maduración de la perforaciónexpuestas, particularmente en las calizas. Cada En el Gran Cañón, las rocas expuestas en la parte de nacionalizada 5,000 120capa de calizas encierra una importante cantidad abajo son oscuras y forman capas o cuerpos inserta- Pozos Exploratorios Reservasde fósiles de distintas especies, diferentes de una dos en un corte transversal de estructuras. Algunas En el primer año de la industria 100 4,000capa a otra. Este arreglo vertical de diversos fósi- de ellas están formadas por cristales de cuarzo y otras nacionalizada se perforaron solamenteles se conoce como sucesión de fauna. En esta por partículas tan pequeñas que son imperceptibles 17 pozos; de éstos, 11 resultaron MMB 80forma de vida en secuencia, los fósiles represen- a simple vista. Estas características son interpretadas productivos y 6 improductivos. La 3,000tan a las capas de rocas sedimentarias de los fó- por los geólogos como evidencias de origen ígneo; Pozos carencia de personal capacitado para 60 Reservassiles, la secuencia estratigráfica, la fauna y las se- esto quiere decir que estas rocas fueron formadas por la operación de los equipos y el 2,000ries estratigráficas que tienen el mismo orden. Por el enfriamiento y solidificación de material caliente fun- bloqueo decretado por las compañías 40conveniencia, para representar en un mapa las dido o magma. Se infiere que los cuarzos cristalinos extranjeras a quienes les fueroncalizas y otras rocas, se deben agrupar en fun- se formaron en las rocas mientras estuvieron sepulta- expropiadas instalaciones obligaron a 1,000 20ción de las capas de la misma edad estratigráfica das en la profundidad de la tierra; estas intrusivas se reducir la perforación. Prácticamentey de los materiales con las mismas propiedades y originaron como magma caliente que migró hacia las en toda la década de los 40 los niveles 0 0apariencia física. Esta combinación de propieda- fracturas y otras fisuras que rodean las rocas. Los cris- de perforación fueron muy bajos: el 1938 1942 1946 1950 1954 1958 1960des y apariencia se conoce como litología. Cada tales grandes son característicos de las intrusivas y el promedio anual de pozos perforados Fuente: El petróleo de México, Enrique González y Agustín Acosta, 1963.formación representa un conjunto de capas de resultado de un enfriamiento lento del magma que entre 1938 y 1949 sólo alcanzó 32; en Y Estadística UPMP.rocas distintivas que pueden ser reconocidas fá- tiene lugar debajo de la superficie. Las rocas de grano 1942 se perforaron únicamente 15 Gráfica 4cilmente como una unidad. fino, extrusivas, fueron formadas como flujos de lava pozos, (tabla 2). y depósitos de ceniza de erupciones volcánicas. Sus A este periodo se le ha denominado “MaduraciónUna vez que las formaciones y las secuencias características de textura fina indican el rápido enfria- de la perforación nacionalizada”, aunque esestratigráficas hayan sido dibujadas en papel a tra- miento en la superficie. importante señalar que a finales de la década de los,vés de los años, y en todo del mundo se lleguen Año Productivos Improductivos Total 40 incursionaron nuevamente las compañías perfora-a formar todas las sucesiones de fauna, se po- Otro grupo de rocas expuestas en este río son las de doras contratadas por Petróleos Mexicanos, condrán comparar con las secuencias. Esta es la re- textura laminar o de hojas, conocidas como foliadas, 1938 11 6 17 cero participación en los beneficios obtenidosgla en las formaciones fosilíferas de todas las eda- formadas por la alineación de minerales a lo largo o 1942 7 8 15 de la producción de crudo. Para 1960 operabandes desde el inicio del Periodo Cámbrico, cuando en planos ondulados. La foliación puede confundirse 1946 31 18 49 56 equipos de compañías, la cifra más altalos animales con conchas evolucionaron. con las capas. Estas rocas metamórficas fueron 1950 133 85 218 registrada desde la expropiación hasta nuestros sedimentarias e ígneas, pero han sido alteradas por la 1954 193 100 293 días, (gráfica 5).Estos ensambles fósiles pueden ser utilizados como acción del calor y la presión que ejerce la profundidad“huellas” de formaciones; cada ensamble tiene una que las sepulta. 1958 286 93 379 El petróleo en México, 1963. Mantener la tasa de crecimiento de la produccióncaracterística distintiva, aun cuando algunas espe- anual en 5% durante este periodo fue una de lascies particulares pueden presentarse en diversas for- Las rocas más bajas del río, de la formación Vishnu, Tabla 2 razones que obligaron a incrementar lamaciones. son una mezcla compleja de rocas ígneas y metamórficas. No tienen fósiles y no hay forma de En 1950 empezó a consolidarse la perfora-Esta característica de los fósiles en los sedimen- conocer su edad observando sus minerales y su tex- ción. Se apreció por el incremento en el éxito Equipos de Perforacióntos fue observada por William Smith en los con- tura. No obstante, se sabe que la formación Vishnu de pozos productores que alcanzó el 61% a 1938-1960 160juntos de fósiles que encontró en Inglaterra en es la roca más antigua del Gran Cañón. Debido a su una tasa de crecimiento de 16% anual.1793. Smith, ingeniero e inspector, trabajó en las posición, proporciona la primera vista de su histo- 140minas de carbón y elaboró mapas topográficos ria. Las rocas del Vishnu, originalmente formadas 120 La perforación de la industria nacionalizadade túneles. No tenía idea de la evolución orgánica por flujos de lava, depósitos de ceniza y sedimen- 100 logró mantener un balance adecuado entreque Darwin enunció años más tarde, sin embar- tos, fueron sepultadas profundamente por rocas que 80 reservas y producción. Obtuvo un vigorosogo, hizo hincapié en las formaciones que conte- actualmente las cubren; su metamorfosis se debió crecimiento propiciado en gran parte por 60nían fósiles distintos pero con similitudes útiles al calor y a la presión, y posteriormente fueron in- dos factores: un mayor número de pozos 40para distinguir una formación de otra. Como para vadidas por el magma. Siguiendo a la Vishnu, se exploratorios perforados gracias a la capa-el siglo XIX ya se conocían los elementos necesa- observa una capa en línea discontinua; es decir una 20 citación del personal dedicado al trabajorios para dibujar una sucesión estratigráfica de disconformidad angular con una superficie de ero- 0 de perforación, y por la localización de 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960rocas en diferentes lugares y niveles, los planos sión que separa dos conjuntos de rocas deposita- reservas que crecieron a una tasa del 6%de Smith contaron con esos adelantos. das en forma no paralela. Esto significa que origi- Pemex Compañías anual, (gráfica 4). Fuente: Estadística UPMP Gráfica 514 39
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicouna profundidad de 501 m, tuvo una producción de Años Dólares / Barriles nalmente las capas horizontales de abajo fueron camente de pizarra, denominada Angel Brillante. Esta1,500 barriles diarios. Al final de 1916 se habían 1892 0.51 deformadas y se erosionaron, aunque la capa infe- pizarra contiene pocos fósiles, muchos de los cualesperforado un total de 279(5) pozos, de los cuales el 63% 1920 5.07 rior se depositó horizontalmente. Las rocas mues- son trilobites artrópodos extintos relacionados con loshabían resultado productores (174). La producción 1929 1.67 tran en muchas partes la evidencia de tales defor- actuales cangrejos. Las distinciones entre los trilobitesanual creció de 10 mil 334 a 55.3 millones de barriles(6). 1930 1.39 maciones físicas. Las capas sedimentarias, una vez de diferentes edades pueden ser utilizadas por los 1931 1.91 que se encuentran horizontales, están en lugares paleontólogos para fechar estas rocas. ComparandoFue 1918, un año crucial para la industria, cuando 1932 1.02 foliados (inclinados en una estructura ondulada) y las especies de trilobites de diferentes secuenciasse concedió a las compañías la explotación del 1933 0.87 fallados (quebrados y desplazados a lo largo de frac- estratigráficas en distintas partes del mundo se ha ela-subsuelo, a cambio del 5% en regalías; esto 1934 1.21 turas). Las mismas características estructurales, al- borado una sucesión compuesta. Como resultado de 1935 1.17 gunas veces más difícilmente reconocidas, se en- estos estudios, los geólogos han encontrado que lamantuvo el nivel de actividad de perforación en 42 1936 1.30 cuentran en rocas ígneas y metamórficas. Sin em- pizarra de Ángel Brillante que se encuentra abajo delpozos productores y 13 improductivos. El Petróleo de México, 1963. bargo, se puede añadir un episodio de deformación tepetate no fosilífero en la parte oeste del Cañón es Tabla 1Para esta época, la actividad perforadora se había y levantamiento a la historia de sedimentación, más antigua que la del este del mismo. Esto indicaincrementado y la explotación de los yacimientos A partir de 1926, la baja en el precio del crudo se vio sepultamiento y metamorfosis. que el mar en el que se depositó esta pizarra se movióse realizaba al máximo de producción, hasta reflejada en la actividad de perforación, que alcanzó posteriormente al este. La pizarra Ángel Brillante em-agotarse; por esta razón las cuotas de producción su nivel más bajo en 1932 con 50 pozos. El promedio Las rocas que se encuentran en el Vishnu son cali- pezó a depositarse en el mar y gradualmente se mo-eran enormes y declinaban rápidamente. El gas anual de pozos que se dejaron de perforar era de zas, pizarras y areniscas. En las series del Gran Ca- vió hacia la tierra como prueba de la trasgresión. Unaera prácticamente quemado en su totalidad. 126. Hasta 1937 el total de pozos perforados fue de ñón, estas rocas no contienen fósiles de organis- vez más, la simple evidencia geométrica permite con- 5 mil 743. mos con conchas como las del Cámbrico, ni rocas cluir que el mar avanzó lentamente del oeste al este; de eras más jóvenes, así es que no pueden ser ata- transporta continuamente la arena a lo largo de lasEn 1920 los precios prome- das a una sucesión de fauna estándar. Las conclu- playas, y el lodo a la profundidad del mar. Por el con-dio de crudo alcanzaron los siones de la inspección de estas series, es que son trario, la retirada del mar y la distribución inversa devalores más elevados. Este Exito de la Perforación/Producción más jóvenes que la Vishnu, pero más antiguas que sedimentos con relación a las líneas marinas se cono-fenómeno motivó un incre- 1,000 250 las rocas subsecuentes, y su inclinación es poste- ce como regresión. Aun a gran distancia, la mayoríamento notable en la per- rior a su posición horizontal original. Las rocas de las formaciones que se ven en las paredes del Granforación que pasó de 43 sedimentarias como éstas son perfectamente ordina- Cañón se pueden distinguir fácilmente.pozos perforados en 1919 800 200 rias en todos los aspectos, excepto por dos caracte-hasta alcanzar 808 en 1926: rísticas: contienen fósiles sin conchas aunque pudie- La siguiente formación es una caliza llamada Tem- Millones de barrilessu valor más alto antes de ran contener organismos como las algas, y pueden ple Butte, delgada y fácilmente imperceptible a lola expropiación petrolera y 600 150 estar asociados con deformacionescon un crecimiento prome- Pozos y rocas metamorfizadas como lasdio anual de 110 pozos, del Vishnu. En el siglo XIX, las ro-(tabla 1). 400 100 cas de este tipo eran parte de un conjunto de estratos fosilíferos jó-Los porcentajes de éxito que venes conocidos como else alcanzaron en el periodo Precámbrico, no obstante, siempreque antecedió a la expro- 200 50 permanecieron en un foliamientopiación, fluctuaban en una complejo y fallado en contraste conbanda del 40 al 60% (gráfica un menor número de deformacio-3), con una tendencia a 0 0 nes de rocas jóvenes. (figura 9).disminuir en aquellos años 1915 1920 1925 1930 1935 1940en los que se logró perforar Otra disconformidad claramenteun mayor número de pozos. Total Pozos Pozos Taponados Producción observable es la que separa las se-A su vez la producción anual ries del Gran Cañón en los guija-presentó un comporta- Fuente: Compilación de datos Históricos del Petróleo en México.Petroleos Mexicanos 1968 y Krauze Enrique, Historia de la revolución mexicana. rros cafés de tepetate. El tepetatemiento similar con 182.3 no contiene fósiles pero su edad semillones de barriles en 1922. Gráfica 3 puede determinar refiriéndola a otras formaciones porque se mez- cla entre ellas creando una suce- sión. Más arriba de esta formación(5) El petróleo en México. Tomo 1, Pemex 50 Aniversario. Gobierno de México. Santos Llorente, Javier. se encuentra otra constituida bási- Figura 9 Afloramiento de una estructura ondulada(6) Compilación de datos históricos del petróleo en México. Pemex. 1968.38 15
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicolargo de las paredes del Cañón. Lo impor-tante de éstas calizas es que contienen es- Índice de Producciónqueletos fósiles de organismos primitivos. Se Depositación (Miles de barriles/Pozo/Año)sabe, por la sucesión general de animales fó- Horizontalsiles que estos peces vivieron en una etapa 1,590muy posterior a la de los trilobites del Muav. 1,502Los fósiles de animales marinos que vivieronen la etapa de sedimentación del Muav y elTemple Butte se han visto en formaciones devarias partes del mundo. Estas son evidenciasde una gran brecha en los registros, de una Capas Foliadasdisconformidad entre la Muav y el TempleButte. Si algún sedimento fue depositado du- 697rante esta etapa, representada por una discon- Sinclinal Anticlin 523 521formidad, fue posteriormente erosionado sindejar rastro. La secuencia implicó una historiade sedimentación del Muav y sepultamiento 226(pero sin deformación, permanece horizontal), 149antes de ser levantada, erosionada y poste- 8 8riormente cubierta por los sedimentos que in-tegran ahora la formación Temple Butte. Irán Arabia México Noruega Emiratos Inglaterra Venezuela USA Canadá Saudita Arabes Falla Normal Fallas Calculado con información de Oil and Energy Trends Annual Statistical Review, Mayo 1998.La disconformidad entre Temple Butte y las Año base 1985, producción y pozos acumulados a 1996.calizas de Redwall representan un tipo debrecha, al igual que la disconformidad en- Gráfica 2tre las formaciones Redwall y la Supai. Laera de Redwall es conocida por su esparci- cambios en Pemex y, por consiguiente, en la una producción de 20 barriles diarios. En México, lado contenido de fósiles no marinos y de plan- perforación de pozos: perforación del primer pozo con fines petroleros setas como aquéllos que se encuentran en las realizó en el Cerro del Tepeyac(3) en 1862. En el presentecapas de carbón de Estados Unidos y Euro- Falla Inversa siglo, en 1900, se descubrió “La Faja de Oro”, uno depa. De igual importancia son las huellas de 1900-1937 La perforación en México por los mejores campos del mundo. A raíz de esto y de lasreptiles primitivos de la formación Supai (fi- compañías privadas. concesiones petroleras otorgadas por el gobierno agura 10). 1938-1960 Maduración de la perforación las compañías en 1901, se inició la perforación de Plegamiento nacionalizada. pozos en México y la producción de hidrocarburosEn las paredes del Gran Cañón se encuentran Fallado 1961-1980 Perforación de los grandes con carácter industrial.otras disconformidades, precisamente en la yacimientos.parte superior de la formación de pizarras ro- 1981-2000 Incorporación de tecnologías y En este mismo año se descubrió y empezó ajas llamada Supai. La Hermit es sucedida por creación de la Unidad de desarrollar el campo El Ebano, en San Luis Potosí. Figura 10 Tipos de estructuraslas arenas de Coconino que contienen más Perforación El primer pozo Doheny No. Uno (4) , de 19 quehuellas de animales vertebrados, aunque se distingue Si se hiciera una inspección detallada de las seccio- y Mantenimiento de pozos. fueron perforados, alcanzó una profundidad dede otras capas porque no es uniforme y horizontal y nes del Gran Cañón, se observarían formaciones más A continuación se presenta la reseña de cada etapa. 165 m y su producción fue de 50 barriles diarios;está compuesta por muchos sedimentos compactados jóvenes que el Kaibab. Partiendo de las sucesiones cuatro pozos más fueron productores: tres, concon materiales con inclinaciones de 35°. Este tipo de fragmentarias, se podría construir una composición Periodo 1900 – 1937 100 barriles por día y uno con escasos diezcapas se conoce como cruzadas; característica de las que incluiría arenas rojas, cafés, grises y amarillas, con- La perforación en México por compañías privadas barriles diarios; los otros catorce resultaron secos.dunas de arena sobre la tierra y de las formadas en glomerados y pizarras que contienen los famosos tron-corrientes de ríos y bajo el mar. Basándose en huellas cos petrificados, y en algunos lugares hasta restos de La perforación de pozos se inició en el siglo XIX; De 1901 a 1917 la información disponible sobre lade animales vertebrados y en los tipos de dunas en dinosaurios. como ya señaló, el primer pozo petrolero en América cantidad de pozos perforados por año es escasa. Sincapas cruzadas, muchos geólogos creen que la for- fue el “Drake”, perforado en 1859, en Titusville, embargo, se sabe que el pozo La Pez 1, perforado enmación Coconino nació por acción del viento. La si- Las rocas del Gran Cañón contienen muchas historias Pennsilvania EU, a una profundidad de 22.4 m, y con el Cerro de La Pez Ebano, San Luis Potosí, en 1904, aguiente formación que se observa en esta secuencia sobre el avance y retroceso de los mares, de la apari-es la Kaibab. ción y desaparición de diferentes tipos de organismos (3) Agenda estadística Pemex, 50 aniversario. 1988. (4). Episodios petroleros. Pemex. 50 aniversario. 1988.16 37
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México y de los de medios terrestres y marinos en los que misma forma que las leyes de Steno relacionadas Pozos Perforados y Profundidad Media esta remarcable variedad de sedimentos fue deposi- tada. Pero una de las historias más importantes es la con la horizontalidad original y la superposición que se puede usar para figurar las edades relativas de los 5000 900 del tiempo que está representado en las rocas del Gran sedimentos. De manera similar, los pliegues y las fa- Pozos perforados Profundidad media Cañón y registrado en las disconformidades entre llas pueden encajar en secuencias de tiempo como 4500 muchas de las formaciones. De la escala de tiempo un pozo. 800 radiactivo, basada en los elementos radiactivos de los minerales, se sabe, por ejemplo, que la formación Hutton y el uniformitarismo 4000 700 Vishnu tiene una edad que va de 1,400 a 1,500 millo- nes de años, y que la parte superior de Kaibab tiene No obstante que se ha utilizado el razonamiento en la 3500 cerca de 225 millones de años. interpretación de las secuencias del Gran Cañón y apa- 600 rentemente ésta es correcta, fue hasta el siglo XVII 3000 Las rocas como registro de los movimientos de la Tierra cuando los geólogos estuvieron listos para creer que 500 había habido una evolución en la superficie de la Tie- Las disconformidades no sólo datan los intervalos de rra. Hasta entonces se encontraron con el reto de darMetros Pozos 2500 erosión, también registran los movimientos más anti- una explicación sobre la formación de rocas bajo la 400 guos de la Tierra. Las capas ubicadas bajo tales perspectiva de que la Tierra fue creada por Dios con 2000 disconformidades fueron foliadas, inclinadas, falladas sus valles, ríos y montañas tal como se ve actualmen- y levantadas antes de que se produjera la erosión. Este te. La manera actual de observar la Tierra reconoce 300 1500 fenómeno antecedió a los movimientos de la Tierra además los constantes cambios debidos a las fuerzas por la subsidencia de la corteza que pudo contabilizar geológicas que modifican la superficie y el interior de 200 no sólo los cambios debidos a la erosión sino tam- nuestro planeta. 1000 bién a la sedimentación. Un caballero escocés, James Hutton, mostró el ca- 100 500 Las disconformidades se pueden explicar como re- mino con su libro Teoría de la Tierra con pruebas e gistros de periodos de la construcción de las monta- Ilustraciones, presentada por primera vez a la So- 0 0 ñas, aunque en la actualidad sólo se ven sus raíces. ciedad Real de Edimburgo en 1785. La gran orienta- 1901-16 1921 1926 1931 1936 1941 1946 1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 Las disconformidades –brechas de tiempo entre dos ción de Hutton es su reconocimiento a la naturaleza Fuente: Estadística UPMP. unidades que han formado capas planas paralelas – cíclica de los cambios geológicos y la forma como son menos drásticas pero también implican la misma los procesos ordinarios, operaciones por grandes Gráfica 1 secuencia general de levantamiento, erosión y intervalos de tiempo, pueden efectuar cambios im- subsidencia. portantes. Él razonó, partiendo de la observación,En 1980, cuando el precio del barril del petróleo Se puede concluir que para diciembre de 1999 se que las rocas decaen lentamente y se desintegranmexicano alcanzó casi los 40 dólares, se inició el habían perforado 23,156 pozos para la búsqueda o Existen otras formas para describir las secuencias bajo la acción del agua y el aire. Este proceso –des-cuarto repunte que propició el retorno de la actividad explotación de yacimientos de hidrocarburos con de tiempo. No obstante, las rocas ígneas no están composición de la roca – produce ruinas de grava,y la perforación de 422 pozos en ese año. fines comerciales. estratificadas como sedimentos, también tienen ca- arena y sedimentos, y fomenta la erosión de la Tie- racterísticas que las colocan en una escala de tiem- rra. El agua y el aire también actúan como mediosEs importante señalar que para localizar nuevos México, en función de la cantidad de pozos que po. Las intrusiones ígneas inyectadas como un mag- de transporte de las partículas, muchas de las cua-yacimientos es necesario perforar a profundidades perfora, y por el número de equipos que opera ma móvil pueden mostrar contactos suaves. Estos les terminan muy arriba o abajo del nivel del mar.cada vez mayores. A principios del siglo los pozos por año no alcanza el nivel de Estados Unidos de contactos cortan de manera cruzada e interrumpen Los depósitos son compactados, cementados has-perforados no alcanzaban más allá de los 100 Norteamérica; sin embargo, es importante señalar las estructuras originales en las rocas. Tales cortes ta que finalmente se vuelven rocas sedimentarias,metros. En la actualidad el promedio nacional es de que el índice de producción por pozo de acuerdo de intrusiones forman las discordancias. Son en un tiempo posterior según Hutton, el calor sub-3 mil 477 m, y en las divisiones geográficas Norte, con las estadísticas realizadas entre 1985 y 1996 tipificadas por hojas delgadas denominadas diques terráneo y la expansión térmica pueden producir unaSur y Marina, se tienen 3 mil 054, 4 mil 543 y 3 mil lo ubica en el tercer lugar mundial sólo superado que se pueden acoplar a cualquier ángulo. Las intrusión de rocas ígneas. El episodio plutónico po-550 m, respectivamente, para pozos de desarrollo. por los grandes productores de crudo como Irán intrusiones pueden mostrar contactos concordantes, dría estar acompañado por un levantamiento de se- y Arabia Saudita (gráfica 2). como los travesaños, que siguen las capas de los dimentos y deformación interna de pliegues y fallasEn cuanto al número de equipos en operación , úni- sedimentos dentro de los cuales son intrusionadas. y por la construcción de montañas u orogenia. Loscamente se tienen datos a partir de la expropiación Con el fin de realizar el análisis de lo acontecido a Las concordancias y las discordancias relaciona- sedimentos marinos emergen en forma de tierra lle-petrolera, mismos que se clasifican en propios y de lo largo del presente siglo, se optó por dividirlo das entre las rocas ígneas y las sedimentarias adya- vando los depósitos a las partes altas en donde soncompañías; estos últimos alcanzaron en 1960 el en cuatro periodos de acuerdo con los centes, metamórficas y otras rocas ígneas, pueden erosionados en la tierra que nuevamente emerge ynúmero máximo de 56 equipos. acontecimientos que han marcado los grandes ser utilizadas para datar estas formaciones de la así vuelve a iniciarse el ciclo.36 17
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en MéxicoHutton observó y estudió cada etapa del ciclo: en Evolución y escala de tiempo moderna. Hasta 1997 el país contaba con 495 pozosel caso de las montañas erosionadas, los ríos trans- geotérmicos, con una profundidad promedio deportan las partículas de roca al mar, las olas del mar El concepto de la evolución tuvo gran impacto debido 1,600 m.(2)golpean las rocas, las arenas y los lodos caen al fon- a que su estructura teórica apoyó el concepto de quedo y posteriormente son sepultados en el fondo del el tiempo relativo cambió en las especies fósiles y En la porción oriental del Valle de Mexicali, en elmar. Debido a las leyes químicas y físicas, el que podrían utilizarse para elaborar una escala campo geotérmico de Cerro Prieto, se perforó encomportamiento geológico no cambia y entonces estratigráfica de tiempo. Los nombres de los periodos 1990 el pozo M-205 con 4 mil 389 metros,con el tiempo se puede inferir, mediante el estu- de tiempo fueron tomados con base en tres precep- considerado en esa fecha como el más profundodio de los procesos en el presente, su comporta- tos: la localidad geográfica en donde las formaciones del mundo.miento en el pasado. Hutton, seguido por Charles se presentaron mejor; el lugar en donde fueron pri- CONDUCTOR 30" a 50 mLyell (Principios de Geología, 1830), utilizó y pu- meramente estudiadas; o bien, por algunas caracte- Otro objetivo de la perforación fue la construcción CIMA DE SAL 511 m.blicó este principio de uniformitarismo. Este rísticas particulares de su propia formación. Por ejem- de cavernas almacenadoras de hidrocarburos enuniformitarismo, como se conoce actualmente, no plo, el Jurásico se denominó así por las montañas Jura domos salinos, que desempeñan un papel T.R. DE 18" A 546 Mapoya el precepto de que la velocidad de los cam- de Francia y Suiza, así como el Carbonífero fue deno- estratégico en la seguridad y el manejo de este LINER 13 3/8" DE 526-670 Mbios geológicos o su naturaleza precisa tengan minado, a su vez, por las rocas sedimentarias con car- recurso en los tiempos de crisis. Actualmente existenque ser los mismos. El vulcanismo pudo ser más bón de Europa y Norteamérica. 12 cavernas perforadas en los domos salinos defrecuente en el pasado que ahora. No obstante, Tuzandepetl, a una profundidad promedio de 900 m,los volcanes de la antigüedad seguramente libe- Cada periodo de la escala de tiempo estratigráfico es con una penetración de 300 a 400 m dentro de la sal.raron gases y depositaron capas de ceniza y flujo representado por un sistema apropiado de rocas, y La capacidad total de almacenamiento de lasde lava, tal como los modernos cuando hacen diferenciado por periodos de tiempo y sistemas. Cada cavernas es de 9.7 MMBP (figura 15).erupción. Uno de los razonamientos de los una de estas unidades es representada por épocas ygeólogos sobre el estudio de la erupción del vol- los sistemas por series. Las épocas y las series tienen La perforación ha contribuido, además, al descu-cán Santa Helena, fue aprender cómo interpretar nombres geográficos, a excepción de los nombres brimiento de grandes yacimientos de uranio y carbón.los depósitos de los volcanes antiguos. antiguos de muchas de las épocas que son llamadas simplemente Superiores, Medias e Inferiores.Muchos de los conceptos utilizados en el campo Por último, también ha sido utilizada paramoderno de la interpretación se basan en los des- El tiempo absoluto y la escala de tiempo geológico solucionar problemas que se presentan en las zo-cubrimientos hechos por los geólogos a fines de nas sísmicas y para determinar parámetros de las T.R. 10 3/4" A 450 m.los siglos XVIII y XIX, pero fue Hutton el primero La pregunta sobre cuántos años están exactamente formaciones atravesadas que ayuden a la T.R. 9 5/8" DE 450 A 935 m.en reconocer que los cuerpos ígneos deben ser representados en una roca en la escala de tiempo construcción de viviendas más seguras.más jóvenes que las rocas que intrusionan. Hutton estratigráfico ha sido debatida durante los últimostambién observó que los fragmentos de rocas en 2,500 años. Se sabe que Xenophanes (570 – 470 años A continuación, centraremos nuestro análisis en laformaciones sedimentarias o ígneas deben per- AC) fue el primero en reconocer a los fósiles como perforación realizada exclusivamente con propósitos 950 Mtenecer a rocas más antiguas de las que forman restos de formas de vida así como en relacionarlos petroleros. Figura 15 Pozo Tuzandepetl 312parte, y fue la primera persona que tuvo la idea correctamente con las rocas originadas por sedimen- Capacidad de almacenamiento 764,000 blsde que un ciclo de levantamiento, erosión, tos en el fondo marino. Más aún concluyó que tales Perforación de pozos petroleros:subsidencia y sedimentación, podría mostrarse rocas y fósiles deben tener una gran edad. Alrededorcomo una disconformidad en los registros del año 450 antes de Cristo, el gran historiador griego A lo largo del siglo esta actividad se ha visto afectada problemas entre naciones del Medio Oriente, queestratigráficos. Herodotus navegó a lo largo de la parte baja del río por un sinnúmero de factores políticos, económicos propiciaron un alza en el precio del barril de crudo Nilo. Sus observaciones le permitieron razonar que el y sociales que han propiciado una serie de repuntes que llegó a los 3.1 dólares por barril.Con estos principios, los geólogos del siglo XIX delta del Nilo fue formado por una serie de inundacio- (Gráfica 1); el primero, debido al incremento delabrieron una nueva era. La historia contenida en nes; después dedujo que si una simple inundación precio del petróleo, favoreció la actividad de En 1966, se presentó una drástica caída en laformaciones de rocas pudo finalmente ser des- formó una delgada capa de sedimentos, debió tomar- perforación hasta alcanzar en el año de 1926 la cuota actividad perforadora ocasionada por la disminucióncrita, y quienes escribieron lograron viajar tiem- le miles de años crecer al delta del Nilo. de 808 pozos perforados, sin duda alguna la mayor del gasto público; así sólo se perforaron 296 pozos.po atrás para ver las capas antiguas. Esto hizo po- del siglo. De cualquier manera, en 1968 se presentó un tercersible reconstruir las interrelaciones entre monta- La evidencia demanda un gran periodo de tiempo repunte debido a la perforación de 612 pozos queñas, océanos, climas, animales y plantas desde para tener cualquier efecto en la transformación de El segundo repunte se presentó en 1960, con 762 mantuvieron el costo del crudo en un promedio dehace mucho tiempo. Ahora, la geografía y la geo- las montañas y la acumulación de sedimentos. En pozos perforados. Este fenómeno se debió a los 3 dólares por barril.logía tienen una contraparte histórica: la la búsqueda de la escala de tiempo de procesos ypaleogeografía y la paleología. utilizando la idea del uniformitarismo, los geólogos (2) Comisión Federal de Electricidad, Geometría, Revista mexicana de geoenergía, Vol. 7 Mayo-Agosto 1991.18 35
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México14.- El porcentaje de petróleo residual de la roca gene los yacimientos fáciles y someros y, debido a condi- han podido definir que las rocas son muy antiguas Los relojes en las rocas radora es: ciones más severas, la perforación se convirtió en y aún más la Tierra. a) Del 5% una actividad estratégica que debió apoyarse en Los pioneros de la física nuclear descubrieron que los b) Del 5 al 15% otras disciplinas para obtener el éxito deseado y el Al mismo tiempo, los físicos disfrutan de una nueva átomos de ciertos elementos, como los radioactivos, c) Del 20 al 40% descubrimiento de nuevas reservas. serie de actividades. Aplicando las ideas de Galileo y se desintegran espontáneamente para formar átomos Newton, quien en 1687 estableció las bases para la de diferentes elementos y liberan energía en el proce-15.- La migración primaria consta de: En este capítulo, se presenta un análisis histórico de teoría de la gravedad, los físicos pudieron calcular el so. Lo más importante de esta herramienta es que la a) Una expulsión (primera etapa) los aspectos más sobresalientes de la perforación tiempo que se requiere para la formación y órbitas de velocidad promedio de desintegración es fija y no va- b) Tres etapas asociadas a la permeabilidad relativa ilustrado con datos estadísticos que aclaran las los miembros del sistema solar. El tiempo necesario ría con ninguna de las condiciones químicas o físicas políticas de explotación que ha tenido nuestro país observado es mucho mayor que el registrado en la típicas que afectan a muchos de los procesos físicosVI. DESARROLLO DE LA PERFORACIÓN DE POZOS en esta disciplina. También se describen los avances Biblia. Sin embargo, antes del siglo XIX los físicos sólo o químicos. Esto significa que una vez que una pe-EN MÉXICO tecnológicos más trascendentes, y los que se se apegaban a los preceptos religiosos ortodoxos. queña cantidad de un elemento radiactivo es creado promueven actualmente para enfrentar los retos del Isaac Newton fue un hombre devoto. A pesar de esto, en algún lugar del Universo, comienza a actuar firme-Una vez explicados los conceptos primordiales sobre próximo milenio. a mediados del siglo XVIII el francés Comte de Bufón mente como un engrane de reloj balanceado apagan-el origen del petróleo, en este capítulo describiremos analizó la velocidad de disolución y enfriamiento de do el estallamiento de un átomo y después otro a unael desarrollo de la perforación de pozos en México. A unos cuantos meses de finalizar el siglo, resulta unas bolas de acero. Sus conclusiones las resumió en velocidad definida. interesante hacer una retrospectiva de la evolución una interrogante: en el interior de la Tierra debe haber de este importante segmento de la industria metal para calcular cuánto tiempo le tomó enfriarse. Para utilizar esta herramienta es necesario tener unLa cadena de explotación de la industria petrolera petrolera, sin el cual no hubiera sido posible la Su resultado, 75,000 años, no fueron tan satisfacto- marco de referencia: los números que se utilizan paraabarca varias especialidades. Una de las más extracción de hidrocarburos. La perforación de pozos rios: para los fundamentalistas, fue mucho tiempo y leer el reloj radiactivo son proporcionados en formaimportantes, por el monto de la inversión y el alto es una actividad generadora de interesantes ángulos para muchos geólogos fue muy poco. de átomos nuevos, los hijos de los elementos que es-riesgo que representa, es la “perforación”. Esta de análisis que confluyen en la creatividad humana, tán formados de otros que se desintegraron anterior-actividad nació a mediados del siglo XIX y se la fuerza indomable de la naturaleza y, sobre todo, la Más tarde, Herman Ovni Helmholtz, uno de los funda- mente, los elementos padres. Si se pueden identificarconvirtió en generadora de riqueza y efervescencia voluntad decidida del hombre por generar dores de la ciencia termodinámica, analizó el proble- y contar los elementos hijos de los átomos y si se co-tecnológica y comercial en una buena parte del satisfactores. ma de la luminosidad del sol y posteriormente noce la velocidad promedio de decaimiento, se pue-mundo actual durante el siglo XX; genera, además, Immanuel Kant calculó que si la luminosidad del sol de determinar el tiempo en que no existían los hijos.una gran cantidad de puestos laborales y propicia proviene de una combustión ordinaria solamente po- La idea es simple, pero su aplicación práctica requierepolos de desarrollo en los puntos geográficos en Los diferentes objetivos de la perforación de pozos dría permanecer ardiendo mil años. Después deter- un mayor esfuerzo por parte de aquellos geólogosdonde se asienta. en México y el mundo son: minó que provenía de un calor que requería una con- que combinan sus conocimientos de física nuclear con tracción gravitacional de la gran masa del sol y par- los de geología: los expertos en geocronología.La perforación petrolera nació accidentalmente: su La explotación de aguas subterráneas, que como tiendo de este estudio, determinó que la edad de laobjetivo original era la búsqueda de agua. El primer objetivo primario no sólo cubrió las necesidades de Tierra era de 20 a 40 millones de años. Qué sucede con los átomos radiactivospozo perforado con el propósito de producir petróleo riego y consumo doméstico e industrial, sino quefue el bautizado como “Drake”, que se terminó el 27 también dio a conocer la geología, hidrología, El descubrimiento de mayor importancia para el Todos los átomos contienen un núcleo denso en don-de agosto de 1859 en Estados Unidos de América, características y potencial de los acuíferos. En mundo llegó en 1895 cuando, un físico francés, Henri de prácticamente se encuentra toda la masa del áto-con una profundidad de 22.4 metros. Sin embargo, México hasta 1968 había alrededor de 14 mil 399(1) Becquerel descubrió la radiactividad en sales de ura- mo. Alrededor del núcleo hay una nube de electro-se tienen antecedentes de perforación petrolera en pozos perforados para este fin, algunos de los cuales nio casi al mismo tiempo que el alemán Willhelm nes. El núcleo contiene dos tipos de partículas: el pro-China y Egipto, aunque fue hasta finales del siglo son utilizados aún para la observación, explotación descubrió los rayos X. Poco después, Marie Curie tón con una carga eléctrica positiva de +1 y el neu-XIX y a lo largo del XX cuando se lograron los y recarga de mantos acuíferos. hizo el crucial descubrimiento y aislamiento del ra- trón eléctricamente neutro. En un átomo completo, elavances tecnológicos que hoy admiramos. dio, elemento radiactivo. En 1905 el físico Ernest número de protones en el núcleo está balanceado por Otro de los objetivos está relacionado con la indus- Rutherford complementa el estudio al descubrir que igual número de electrones en el exterior de la nube;En México, el desarrollo de la industria de la tria del azufre. Para la explotación de ese recurso se los procesos radiactivos de los minerales podían ser cada uno de ellos tiene una carga negativa de –1. Elperforación ha respondido históricamente a factores usaron un total de 379 pozos con una profundidad utilizados para fechar las rocas. Él dató un mineral número de protones (o electrones) es único para cadade tipo económico, político y social que se han visto promedio de 288 m en ese mismo año. uranio en su laboratorio en la Universidad de McGill elemento y se denomina número atómico (general-reflejados en la oferta y demanda de este servicio. en Montreal, Canadá. En el mismo año, Boltwood mente simbolizado con una “Z”). La suma de las ma- La industria de la electricidad se benefició también en Yale, Estados Unidos, descubrió el “ionium” que sas de los protones y neutrones es el peso atómicoDurante las dos terceras partes del presente siglo, la con la perforación. Hizo posible la explotación de era un isótopo de torio. Fue hasta 1913 cuando del átomo. Todos los átomos del mismo elemento tie-explotación de hidrocarburos estuvo enfocada zonas geotérmicas contenedoras de grandes Soddy clarificó la naturaleza de los isótopos cuyos nen el mismo número atómico; por ejemplo, el nú-principalmente a la extracción de grandes volúmenes cantidades de vapor que se utiliza para generar la métodos podrían ser refinados y hacerlos más mero atómico del carbón es 6. Los diferentes isótopospor medio de la perforación intensiva. Al disminuir energía eléctrica tan indispensable en la vida aproximados. de un elemento tienen el mismo número de protones(1) Perforadora Latina, S.A. México y el aprovechamiento de sus aguas subterráneas. México, 1971.34 19
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicopero diferente número de neutrones. Los isótopos de que se utiliza para fechar, debido a que la hija, 40Ar, de Gas puesto en operación en 1978, con 78 kiló- b) Algas marinascarbón existen con 6, 7 y 8 neutrones, con masas ató- puede ser fácilmente distinguida del argón ordinario metros de ductos que atraviesan el municipio de c) Fitoplancton, zooplancton y bacteriasmicas de 12, 13 y 14. De estos isótopos, el carbono 12 formado de otra forma; mientras que 40Ca es calcio Huimanguillo de oriente a poniente.(12C) y el carbono 13 (13C) son estables; es decir, no ordinario y los átomos de origen radiogénico no pue- 6.- El porcentaje de conservación de materia orgá-cambian o se desintegran espontáneamente. Pero el den ser distinguidos de otros. A principios de los ochenta, se descubrieron nue- nica fósil es:14 C decae también de manera espontánea al elemen- vos campos como Jujo–Tecominoacán, Cárdenas a) 50%to nitrógeno. Otro elemento que experimenta el mis- Una vez que se descubrieron los isótopos y se inventa- Mora y Bellota, que resultaron productores en es- b) Menor al 4%mo fenómeno es el rubidio 87 (87Rb), que se transfor- ron instrumentos que permitieron realizar análisis quími- tructuras del Cretácico Inferior y Jurásico Superior. c) Entre 7 y 18%ma a estroncio 87 (87St). Una diferencia importante cos, comenzó la tarea de identificar la edad de las rocas. Durante los siguientes cinco años se encontraronentre el decaimiento del 14C y el 87Rb es la velocidad a El decaimiento del uranio–torio fue el primero que se es- en la parte norte y occidental de la región, los yaci- 7.- La reacción del rompimiento térmico y catalíticola que los átomos decaen. Esa velocidad es conocida tudió y es en esencia el más utilizado. Esto se debe a su mientos más significativos de esta década: Puerto de la matriz orgánica se llama:comúnmente como término de vida media: el tiempo facilidad de uso, pues sólo requiere un análisis químico Ceiba, Caparroso, Sen y Pijije. a) Térmisisrequerido por la mitad del número original del átomo ordinario para uranio y plomo. Es bastante exacto para b) Sedimentación térmicaradiactivo para que decaiga. Es decir, que después de dar una fecha aproximada en rocas que contienen mine- La suma de la producción comercial de los cam- c) Kerógenoque un elemento radiactivo es incorporado dentro de rales de uranio y en rocas que se considera contienen pos Sen en 1984, Luna en 1985, Pijije en 1986 y d) Ningunaun mineral, al término de la primera vida media, se poco plomo. Desafortunadamente, no se puede distin- otros campos, permitieron integrarlos en un com-queda una mitad; al fin de la segunda vida media se guir entre el plomo que se origina de los diferentes plejo de producción denominado Miguel A . 8.- Durante la diagénesis el factor más importantequeda un cuarto; al fin de la tercera un octavo y así isótopos de uranio y de torio. Zenteno Basurto. El desarrollo de este complejo en el origen del petróleo es:sucesivamente. compensó la declinación natural de la región. Aun- a) Historia térmica de las rocas generadoras El siguiente desarrollo en orden de importancia se dio que hay que enfatizar que en la década de los b) Velocidad de sedimentaciónSe puede comparar la velocidad de decaimiento de entre 1920 y 1930, cuando el espectrómetro de masa ochenta también sobresalen los campos Jujo y c) Salinidad del agua de mar14 C, 5,570 años, con el del 87Rb que tiene una vida media fue inventado. Ese instrumento fue diseñado para pro- Tecominoacán por su producción.de 47 billones de años. Es la vida media que dicta que ducir un haz de átomos eléctricamente cargados de la 9.- De acuerdo con tu criterio, la actividad14 C es comúnmente utilizado para cronometrar única- muestra que se va a estudiar. El haz pasa a través de microbiana durante la diagénesis es:mente los últimos 30,000 años o para la historia de la campos magnéticos y eléctricos, de tal forma que los CUESTIONARIO a) Muy importanteTierra, poco más de 5 vidas medias. En contraste, tres átomos son deflectados por una cantidad que depen- b) Intranscendentebillones de años, relacionadas con la edad de muchas de directamente de su masa. Estos isótopos de ele- 1- El origen del petróleo es: c) No afectarocas encontradas en la tierra, es solamente cerca de mentos pueden ser separados. La precisión y sensibi- a) Orgánico1/16 de una simple vida media del 87Rb. Este factor lidad de estos instrumentos se ha improvisado firme- b) Inorgánico 10.- La catagénesis se define como:hace del rubidio 87 una fácil elección para determinar mente, por lo que actualmente se pueden analizar has- a) El proceso de transformación en el lecho marinola edad de las rocas. ta cantidades por minuto de isótopos individuales. 2.- Las propiedades ópticas del petróleo apoyan la b) Alteración de la materia orgánica debido al teoría: efecto del aumento de temperaturaEl carbono 14 y el rubidio 87 experimentan un simple No todos los decaimientos radiactivos pueden ser ana- a) Orgánica c) Transformación por presiónproceso de decaimiento. El primer esquema de decai- lizados por la espectrometría de sus masas. Muchas b) Inorgánicamiento que ha sido utilizado para fechar es el elemento etapas del 14C son determinadas del carbón en una 11.-La temperatura definida a la actividad deuranio, utilizado ampliamente en la actualidad. El uranio planta muerta. Durante el crecimiento, las plantas se 3.- La Diagénesis es: catagénesis es:tiene dos isótopos radiactivos, cada uno de ellos decae a incorporan fijamente a una pequeña cantidad de 14C a a) El proceso de alteración biológico físico y quí- a) Entre –5 y 12 °Cun isótopo de plomo y helio. Otro elemento, el torio, tam- lo largo de otros isótopos de carbón contenidos en el mico b) Mayor de 150 °Cbién puede decaer a plomo. Las vidas medias de estos dióxido de carbono de la atmósfera. Cuando una plan- b) Una alteración biológica c) En un rango de 50 a 100 °Cdecaimientos es de miles de millones de años, lo cual los ta muere se detiene la fotosíntesis y no se lleva un c) Generación de petróleo por calentamientohace apropiados para datar los objetos más antiguos de nuevo 14C. La cantidad relativa de 14C en este punto, d) Ninguna de las definiciones mencionadas 12.- A la reorganización estructural del kerógeno senuestro sistema solar. es aproximadamente el mismo que el radio en la at- le llama: mósfera (un radio que se considera con un constante 4.- El principal aporte de materia orgánica para la a) CatagénesisOtro isótopo radiactivo de gran importancia para da- remanente para los últimos cien mil años), pero de- formación del petróleo actual es: b) Estabilidad del gastar la antigüedad de las rocas es el potasio 40. De- crece firmemente con la edad como el decaimiento a) Pequeños animales c) Metagénesiscae por un esquema que tiene dos rutas. En una de radiactivo del 14C. La cantidad de 14C remanente se mide b) Animales marinosellas, el 40K decae a un isótopo de calcio, 40Ca. Cerca indirectamente por el conteo del decaimiento de par- c) Vegetales superiores 13.-La migración primaria del petróleo ocurre por:del 89% de los átomos del 40K en cualquier grupo tículas emitidas por el 14C que aún permanece en la a) No existe espacio poroso dentro de la rocade átomos sigue esta ruta. El 11% restante de los muestra. El conteo, llamado 14C activo, puede ser uti- 5.- Las producciones más importantes de materia generadoraátomos del 40K decaen a la forma del gas inerte lizado para calcular la edad, si partimos de que el de- or gánica fósil son: b) Por la permeabilidad de la roca generadoraargón, 40Ar. La ruta de decaimiento posterior es la caimiento de partículas producidas es proporcional al a) Peces y moluscos c) Por la presión de sobrecarga20 33
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en MéxicoTeapa, Jalapa, Macuspana y Tenosique, culminan- En 1972, se inició una nueva etapa en la producción número de átomos de 14C presentes, y ese conteo pue- disuelto parte del plomo producido por el decaimien-do con la perforación, en 1951, del pozo José de hidrocarburos en esta porción del país, con los de ser comparado con la actividad más alta de una to del uranio, la edad puede ser subestimada. OtrosColomo y el decubrimiento de los campos descubrimientos de los campos que corresponden muestra contemporánea de 14C. eventos geológicos como el calentamiento o la diso-Cuauhtémoc y Bitzal, todos productores de gas, lo- al Mesozoico Chiapas–Tabasco. La producción de lución parcial de una roca en un episodio metamórfi-calizados en el municipio de Macuspana. hidrocarburos se consolidó como una de las princi- Hasta hace pocos años, era difícil extender este méto- co posterior pueden poner en cero el reloj geológico. pales actividades económicas del país. Este salto do hacia eras mayores de 40,000 años. Apenas hace La interpretación de las edades de potasio-argón esLa importancia de estos hallazgos motivó el esta- cualitativo debido a las formaciones del Mesozoico cinco años, los físicos comenzaron a desarrollar mé- complicada debido a que el elemento hijo es argón,blecimiento de la planta de absorción de gas licua- en el área Chiapas–Tabasco permitió la expansión todos que utilizan aceleradores de partículas para me- un gas que puede difundirse fuera del mineral sólido,do en Ciudad Pemex, primera planta industrial pe- de la industria petrolera, a partir de 1974. Un factor dir los átomos del 14C en la muestra, más que el conteo y esto provoca una falsa edad jóven de la roca. Sitrolera en Tabasco, inaugurada el 3 de marzo de importante en esa expansión fue el alza en los pre- de las partículas que decaen. Esto ha permitido datar partimos de que la velocidad de difusión del argón1958. En ese mismo año, se inició también la cons- cios del petróleo que permitió la perforación de materiales de 70,000 años de edad, como la habilidad depende en gran medida de la temperatura, que setrucción del gasoducto Ciudad Pemex–Minatitlán, pozos con más de 3,500 metros de profundidad. de fechar eventos relacionados a la reciente era gla- fecha actualmente, y puede ser interpretada como elpor donde sería enviada la producción gasera hacia ciar y el crecimiento de la cultura humana ha mejora- tiempo en que la roca se enfrió, permitiendo el sufi-el Bajío y al centro y oeste del país. El Gobierno Federal dio un fuerte impulso a la in- do notablemente. ciente argón para que la roca se detuviera, ese tiempo dustria petrolera en la región. En 1977 esto permitió se ha mostrado para apreciar posteriormente la for-Hasta finales de los años cincuenta, las principales al distrito de Comalcalco consolidarse como área Una vez que los minerales en una roca son formados, mación de la roca. Entonces una dificultad en la inter-zonas petroleras se localizaron al oriente del estado productora con un potencial que justificó el incre- cualquier elemento radiactivo guarda todo el tiempo pretación de la fecha radioactiva es proporcionadade Tabasco, en el actual sector operativo Ciudad mento de 36 equipos de perforación en 1972, a 46 transcurrido. Lo que actualmente se mide, es el tiem- como una ventaja y usada para aprender más acercaPemex, que comprende parte de los municipios de en 1974. Hacia 1977, la cifra llegó a 50 y, con la con- po transcurrido del elemento padre radiactivo que for- de la historia compleja de las rocas, tales como el tiem-Macuspana, Jonuta y Centla. Por otro lado, la ex- tratación de compañías perforadoras, se logró in- ma parte de una roca y cuyos elementos hijos no po de enfriamiento o episodios metamórficos.ploración al margen derecho del Río Tonalá, al po- crementar a 134 en 1980. Esto significó que en 1980 pueden escapar. Por ejemplo, cuando el uranio se in-niente de La Chontalpa, permitió el descubrimiento se utilizaran en el estado de Tabasco y su área adya- corpora a una roca formada de minerales que se con- Escalas de tiempo absoluto y estratigráficode los yacimientos Cinco Presidentes, Sánchez cente a Reforma, Chiapas, casi la mitad del total de gelan de un estado líquido, es separado por el proce-Magallanes, Ogarrio y La Central. equipos de perforación disponibles en el país. so de cristalización del plomo formado por el decai- Los geólogos que trabajan en sedimentos fósiles tie- miento previo. Una vez que el proceso de decaimien- nen un reloj fino para medir el tiempo. Este artefactoDurante la década de los sesenta, el aumento de El desarrollo de los campos Cactus, Sitio Grande, to se transforma en una roca sólida, los elementos es suficiente para que los geólogos puedan distinguirla demanda nacional de crudo, de gas natural, de Níspero, Samaria y Cunduacán, dio como resultado hijos son atrapados y las cantidades de plomo son las edades relativas de formaciones de pocos metroslíquidos de absorción, de productos derivados del un incremento notable en la producción de crudo y eventualmente producidas. Esta cantidad de parien- de espesor, pero que pueden representar periodos degas natural y de productos petroquímicos, pro- gas. La producción anual en el distrito de tes e hijos en una muestra de roca son una medida tiempo superiores a un millón de años. Se debe re-vocó una expansión moderada de la actividad pe- Comalcalco fue de 92 mil barriles por día en 1973, y del intervalo de tiempo entre lo actual y el tiempo en cordar, un millón de años, que es solamente 1/5000trolera en Tabasco, apoyada en parte por la cons- de 370 mil barriles por día en 1975. Con el desarro- que la roca se cristalizó. Estos métodos basados en el de la historia de la tierra. El registro de las rocas deltrucción de la red carretera. Así, en 1963 se inició llo de los nuevos campos Paredón, Oxiacaque y decaimiento del uranio, rubidio y potasio proporcio- mundo entero de sedimentos fósiles ha sido mapeadala construcción de la planta de absorción de La Giraldas, el volumen de producción diaria en 1979 nan la fecha de cristalización de las rocas en las que y subdividida en el esquema de eras, épocas y eda-Venta, y la explotación de los campos Samaria, llegó a 1’163 mil barriles por día. Por su parte, la se encuentran estos minerales y, por interferencia des, los geólogos estudian las rocas fosilíferas en elCarrizo y Platanal en las cercanías de Villahermosa. producción de gas natural creció de 701 millones geológica, de cualquier otra roca que tiene una edad campo que necesita solamente conocimientos deAsimismo, se intensificó el desarrollo de los cam- de pies cúbicos por día en 1972 a 1,132 millones de definida en relación con la roca analizada. Así, cuando paleontología para hacer un cálculo aproximado de lapos de gas natural de los municipios de Centla, pies cúbicos por día en 1975. Esta producción fue se fecha la cristalización de un granito, se sabe tam- época en que las rocas se estudiaron.Jonuta y Macuspana. duplicada en 1981, cuando los distritos de bién que está rodeado por rocas sedimentarias, en las Comalcalco y Ciudad Pemex obtuvieron 2,600 mi- que el granito se intrusionó cuando se cristalizó, y Utilizar la escala de tiempo estratigráfico es comoEn 1965, la producción diaria de crudo alcanzó la llones de pies cúbicos por día. que puede no ser más joven que el granito. Para de- leer un reloj que permite definir un tiempo de otro,cifra de 104 mil barriles por día y la de gas llegó a terminar la edad absoluta de las rocas sedimentarias pero sin dar una idea exacta de la realidad. Este596 millones de pies cúbicos. Entre ese mismo año Desde el punto de vista de la infraestructura, entre fechadas estratigráficamente es necesario saber la descubrimiento no fue tan sorprendente como ely 1972, se intensificó la exploración en el Distrito 1973 y 1981 se construyeron las líneas de conduc- edad geológica de las rocas sedimentarias así como de la edad radioactiva inmediatamente vista por al-Comalcalco–Terciario, que dio como resultado el ción necesarias para interconectar las diversas ins- conocer los fósiles y estratos que la cubren, siempre gunos geólogos como un medio para hacer un relojdesarrollo y operación de los campos Tupilco, El talaciones de procesamiento y transformación: Ciu- y cuando sean más jóvenes que otras rocas combinado que funcionara como un guardador deGolpe y Mecoacán. En ese periodo, el área petrole- dad Pemex con Cactus; Cunduacán con Samaria; radiactivamente fechadas o contengan minerales tiempo absoluto. Diez años después del descubri-ra de Tabasco estaba configurada por las zonas de Paredón con Cactus y el complejo marítimo Akal con fechables. miento de la radioactividad se fechó la primera rocaexplotación Macuspana y La Venta. Estas estaban la terminal Dos Bocas. En ese periodo, se tendieron por el método del uranio-plomo. Ocho años másunidas por ductos que permitían enviar hidrocarbu- alrededor de 4,500 kilómetros de ductos para estos Muchos factores pueden originar errores en las fechas tarde Arthur Holmes, un joven geólogo inglés, queros a la zona de Coatzacoalcos – Minatitlán. fines, que incluyen el troncal del Sistema Nacional obtenidas directamente por métodos radiactivos. Por aún no recibía su grado de doctorado, publicó la ejemplo, si las soluciones de agua subterránea han primera edición de lo que sería una obra clásica: La32 21
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicoedad de la Tierra. Holmes dijo que el fechado de la partes del Fanerozoico. Como se ha notado ante- destacan los campos Esturión, Tiburón, Atún, Bagre, Aren- perforó un pozo a 27.4 metros de profundidad, en eledad radioactiva era opuesto a la escala de tiempo riormente, los estratígrafos pueden dividir sus colum- que, Tintorera, Morsa y Escualo. anticlinal identificado con su mismo apellido, Sarlat.estratigráfico que encerraban las relaciones de la nas en dos unidades que pueden tener menos de cien En 1886, estableció una pequeña producción de acei-edad de los sedimentos fechados por los fósiles e años de edad, y pueden estimar casualmente el tiem- Los años setenta fueron una etapa importante para la te que no llegó a explotarse comercialmente.intrusionados por las rocas ígneas, los cuales fue- po relativo a los diez millones de años más cercanos. Región Norte. Se localizaron importantes yacimientosron fechadas por la radioactividad. La primera esti- en el área de Papaloapan como Remudadero, Mata Durante 1905, las compañías extranjeras que opera-mación del comienzo del Cámbrico fue colocada cer- Con todo lo anteriormente descrito, se puede for- Pionche, Cópite, Mecayucan y, en especial, se estima- ban en México produjeron aceite en forma comercialca de 600 millones de años antes del presente. Su mar un reloj geológico que describe la historia de ron las reservas del Paleocanal de Chicontepec. De en el campo denominado Capoacán, en domos sali-última estimación, publicada en 1959, poco antes la Tierra. El reloj mostrado en forma de espiral 1980 a 1998, los descubrimientos se han dado princi- nos cercanos a Coatzacoalcos, Veracruz. Más tarde,de su muerte, fue la misma. (figura 11) está formado de tal manera que cada palmente en el área de Burgos y pequeñas reservas fue producido aceite de diversas estructuras. Así, en revolución representa un billón de años cada sub- de aceite a lo largo de la región. 1911, se extrajo aceite de la estructura denominadaLa edad Fanerozoica contiene rocas con fósiles de or- división; las horas, corresponden a 100 millones Ixhuatlán; en 1928, de la de Concepción; en 1929, deganismos altos que representan cerca de 600 millo- de años y los minutos, representan un periodo de La Región Sur se encuentra ubicada al sureste de la la de Tonalá–El Burro; y en 1931, de la llamada El Plan,nes de años. Está dividida en etapas desiguales que 10 millones de años. A simple vista en este reloj República Mexicana. Limitada al norte con el Golfo de todas ellas situadas en el sur de Veracruz. Los dos úl-son: la Paleozoica de 350 a 400 millones de años, la se puede observar que la era Fanerozoica repre- México con la Región Norte en el paralelo 18 grados, timos campos fueron los de mayor importancia. Sumesozoica de 150 millones de años; la Cenozoica de senta un periodo corto de tiempo en la historia de al noroeste con el Río Tesechoacán, hacia el sureste producción de arenas proviene del Mioceno Inferior,70 millones de años. Los estratigráficos del siglo XIX la Tierra y el poco tiempo en que la humanidad limita con el Mar Caribe, Belice y Guatemala, y al sur Medio, Superior y Plioceno, asociadas a domos sali-dividieron en partes la columna geológica de acuerdo ha evolucionado (figura 12). con el Océano Pacífico. Su superficie es aproximada- nos o masas de sal existentes en el área.con lo que creían conveniente o apropiado en el área mente de 390 mil kilómetros cuadrados y comprendeque estudiaban. Si los chinos y los indios hubieran Ejercicios En 1940, se descubre el cam-hecho el mismo trabajo estratigráfico, la columna N po Progreso, ubicado al sures-podría tener diferencias lejanas. 1.¿Qué son las escalas de tiempo y cómo puede me- W E te de Villahermosa, Tabasco. Estados Unidos de América dirse su duración? S Después, en 1949, se descu-Descripción de la era Precámbrica brió el yacimiento de hidrocar- 2.Elabore un dibujo que muestre: la depositación Baja California Norte Sonora buros de La Venta, cuyo pri-Debido a que no hay fósiles para relacionarla, la de los sedimentos; una intrusión de rocas ígneas; Chihuahua mer pozo entró en operaciónPrecámbrica ha guardado siempre un misterio para una capa de sedimentos deformados; erosiones; Coahuila en 1954, con una producciónlos estratigráficos. Aunque no han estado disponibles intrusiones por diques ígneos y lavas extrusivas, de 125 barriles diarios de acei-para revelar las secuencias complicadas de rocas y depositación de sedimentos. Baja California Sur Sinaloa Durango Nuevo León te con una densidad de 36 gra-sedimentarias, ígneas y metamórficas en pequeñas Golfo de México dos API; de hecho, es una de Tamaulipasáreas donde fue posible correlacionar una capa a la 3.Muchas partículas finas de material se deposi- Zacatecas las mejores calidades de acei-siguiente, la conjetura completa que se requirió para tan a una velocidad de 1 cm/1,000 años. A esta San Luis Potosí te en la producción nacionalcorrelacionar una parte de un continente con otro. velocidad de depositación ¿cuánto tiempo tarda- Nayarit Aguascalientes Yucatán de crudo. Guanajuato Veracruz ría en acumularse una secuencia de un kilómetro, Océano Pacifico Jalisco Querétaro HidalgoExisten dos importantes diferencias entre el fecha- si la secuencia fuera interrumpida cada diez años México Paralelamente, en 1950, en- Quintana Roo D.F. Tlaxcalado radiactivo del Precámbrico y el fechado por una disconformidad durante la cual no hay Colima Michoacán Tabasco Morelos Puebla traron en operación los cam- Campecheestratigráfico del Fanerozoico. En primer lugar, los depositación por un millón de años? Guerrero pos Fortuna Nacional y Sarlat Región Sur Beliceeventos del Precámbrico que pudieron ser datados Oaxaca Chiapas en Macuspana, y aunque enson episodios significativos de intrusiones ígneas, III. CLASIFCACIÓN DE LOS YACIMIENTOS Guatemala esa época, la falta de una ca- Hondurasmetamorfismo o construcción de montañas; mien- rretera al interior del estado 0 100 200 300 400 500 km El Salvadortras que el Fanerozoico es fechado por las edades Los yacimientos petrolíferos se clasifican básicamen- dificultaba las comunicacio-de los sedimentos. Debido a estas diferencias, el te por el tipo de trampa en que se forman o por la nes y limitaba la actividadPrecámbrico proporciona un mayor registro discon- clase de fluidos que almacenan (figura 13). los estados de Guerrero, Oaxaca, Veracruz, Tabasco, exploratoria, se perforaron pozos en los municipiostinuo por la ocurrencia de intrusiones, Campeche, Chiapas, Yucatán y Quintana Roo. de Cárdenas, Huimanguillo y Macuspana, pertene-metamorfismo y construcción de montañas que son Por el tipo de trampa en que se almacenan, los yaci- cientes a las áreas denominadas Comalcalco – Ter-irregularmente comparados a casi todos los regis- mientos se clasifican en: La exploración en la porción sur y sureste de México ciario y Ciudad Pemex. Sin embargo, con la llegadatros continuos de sedimentación. En segundo lu- se inició prácticamente desde fines del siglo pasado, del ferrocarril del sureste y la construcción del tra-gar, la resolución o aproximación del fechado Trampas de Tipo Estructural.- Son aquellas en las que cuando en 1863 el sacerdote Manuel Gil y Sáenz des- mo carretero Coatzacoalcos – Villahermosa, se faci-radiactivo en el Precámbrico, aunque está firmemen- los hidrocarburos se encuentran asociados a pliegues cubrió lo que el llamó Mina de San Fernando, cerca litó la construcción de algunos caminos por partete improvisado, permanece más bajo que el fecha- o fallas tales como los anticlinales y los sinclinales (si- del poblado de Tepetitán, en el estado de Tabasco. En de Pemex, con el propósito de realizar exploracio-do estratigráfico en el buen conocimiento de las métricos y asimétricos). 1883, el doctor Simón Sarlat, gobernador de Tabasco, nes en los municipios de Cárdenas, Huimanguillo,22 31
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en MéxicoLa historia de la región comienza en abril de 1881, fe- dos el Toteco y Cerro Azul, propiedad en aquel en-cha en la que el doctor Adolph Autrey tomó posesión tonces de la Huasteca Petroleum Company. El 10 dede una mina de petróleo ubicada en la Hacienda de febrero de 1916, el pozo Cerro Azul-4 al llegar a laFuebero, municipio de Coatzintla, Veracruz, que bau- profundidad de 545 metros, arrojó la tubería deltizó con el nombre de La Constancia. Desde enton- pozo, destrozó la torre y alcanzó una altura de 180ces, se han realizado trabajos de exploración y explo- metros. Lo primero que salió a la superficie, fue gastación de las zonas con chapopoteras que existen en con una presión constante después de arrojar lasla región cercana a la actual ciudad de Poza Rica. Es- herramientas y haber roto la válvula. La produccióntos trabajos dieron como resultado la instalación de la del Cerro Azul-4, al 31 de diciembre de 1921, alcan-Refinería ubicada en la actual población de Papantla, zó más de 57 millones de barriles. En la actualidadVeracruz. fluye con 17 barriles diarios, y junto con el Casino- 7 y el Potrero del Llano-4, han sido de los pozosLa historia comercial de la industria petrolera se inicia más productivos en la historia petrolera mundial.en México en 1900, cuando los norteamericanos Char-les A. Candfield y Edward L. Doheny compraron la En el área cercana a Poza Rica fueron definidas lashacienda El Tulillo, en el municipio de Ébano, San Luis primeras localizaciones basadas en las chapopoterasPotosí y crearon la empresa Mexican Petroleum of del lugar. El primer pozo productor de la región fueCalifornia. En los terrenos de esta propiedad de 113 el pozo Furbero-2, de la compañía El Águila, que sehectáreas, que se extendía hacia los estados de terminó en el mes de octubre de 1907, a 581 me-Tamaulipas y Veracruz, se habían advertido señales tros. Este aportó una producción inicial de 25 barri-de hidrocarburos en el subsuelo. Los nuevos propie- les diarios de aceite, con lo cual se propició que di-tarios pronto comenzaron a perforar en un campo cer- cha compañía decidiera instalar una vía de ferroca-cano al cerro de La Dicha. A este primer campo petro- rril y un oleoducto hasta la estación de Cobos, a 7lero lo llamaron El Ébano. kilómetros del puerto de Tuxpan, Veracruz.El 14 de mayo de 1901, al llegar a la profundidad de La compañía de petróleo El Águila continúo con la433 metros, brotó aceite de un pozo que fue bautiza- exploración en los campos Mecatepec y Poza Rica.do con el nombre de Doheny–1, con una producción En febrero de 1928 terminó la perforación del pozode apenas 50 barriles diarios. Entre esta fecha y 1903 Mecatepec-4 a 1,000 metros de profundidad con unase perforaron 19 pozos más, con resultados similares producción diaria de 7,051 barriles de aceite, y el 24o menos favorables. Cabe señalar que la producción de julio de 1920 es terminado el pozo Poza Rica-2 aque se obtuvo de los pozos de este campo no llegó a 2,047 metros de profundidad, con una producciónlos 200 barriles diarios, por lo que se consideró un diaria inicial de 31 barriles de aceite y 101,777 piesfracaso. Posteriormente la compañía Mexican cúbicos de gas.Petroleum revivió debido a dos hechos concretos: uncrédito por 50 mil pesos que concedió el Banco de De entre 1940 a 1950, y después de la nacionaliza-San Luis Potosí a Doheny, y a la interpretación del in- ción de petróleo en 1938, se construyó la refinería Figura 11 Evolución de la Tierrageniero mexicano Ezequiel Ordóñez, quien marcó el Poza Rica y se intensificó la exploración en las áreassitio correcto para hallar el petróleo muy cerca del cerro de Miquetla, Jilapa, Poza Rica, Presidente Alemán,La Pez, en Ébano, San Luis Potosí. El 3 de abril, cuan- Vicente Guerrero y Tecolutla. Entre 1950 y 1951, se EPr = Era Precámbrica EPa = Época del Paleoceno PC= Periodo Cámbrico EEo = Época del Eocenodo se perforaba a una profundidad de 500 metros, incrementaron las actividades y se estudiaron las PO = Periodo Ordovícico EOl = Época del Oligocenobrotó un chorro de aceite negro a quince metros de áreas en donde se encuentran los campos de la nue- PS = Periodo Silúrico EM = Época del Miocenoaltura del pozo denominado La Pez-1, del cual se ex- va Faja de Oro. PD = Periodo Devónico EPl = Época del Pliocenotrajeron 1,500 barriles diarios de petróleo crudo du- EP = Era Paleozoica EPLs = Época del Pleistoceno o recienterante varios años. Con esta producción inició el verti- De 1955 a 1960, en la Región Norte, se realizaron descu- PM = Periodo Misisípico EH = Época del Holocenoginoso negocio que comprendía la exploración, ex- brimientos de hidrocarburos fuera de las áreas tradicio- PP = Periodo Pensilvánico ECe = Era Cenozoicaplotación y comercialización del petróleo en México. nalmente productoras, y se incorporaron reservas de PPe= Periodo Pérmico PC = Periodo Cuaternario campos como Tres Higueras, Tamaulipas- Constitucio- PTr = Periodo Triásico PT = Periodo TerciarioSin duda, uno de los pozos más espectaculares en la nes, San Andrés Hallazgo, Tres Hermanos y Cerro del PJu = Periodo Jurásico BA= Billones de años EMe = Era Mesozoicahistoria petrolera no sólo de México sino del mundo Carbón, entre otros. Durante los años sesenta se dieron PCr = Periodo Cretácicofue el Cerro Azul -4, localizado en los terrenos llama- los descubrimientos de la porción marina entre los que MA = Millones de años30 23
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México franja oolítica del Kim- antes del presente N Millones de años meridgiano (Campos Uech Tiempo Periodo Época W E Eventos geológicos Estados Unidos de América y Och), de las calizas frac- turadas del Cretácico (Cam- y paleontológicos Era S pos Yum, Misón y Kix); los mejor conocidos Baja California Norte Sonora de las brechas distales del Roca Sistema Series Chihuahua Cretácico Superior (Cam- Coahuila Golfo de México pos Chuc, Abkatún, Pol y Caan). Reciente Baja California Sur Sinaloa Durango Nuevo León Región Cuaternario 01 Marina La Región Norte es la más Glaciación Evolución del Tamaulipas Suroeste Pleistoceno Zacatecas mundial extensa del sistema petro- homosapiens 2 Nayarit San Luis Potosí Aguascalientes lero nacional con más de 2 Piloceno Orogenia del millones de kilómetros cua- Cenozoica Guanajuato Yucatán Veracruz Himalaya Evolución Querétaro drados. Limitada al norte 7 Océano Pacifico Jalisco Hidalgo temprana del México D.F. Tlaxcala Quintana Roo con Estados Unidos de Mioceno homo Colima Michoacán Morelos Puebla Tabasco Campeche Norteamérica, al este con el 28 Guerrero Belice Golfo de México, al ponien- Terciario Oligoceno Orogenia Oaxaca Chiapas te con el Océano Pacífico y 37 alpina Guatemala Honduras al sur con el Río Eoceno Aparición de 0 100 200 300 400 500 km El Salvador Papaloapan. caballos 53 Paleoceno Extinción de Esta región abarca los es- dinosaurios nó el 10 de abril del mismo año. Ahí se produce tados de Baja California Norte, Baja California Sur, 65 aceite de 28 grados API, a una profundidad total de Sonora, Sinaloa, Chihuahua, Coahuila, Nuevo León, Mesozoica Cretácico Primera etapa de Evolución de plantas 3,600 metros, en la formación Brecha Paleoceno y Tamaulipas,Durango, Zacatecas, San Luis Potosí, 136 montañas rocallosas Jurásico Aparición de aves y Cretácico Superior. Nayarit, Aguascalientes, Jalisco, Colima, Michoacán, mamíferos 190 Océano Atlántico Guanajuato, Querétaro, Hidalgo, Puebla, Tlaxcala, Triásico El marco geológico de la región contiene elemen- México, Morelos, Distrito Federal y parcialmente en 225 Apalaches tos que constituyen el Golfo de México: la Platafor- las entidades de Guerrero, Oaxaca y Veracruz. Pérmico ma de Yucatán, las Cuencas Pensil- 280 Ensamble final de Terciarias del Sureste, la N pangea Carbonífero vánico Cuenca de Veracruz y la Sie- 320 W E Formación extensiva de carbón Reptiles rra de Chiapas, sobre las Estados Unidos de América Paleozoica Misisípico S cuales ocurrieron diversos 345 Árboles eventos estructurales. La Sonora Devónico Baja California Norte Orogenia europea tectónica regional está de- 395 Chihuahua finida por las placas de Silúrico Coahuila Norteamérica, el Caribe y 430 Ordivícico Plantas Cocos. Baja California Sur Sinaloa Durango Nuevo León Peces primitivos 500 Región Norte Tamaulipas Golfo de México Cámbrico La estratigrafía de la Región Zacatecas 570 Evolución de organismos multicelulares y de conchas Marina Suroeste la consti- San Luis Potosí Formación de metales tuyen, básicamente, rocas Aguascalientes Precámbrica Nayarit Proterozoico 2,300 Depósitos de oro terrígenas y carbonatadas. Océano Pacifico Guanajuato Querétaro Veracruz Yucatán 2,800 Jalisco Hidalgo Las primeras son más fre- México Quintana Roo Arcaico Bacterias y algas cuentes en el Terciario y las Colima Michoacán D.F. Tlaxcala 4,800 Morelos Puebla Campeche Tabasco segundas en el Mesozoico. Guerrero Belice Los mejores yacimientos de 4,700 Oaxaca Chiapas la región se localizan en el Guatemala Honduras Mesozoico, como los de la Figura No. 12 Eras geológicas 0 100 200 300 400 500 km El Salvador24 29
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en MéxicoLa Marina Noreste se encuentra ubicada al su- como para la adquisición de información sísmica tra-reste del país, dentro de la plataforma continental dicional, en 1979.y del talud del Golfo de México. Abarca una su- SECCIONES DE TRAMPAS GEOLOGICASperficie de más de 166 mil kilómetros cuadrados Gracias a la elaboración de secciones geológicas es-y queda totalmente incluida dentro de las aguas tructurales y a los planos correspondientes, con el apo-territoriales nacionales, frente a las costas de yo de diferentes actividades geológicas de evaluaciónCampeche, Yucatán y Quintana Roo. regional y de detalle, se definieron los sistemas de de- pósito y su evolución N geológica, y además se ob- W E tuvo una mejor caracteriza- Estados Unidos de América ción de los yacimientos. S ANTICLINAL (A) COMBINACIÓN PLIEGUE INTRUSIÓN SALINA (F) Y FALLA (E) Baja California Norte Sonora La Región Marina Suroes- Chihuahua te se encuentra ubicada al Coahuila Golfo de México sureste del país, dentro de la plataforma continental y Baja California Sur Sinaloa Durango Nuevo León del talud continental del Golfo de México. Abarca Tamaulipas Zacatecas Región una superficie de 352,390 Marina San Luis Potosí Noreste kilómetros cuadrados; en la Nayarit Aguascalientes Yucatán parte sur limita con los es- Guanajuato Veracruz Jalisco Querétaro tados de Veracruz, Tabasco INTRUSIÓN IGNEA (G) SELLO SÓLIDO DE LENTES DE ARENAS (I) Océano Pacifico Hidalgo México Quintana Roo y Campeche, en dirección HIDROCARBUROS D.F. Tlaxcala Colima Michoacán Morelos Puebla Tabasco Campeche este con la Región Marina Guerrero Belice Noreste; al norte por las lí- Oaxaca Chiapas neas limítrofes de las aguas Guatemala territoriales; y al oeste con Honduras el proyecto Golfo de Méxi- 0 100 200 300 400 500 km El Salvador co de la Región Norte.Con la información geológica obtenida de los pozos Desde el punto de vista exploratorio, la región se localizaperforados en la península de Yucatán, norte de dentro de la Provincia Geológica Marina de Coatzacoalcos. MONOCLINAL Y VARIA- DISCORDANCIA (7) ZONA FRACTURADA (H)Campeche y los del área continental de Chiapas– Sus antecedentes se remontan a 1923, cuando compa- CIÓN DE POROSIDAD YTabasco, se inició la elaboración de mapas ñías petroleras extranjeras realizaron estudios geofísicos PERMEABILIDAD (J2)paleogeográficos del Jurásico y Cretácico que indica- en la porción continental. En 1949, bajo la administraciónron condiciones estructurales y sedimentológicas si- de Petróleos Mexicanos, se hicieron estudios de la por-milares entre la Sonda de Campeche y del área de ción marina frente a las costas de Coatzacoalcos yChiapas–Tabasco. Veracruz; se perforó un pozo terrestre con dirección al mar, denominado Tortuguero–1. La actividad exploratoriaEn esta porción se delinearon 30 estructuras con cie- continuó en forma irregular hacia el mar y en 1959 serre estructural favorable para la acumulación de hi- descubrió el campo Santa Ana, productor de aceite endrocarburos. De las estructuras interpretadas, sobre- arenas del Mioceno de la formación Encanto. El descu-salieron las del complejo Cantarell, una de las cuales brimiento de este campo confirmó el potencial petrolero CAMBIO DE POROSIDAD COMBINACIÓN DE COMBINACIÓN DEfue perforada en 1975. El pozo exploratorio Chac–1 del área marina. Sin embargo, es posible considerar como POR METASOMATISMO PLIEGUE Y VARIACIÓN DE PLIEGUE, FALLA Y VARIA-confirmó la acumulación de hidrocarburos en la Son- el verdadero inicio de la historia de la Región Marina Su- DOLOMÍTICO POROSIDAD Y CIÓN DE POROSIDAD (J)da de Campeche, en donde se producen aceite y gas roeste en 1971, cuando se concluyó el pozo Marbella-1. PERMEABILIDAD (J)en dolomías clásticas (brechas) del Paleoceno Inferior ACEITEy Cretácico Superior. Su producción inicial diaria de A partir de esa fecha, la actividad exploratoria seaceite fue de 952 barriles. Este descubrimiento fue un incrementó, particularmente hacia la Sonda deincentivo para los trabajos de operación geológica, pro- Campeche. En 1979, se descubrió un yacimiento decesado interpretación de información sísmica, así aceite ligero con el pozo Abkatún 1–A que se termi- Figura No. 1328 25
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en MéxicoTrampas estratigráficas.- Son diversas y depen- marco estricto de seguridad industrial y protec- energía acústica al interior de la tierra y la detección dos con el fin de seleccionar el área más factible deden exclusivamente del carácter sedimentológico ción ecológica. de las ondas reflejadas por las diferentes capas perforarse y que incorpore el mayor volumen dede las formaciones que las constituyen. Un cam- geológicas ayuda a predecir la estructura y proba- petróleo. Para alcanzar esto, es necesario efectuarbio lateral de arena a lutita constituye una trampa Con el fin de cumplir los objetivos anteriores, la ex- ble composición de las rocas en el subsuelo. Esta trabajos de detalle sismológico, interpretaciónestratigráfica ploración petrolera se debe realizar en las siguientes hipótesis se corrobora posteriormente con la per- geológica y geofísica detallada y modelado etapas: (figura 14). foración de pozos de sondeo estratigráfico. geoquímico.Trampas combinadas.- Se refieren a las trampas enlas que se conjugan aspectos estratigráficos y 1. Estudio de cuencas. 2. Sistema petrolero 5. Prueba de prospectostectónicos 2. Sistema petrolero. 3. Identificación, evaluación y selección de plays. Una vez definida la potencialidad de la pila de sedi- Localizado el mejor sitio, se realiza la prueba de pros-Trampas asociadas a intrusiones ígneas.- Se cono- 4. Identificación, evaluación y selección de prospec- mentos de una cuenca para almacenar hidrocarbu- pectos de perforación con la finalidad de confirmarcen casos en los que una intrusión ígnea (sill) hace tos. ros, se inician los estudios para detectar las áreas de los postulados objetivos petroleros. Los geólogos ylas funciones de roca sello. 5. Prueba de prospectos. rocas que generan y concentran aceite o gas (Sistema paleontólogos del estudio de las muestras cortadas 6. Delimitación y caracterización inicial. petrolero) en algún lugar de la cuenca sedimentaria. por el pozo y del análisis de los registros geofísicosOtra forma de clasificar los yacimientos es por el Los métodos más valiosos utilizados son análisis evalúan las capas del subsuelo y seleccionan aquellastipo de fluidos que almacenan, y son: 1. Estudio de las cuencas geoquímicos de la rocas e hidrocarburos presentes en donde es factible extraer hidrocarburos. (chapopoteras e impregnaciones en las rocas) y mo-Aceite negro.- Contiene hidrocarburos líquidos vis- Los estudios de cuencas están encaminados a defi- delado de madurez térmica. 6. Delimitación y caracterización inicialcosos de color café obscuro a negro con densidades nir la secuencia estratigráfica, espesor y tipo de rocaque varían de 30 a 40 °API. (depositadas inicialmente en forma de sedimentos 3. Identificación, evaluación y selección de plays Lead.- Es una trampa parcialmente mapeada y no en depresiones marinas como el actual Golfo de perforada sobre un play, en una trampa estructural y/Aceite volátil.- Los hidrocarburos contenidos por ese México), así como el tiempo de su deformación. Esto Play.- Es un grupo de prospectos o campos con simi- o estratigráfica sin definición suficientemente comotipo de yacimiento son de color café claro con ma- con la finalidad de estimar qué tipo de rocas pue- litudes geológicas en cuanto a generación, acumula- para aprobarse su perforación y sin un trabajo adicio-tiz amarillo, rojo, o verde, y su densidad varía de 40 den almacenar petróleo o gas. Para lograrlo, se re- ción, trampa, maduración, migración y preservación. nal que reduzca su incertidumbre.a 50 °API. quiere apoyarse en investigaciones como la inter- La organización de los tipos de plays para análisis eco- pretación de imágenes (fotografías) de satélite, es- nómico es fundamental para el proceso de evaluación. Descubierto el yacimiento, es posible entrar a la últi-Gas y condensado.- Estos yacimientos contienen hi- tudio de afloramientos, estudios geoquímicos, ma fase del proceso exploratorio: la evaluación dedrocarburos condensados, en los que predomina cartografiado de chapopoteras, y levantamientos Los trabajos de identificación y evaluación de los ob- campos. En esta etapa se realizan los estudios nece-el gas en fase líquida. Típicamente, su densidad se geofísicos regionales. La sismología exploratoria es jetivos petroleros (play) permiten delimitar aquellas sarios para conocer con mayor seguridad la anato-encuentra entre 50 y 70 °API. la más resolutiva: mediante la inducción por me- áreas con mayor probabilidad de encontrar hidrocar- mía interna del yacimiento, la cantidad de reservas de dios artificiales (vibrosismos, dinamita, étera.) de buros; es decir, que las rocas generadora y petróleo que contiene la estructura descubierta, asíGas húmedo.- Almacenan gas con pe- almacenadora, trampa y sello asi como la sincronía y como la forma más rentable y racional para extraerqueñas cantidades de líquido de color migración estén presentes. Para ello se requieren es- los hidrocarburos. En esta etapa, la geología, geofísicaclaro o rosado, y sus densidades va- tudios complementarios, de sismología y análisis de e ingeniería de yacimientos entran en acción.rían entre 60 y 70 °API. laboratorio, así como la perforación de un pozo de- nominado de “evaluación de potencial”. Es importante mencionar que en cada una de las eta-Gas seco.- Estos yacimientos contie- pas de este proceso exploratorio se realiza un análisisnen gas seco como el metano, que 4. Identificación, evaluación y selección de económico con la finalidad de determinar la rentabili-tiene una fracción mol superior al prospectos dad de las inversiones y descartar las áreas de mayor95%; básicamente no contienen líqui- CHAPOPOTERA riesgo.dos. Prospecto.- es una trampa mapeada no perforada so- bre un play, en donde existe información sísmica de V. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LOS YACIMIEN- LUTITAS Y ARENISCASIV. ETAPAS DEL PROCESO suficiente calidad para definir totalmente los cierres TOS EN MÉXICOEXPLORATORIO estructurales y/o estratigráficos. El prospecto deberá tener el volumen suficiente de reservas y un bajo ries- Los yacimientos petrolíferos ubicados en el territorioEl objetivo de la exploración en Méxi- go para obtener un VPN(Valor Presente Neto) y VME mexicano han sido agrupados en tres regiones conco es evaluar el potencial petrolífero CARBONATOS (Valor Monetario Esperado) positivos. fines de estudio, control y desarrollo: la Región Mari-del subsuelo, patrimonio de la Na- na, la Región Norte y la Región Sur. ROCA IGNEAción, e incorporar reservas probadas La siguiente etapa es la identificación y selección dede hidrocarburos dentro de normas prospectos (localizaciones de pozos exploratorios) La Región Marina, a su vez, está integrada por dosde excelencia a nivel mundial bajo el para lo cual se detallan los cuatro elementos ya cita- regiones: la Marina Noreste y la Marina Suroeste. Figura 14 Etapas del proceso exploratorio26 27
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en MéxicoTrampas estratigráficas.- Son diversas y depen- marco estricto de seguridad industrial y protec- energía acústica al interior de la tierra y la detección dos con el fin de seleccionar el área más factible deden exclusivamente del carácter sedimentológico ción ecológica. de las ondas reflejadas por las diferentes capas perforarse y que incorpore el mayor volumen dede las formaciones que las constituyen. Un cam- geológicas ayuda a predecir la estructura y proba- petróleo. Para alcanzar esto, es necesario efectuarbio lateral de arena a lutita constituye una trampa Con el fin de cumplir los objetivos anteriores, la ex- ble composición de las rocas en el subsuelo. Esta trabajos de detalle sismológico, interpretaciónestratigráfica ploración petrolera se debe realizar en las siguientes hipótesis se corrobora posteriormente con la per- geológica y geofísica detallada y modelado etapas: (figura 14). foración de pozos de sondeo estratigráfico. geoquímico.Trampas combinadas.- Se refieren a las trampas enlas que se conjugan aspectos estratigráficos y 1. Estudio de cuencas. 2. Sistema petrolero 5. Prueba de prospectostectónicos 2. Sistema petrolero. 3. Identificación, evaluación y selección de plays. Una vez definida la potencialidad de la pila de sedi- Localizado el mejor sitio, se realiza la prueba de pros-Trampas asociadas a intrusiones ígneas.- Se cono- 4. Identificación, evaluación y selección de prospec- mentos de una cuenca para almacenar hidrocarbu- pectos de perforación con la finalidad de confirmarcen casos en los que una intrusión ígnea (sill) hace tos. ros, se inician los estudios para detectar las áreas de los postulados objetivos petroleros. Los geólogos ylas funciones de roca sello. 5. Prueba de prospectos. rocas que generan y concentran aceite o gas (Sistema paleontólogos del estudio de las muestras cortadas 6. Delimitación y caracterización inicial. petrolero) en algún lugar de la cuenca sedimentaria. por el pozo y del análisis de los registros geofísicosOtra forma de clasificar los yacimientos es por el Los métodos más valiosos utilizados son análisis evalúan las capas del subsuelo y seleccionan aquellastipo de fluidos que almacenan, y son: 1. Estudio de las cuencas geoquímicos de la rocas e hidrocarburos presentes en donde es factible extraer hidrocarburos. (chapopoteras e impregnaciones en las rocas) y mo-Aceite negro.- Contiene hidrocarburos líquidos vis- Los estudios de cuencas están encaminados a defi- delado de madurez térmica. 6. Delimitación y caracterización inicialcosos de color café obscuro a negro con densidades nir la secuencia estratigráfica, espesor y tipo de rocaque varían de 30 a 40 °API. (depositadas inicialmente en forma de sedimentos 3. Identificación, evaluación y selección de plays Lead.- Es una trampa parcialmente mapeada y no en depresiones marinas como el actual Golfo de perforada sobre un play, en una trampa estructural y/Aceite volátil.- Los hidrocarburos contenidos por ese México), así como el tiempo de su deformación. Esto Play.- Es un grupo de prospectos o campos con simi- o estratigráfica sin definición suficientemente comotipo de yacimiento son de color café claro con ma- con la finalidad de estimar qué tipo de rocas pue- litudes geológicas en cuanto a generación, acumula- para aprobarse su perforación y sin un trabajo adicio-tiz amarillo, rojo, o verde, y su densidad varía de 40 den almacenar petróleo o gas. Para lograrlo, se re- ción, trampa, maduración, migración y preservación. nal que reduzca su incertidumbre.a 50 °API. quiere apoyarse en investigaciones como la inter- La organización de los tipos de plays para análisis eco- pretación de imágenes (fotografías) de satélite, es- nómico es fundamental para el proceso de evaluación. Descubierto el yacimiento, es posible entrar a la últi-Gas y condensado.- Estos yacimientos contienen hi- tudio de afloramientos, estudios geoquímicos, ma fase del proceso exploratorio: la evaluación dedrocarburos condensados, en los que predomina cartografiado de chapopoteras, y levantamientos Los trabajos de identificación y evaluación de los ob- campos. En esta etapa se realizan los estudios nece-el gas en fase líquida. Típicamente, su densidad se geofísicos regionales. La sismología exploratoria es jetivos petroleros (play) permiten delimitar aquellas sarios para conocer con mayor seguridad la anato-encuentra entre 50 y 70 °API. la más resolutiva: mediante la inducción por me- áreas con mayor probabilidad de encontrar hidrocar- mía interna del yacimiento, la cantidad de reservas de dios artificiales (vibrosismos, dinamita, étera.) de buros; es decir, que las rocas generadora y petróleo que contiene la estructura descubierta, asíGas húmedo.- Almacenan gas con pe- almacenadora, trampa y sello asi como la sincronía y como la forma más rentable y racional para extraerqueñas cantidades de líquido de color migración estén presentes. Para ello se requieren es- los hidrocarburos. En esta etapa, la geología, geofísicaclaro o rosado, y sus densidades va- tudios complementarios, de sismología y análisis de e ingeniería de yacimientos entran en acción.rían entre 60 y 70 °API. laboratorio, así como la perforación de un pozo de- nominado de “evaluación de potencial”. Es importante mencionar que en cada una de las eta-Gas seco.- Estos yacimientos contie- pas de este proceso exploratorio se realiza un análisisnen gas seco como el metano, que 4. Identificación, evaluación y selección de económico con la finalidad de determinar la rentabili-tiene una fracción mol superior al prospectos dad de las inversiones y descartar las áreas de mayor95%; básicamente no contienen líqui- CHAPOPOTERA riesgo.dos. Prospecto.- es una trampa mapeada no perforada so- bre un play, en donde existe información sísmica de V. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LOS YACIMIEN- LUTITAS Y ARENISCASIV. ETAPAS DEL PROCESO suficiente calidad para definir totalmente los cierres TOS EN MÉXICOEXPLORATORIO estructurales y/o estratigráficos. El prospecto deberá tener el volumen suficiente de reservas y un bajo ries- Los yacimientos petrolíferos ubicados en el territorioEl objetivo de la exploración en Méxi- go para obtener un VPN(Valor Presente Neto) y VME mexicano han sido agrupados en tres regiones conco es evaluar el potencial petrolífero CARBONATOS (Valor Monetario Esperado) positivos. fines de estudio, control y desarrollo: la Región Mari-del subsuelo, patrimonio de la Na- na, la Región Norte y la Región Sur. ROCA IGNEAción, e incorporar reservas probadas La siguiente etapa es la identificación y selección dede hidrocarburos dentro de normas prospectos (localizaciones de pozos exploratorios) La Región Marina, a su vez, está integrada por dosde excelencia a nivel mundial bajo el para lo cual se detallan los cuatro elementos ya cita- regiones: la Marina Noreste y la Marina Suroeste. Figura 14 Etapas del proceso exploratorio26 27
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en MéxicoLa Marina Noreste se encuentra ubicada al su- como para la adquisición de información sísmica tra-reste del país, dentro de la plataforma continental dicional, en 1979.y del talud del Golfo de México. Abarca una su- SECCIONES DE TRAMPAS GEOLOGICASperficie de más de 166 mil kilómetros cuadrados Gracias a la elaboración de secciones geológicas es-y queda totalmente incluida dentro de las aguas tructurales y a los planos correspondientes, con el apo-territoriales nacionales, frente a las costas de yo de diferentes actividades geológicas de evaluaciónCampeche, Yucatán y Quintana Roo. regional y de detalle, se definieron los sistemas de de- pósito y su evolución N geológica, y además se ob- W E tuvo una mejor caracteriza- Estados Unidos de América ción de los yacimientos. S ANTICLINAL (A) COMBINACIÓN PLIEGUE INTRUSIÓN SALINA (F) Y FALLA (E) Baja California Norte Sonora La Región Marina Suroes- Chihuahua te se encuentra ubicada al Coahuila Golfo de México sureste del país, dentro de la plataforma continental y Baja California Sur Sinaloa Durango Nuevo León del talud continental del Golfo de México. Abarca Tamaulipas Zacatecas Región una superficie de 352,390 Marina San Luis Potosí Noreste kilómetros cuadrados; en la Nayarit Aguascalientes Yucatán parte sur limita con los es- Guanajuato Veracruz Jalisco Querétaro tados de Veracruz, Tabasco INTRUSIÓN IGNEA (G) SELLO SÓLIDO DE LENTES DE ARENAS (I) Océano Pacifico Hidalgo México Quintana Roo y Campeche, en dirección HIDROCARBUROS D.F. Tlaxcala Colima Michoacán Morelos Puebla Tabasco Campeche este con la Región Marina Guerrero Belice Noreste; al norte por las lí- Oaxaca Chiapas neas limítrofes de las aguas Guatemala territoriales; y al oeste con Honduras el proyecto Golfo de Méxi- 0 100 200 300 400 500 km El Salvador co de la Región Norte.Con la información geológica obtenida de los pozos Desde el punto de vista exploratorio, la región se localizaperforados en la península de Yucatán, norte de dentro de la Provincia Geológica Marina de Coatzacoalcos. MONOCLINAL Y VARIA- DISCORDANCIA (7) ZONA FRACTURADA (H)Campeche y los del área continental de Chiapas– Sus antecedentes se remontan a 1923, cuando compa- CIÓN DE POROSIDAD YTabasco, se inició la elaboración de mapas ñías petroleras extranjeras realizaron estudios geofísicos PERMEABILIDAD (J2)paleogeográficos del Jurásico y Cretácico que indica- en la porción continental. En 1949, bajo la administraciónron condiciones estructurales y sedimentológicas si- de Petróleos Mexicanos, se hicieron estudios de la por-milares entre la Sonda de Campeche y del área de ción marina frente a las costas de Coatzacoalcos yChiapas–Tabasco. Veracruz; se perforó un pozo terrestre con dirección al mar, denominado Tortuguero–1. La actividad exploratoriaEn esta porción se delinearon 30 estructuras con cie- continuó en forma irregular hacia el mar y en 1959 serre estructural favorable para la acumulación de hi- descubrió el campo Santa Ana, productor de aceite endrocarburos. De las estructuras interpretadas, sobre- arenas del Mioceno de la formación Encanto. El descu-salieron las del complejo Cantarell, una de las cuales brimiento de este campo confirmó el potencial petrolero CAMBIO DE POROSIDAD COMBINACIÓN DE COMBINACIÓN DEfue perforada en 1975. El pozo exploratorio Chac–1 del área marina. Sin embargo, es posible considerar como POR METASOMATISMO PLIEGUE Y VARIACIÓN DE PLIEGUE, FALLA Y VARIA-confirmó la acumulación de hidrocarburos en la Son- el verdadero inicio de la historia de la Región Marina Su- DOLOMÍTICO POROSIDAD Y CIÓN DE POROSIDAD (J)da de Campeche, en donde se producen aceite y gas roeste en 1971, cuando se concluyó el pozo Marbella-1. PERMEABILIDAD (J)en dolomías clásticas (brechas) del Paleoceno Inferior ACEITEy Cretácico Superior. Su producción inicial diaria de A partir de esa fecha, la actividad exploratoria seaceite fue de 952 barriles. Este descubrimiento fue un incrementó, particularmente hacia la Sonda deincentivo para los trabajos de operación geológica, pro- Campeche. En 1979, se descubrió un yacimiento decesado interpretación de información sísmica, así aceite ligero con el pozo Abkatún 1–A que se termi- Figura No. 1328 25
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México franja oolítica del Kim- antes del presente N Millones de años meridgiano (Campos Uech Tiempo Periodo Época W E Eventos geológicos Estados Unidos de América y Och), de las calizas frac- turadas del Cretácico (Cam- y paleontológicos Era S pos Yum, Misón y Kix); los mejor conocidos Baja California Norte Sonora de las brechas distales del Roca Sistema Series Chihuahua Cretácico Superior (Cam- Coahuila Golfo de México pos Chuc, Abkatún, Pol y Caan). Reciente Baja California Sur Sinaloa Durango Nuevo León Región Cuaternario 01 Marina La Región Norte es la más Glaciación Evolución del Tamaulipas Suroeste Pleistoceno Zacatecas mundial extensa del sistema petro- homosapiens 2 Nayarit San Luis Potosí Aguascalientes lero nacional con más de 2 Piloceno Orogenia del millones de kilómetros cua- Cenozoica Guanajuato Yucatán Veracruz Himalaya Evolución Querétaro drados. Limitada al norte 7 Océano Pacifico Jalisco Hidalgo temprana del México D.F. Tlaxcala Quintana Roo con Estados Unidos de Mioceno homo Colima Michoacán Morelos Puebla Tabasco Campeche Norteamérica, al este con el 28 Guerrero Belice Golfo de México, al ponien- Terciario Oligoceno Orogenia Oaxaca Chiapas te con el Océano Pacífico y 37 alpina Guatemala Honduras al sur con el Río Eoceno Aparición de 0 100 200 300 400 500 km El Salvador Papaloapan. caballos 53 Paleoceno Extinción de Esta región abarca los es- dinosaurios nó el 10 de abril del mismo año. Ahí se produce tados de Baja California Norte, Baja California Sur, 65 aceite de 28 grados API, a una profundidad total de Sonora, Sinaloa, Chihuahua, Coahuila, Nuevo León, Mesozoica Cretácico Primera etapa de Evolución de plantas 3,600 metros, en la formación Brecha Paleoceno y Tamaulipas,Durango, Zacatecas, San Luis Potosí, 136 montañas rocallosas Jurásico Aparición de aves y Cretácico Superior. Nayarit, Aguascalientes, Jalisco, Colima, Michoacán, mamíferos 190 Océano Atlántico Guanajuato, Querétaro, Hidalgo, Puebla, Tlaxcala, Triásico El marco geológico de la región contiene elemen- México, Morelos, Distrito Federal y parcialmente en 225 Apalaches tos que constituyen el Golfo de México: la Platafor- las entidades de Guerrero, Oaxaca y Veracruz. Pérmico ma de Yucatán, las Cuencas Pensil- 280 Ensamble final de Terciarias del Sureste, la N pangea Carbonífero vánico Cuenca de Veracruz y la Sie- 320 W E Formación extensiva de carbón Reptiles rra de Chiapas, sobre las Estados Unidos de América Paleozoica Misisípico S cuales ocurrieron diversos 345 Árboles eventos estructurales. La Sonora Devónico Baja California Norte Orogenia europea tectónica regional está de- 395 Chihuahua finida por las placas de Silúrico Coahuila Norteamérica, el Caribe y 430 Ordivícico Plantas Cocos. Baja California Sur Sinaloa Durango Nuevo León Peces primitivos 500 Región Norte Tamaulipas Golfo de México Cámbrico La estratigrafía de la Región Zacatecas 570 Evolución de organismos multicelulares y de conchas Marina Suroeste la consti- San Luis Potosí Formación de metales tuyen, básicamente, rocas Aguascalientes Precámbrica Nayarit Proterozoico 2,300 Depósitos de oro terrígenas y carbonatadas. Océano Pacifico Guanajuato Querétaro Veracruz Yucatán 2,800 Jalisco Hidalgo Las primeras son más fre- México Quintana Roo Arcaico Bacterias y algas cuentes en el Terciario y las Colima Michoacán D.F. Tlaxcala 4,800 Morelos Puebla Campeche Tabasco segundas en el Mesozoico. Guerrero Belice Los mejores yacimientos de 4,700 Oaxaca Chiapas la región se localizan en el Guatemala Honduras Mesozoico, como los de la Figura No. 12 Eras geológicas 0 100 200 300 400 500 km El Salvador24 29
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en MéxicoLa historia de la región comienza en abril de 1881, fe- dos el Toteco y Cerro Azul, propiedad en aquel en-cha en la que el doctor Adolph Autrey tomó posesión tonces de la Huasteca Petroleum Company. El 10 dede una mina de petróleo ubicada en la Hacienda de febrero de 1916, el pozo Cerro Azul-4 al llegar a laFuebero, municipio de Coatzintla, Veracruz, que bau- profundidad de 545 metros, arrojó la tubería deltizó con el nombre de La Constancia. Desde enton- pozo, destrozó la torre y alcanzó una altura de 180ces, se han realizado trabajos de exploración y explo- metros. Lo primero que salió a la superficie, fue gastación de las zonas con chapopoteras que existen en con una presión constante después de arrojar lasla región cercana a la actual ciudad de Poza Rica. Es- herramientas y haber roto la válvula. La produccióntos trabajos dieron como resultado la instalación de la del Cerro Azul-4, al 31 de diciembre de 1921, alcan-Refinería ubicada en la actual población de Papantla, zó más de 57 millones de barriles. En la actualidadVeracruz. fluye con 17 barriles diarios, y junto con el Casino- 7 y el Potrero del Llano-4, han sido de los pozosLa historia comercial de la industria petrolera se inicia más productivos en la historia petrolera mundial.en México en 1900, cuando los norteamericanos Char-les A. Candfield y Edward L. Doheny compraron la En el área cercana a Poza Rica fueron definidas lashacienda El Tulillo, en el municipio de Ébano, San Luis primeras localizaciones basadas en las chapopoterasPotosí y crearon la empresa Mexican Petroleum of del lugar. El primer pozo productor de la región fueCalifornia. En los terrenos de esta propiedad de 113 el pozo Furbero-2, de la compañía El Águila, que sehectáreas, que se extendía hacia los estados de terminó en el mes de octubre de 1907, a 581 me-Tamaulipas y Veracruz, se habían advertido señales tros. Este aportó una producción inicial de 25 barri-de hidrocarburos en el subsuelo. Los nuevos propie- les diarios de aceite, con lo cual se propició que di-tarios pronto comenzaron a perforar en un campo cer- cha compañía decidiera instalar una vía de ferroca-cano al cerro de La Dicha. A este primer campo petro- rril y un oleoducto hasta la estación de Cobos, a 7lero lo llamaron El Ébano. kilómetros del puerto de Tuxpan, Veracruz.El 14 de mayo de 1901, al llegar a la profundidad de La compañía de petróleo El Águila continúo con la433 metros, brotó aceite de un pozo que fue bautiza- exploración en los campos Mecatepec y Poza Rica.do con el nombre de Doheny–1, con una producción En febrero de 1928 terminó la perforación del pozode apenas 50 barriles diarios. Entre esta fecha y 1903 Mecatepec-4 a 1,000 metros de profundidad con unase perforaron 19 pozos más, con resultados similares producción diaria de 7,051 barriles de aceite, y el 24o menos favorables. Cabe señalar que la producción de julio de 1920 es terminado el pozo Poza Rica-2 aque se obtuvo de los pozos de este campo no llegó a 2,047 metros de profundidad, con una producciónlos 200 barriles diarios, por lo que se consideró un diaria inicial de 31 barriles de aceite y 101,777 piesfracaso. Posteriormente la compañía Mexican cúbicos de gas.Petroleum revivió debido a dos hechos concretos: uncrédito por 50 mil pesos que concedió el Banco de De entre 1940 a 1950, y después de la nacionaliza-San Luis Potosí a Doheny, y a la interpretación del in- ción de petróleo en 1938, se construyó la refinería Figura 11 Evolución de la Tierrageniero mexicano Ezequiel Ordóñez, quien marcó el Poza Rica y se intensificó la exploración en las áreassitio correcto para hallar el petróleo muy cerca del cerro de Miquetla, Jilapa, Poza Rica, Presidente Alemán,La Pez, en Ébano, San Luis Potosí. El 3 de abril, cuan- Vicente Guerrero y Tecolutla. Entre 1950 y 1951, se EPr = Era Precámbrica EPa = Época del Paleoceno PC= Periodo Cámbrico EEo = Época del Eocenodo se perforaba a una profundidad de 500 metros, incrementaron las actividades y se estudiaron las PO = Periodo Ordovícico EOl = Época del Oligocenobrotó un chorro de aceite negro a quince metros de áreas en donde se encuentran los campos de la nue- PS = Periodo Silúrico EM = Época del Miocenoaltura del pozo denominado La Pez-1, del cual se ex- va Faja de Oro. PD = Periodo Devónico EPl = Época del Pliocenotrajeron 1,500 barriles diarios de petróleo crudo du- EP = Era Paleozoica EPLs = Época del Pleistoceno o recienterante varios años. Con esta producción inició el verti- De 1955 a 1960, en la Región Norte, se realizaron descu- PM = Periodo Misisípico EH = Época del Holocenoginoso negocio que comprendía la exploración, ex- brimientos de hidrocarburos fuera de las áreas tradicio- PP = Periodo Pensilvánico ECe = Era Cenozoicaplotación y comercialización del petróleo en México. nalmente productoras, y se incorporaron reservas de PPe= Periodo Pérmico PC = Periodo Cuaternario campos como Tres Higueras, Tamaulipas- Constitucio- PTr = Periodo Triásico PT = Periodo TerciarioSin duda, uno de los pozos más espectaculares en la nes, San Andrés Hallazgo, Tres Hermanos y Cerro del PJu = Periodo Jurásico BA= Billones de años EMe = Era Mesozoicahistoria petrolera no sólo de México sino del mundo Carbón, entre otros. Durante los años sesenta se dieron PCr = Periodo Cretácicofue el Cerro Azul -4, localizado en los terrenos llama- los descubrimientos de la porción marina entre los que MA = Millones de años30 23
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicoedad de la Tierra. Holmes dijo que el fechado de la partes del Fanerozoico. Como se ha notado ante- destacan los campos Esturión, Tiburón, Atún, Bagre, Aren- perforó un pozo a 27.4 metros de profundidad, en eledad radioactiva era opuesto a la escala de tiempo riormente, los estratígrafos pueden dividir sus colum- que, Tintorera, Morsa y Escualo. anticlinal identificado con su mismo apellido, Sarlat.estratigráfico que encerraban las relaciones de la nas en dos unidades que pueden tener menos de cien En 1886, estableció una pequeña producción de acei-edad de los sedimentos fechados por los fósiles e años de edad, y pueden estimar casualmente el tiem- Los años setenta fueron una etapa importante para la te que no llegó a explotarse comercialmente.intrusionados por las rocas ígneas, los cuales fue- po relativo a los diez millones de años más cercanos. Región Norte. Se localizaron importantes yacimientosron fechadas por la radioactividad. La primera esti- en el área de Papaloapan como Remudadero, Mata Durante 1905, las compañías extranjeras que opera-mación del comienzo del Cámbrico fue colocada cer- Con todo lo anteriormente descrito, se puede for- Pionche, Cópite, Mecayucan y, en especial, se estima- ban en México produjeron aceite en forma comercialca de 600 millones de años antes del presente. Su mar un reloj geológico que describe la historia de ron las reservas del Paleocanal de Chicontepec. De en el campo denominado Capoacán, en domos sali-última estimación, publicada en 1959, poco antes la Tierra. El reloj mostrado en forma de espiral 1980 a 1998, los descubrimientos se han dado princi- nos cercanos a Coatzacoalcos, Veracruz. Más tarde,de su muerte, fue la misma. (figura 11) está formado de tal manera que cada palmente en el área de Burgos y pequeñas reservas fue producido aceite de diversas estructuras. Así, en revolución representa un billón de años cada sub- de aceite a lo largo de la región. 1911, se extrajo aceite de la estructura denominadaLa edad Fanerozoica contiene rocas con fósiles de or- división; las horas, corresponden a 100 millones Ixhuatlán; en 1928, de la de Concepción; en 1929, deganismos altos que representan cerca de 600 millo- de años y los minutos, representan un periodo de La Región Sur se encuentra ubicada al sureste de la la de Tonalá–El Burro; y en 1931, de la llamada El Plan,nes de años. Está dividida en etapas desiguales que 10 millones de años. A simple vista en este reloj República Mexicana. Limitada al norte con el Golfo de todas ellas situadas en el sur de Veracruz. Los dos úl-son: la Paleozoica de 350 a 400 millones de años, la se puede observar que la era Fanerozoica repre- México con la Región Norte en el paralelo 18 grados, timos campos fueron los de mayor importancia. Sumesozoica de 150 millones de años; la Cenozoica de senta un periodo corto de tiempo en la historia de al noroeste con el Río Tesechoacán, hacia el sureste producción de arenas proviene del Mioceno Inferior,70 millones de años. Los estratigráficos del siglo XIX la Tierra y el poco tiempo en que la humanidad limita con el Mar Caribe, Belice y Guatemala, y al sur Medio, Superior y Plioceno, asociadas a domos sali-dividieron en partes la columna geológica de acuerdo ha evolucionado (figura 12). con el Océano Pacífico. Su superficie es aproximada- nos o masas de sal existentes en el área.con lo que creían conveniente o apropiado en el área mente de 390 mil kilómetros cuadrados y comprendeque estudiaban. Si los chinos y los indios hubieran Ejercicios En 1940, se descubre el cam-hecho el mismo trabajo estratigráfico, la columna N po Progreso, ubicado al sures-podría tener diferencias lejanas. 1.¿Qué son las escalas de tiempo y cómo puede me- W E te de Villahermosa, Tabasco. Estados Unidos de América dirse su duración? S Después, en 1949, se descu-Descripción de la era Precámbrica brió el yacimiento de hidrocar- 2.Elabore un dibujo que muestre: la depositación Baja California Norte Sonora buros de La Venta, cuyo pri-Debido a que no hay fósiles para relacionarla, la de los sedimentos; una intrusión de rocas ígneas; Chihuahua mer pozo entró en operaciónPrecámbrica ha guardado siempre un misterio para una capa de sedimentos deformados; erosiones; Coahuila en 1954, con una producciónlos estratigráficos. Aunque no han estado disponibles intrusiones por diques ígneos y lavas extrusivas, de 125 barriles diarios de acei-para revelar las secuencias complicadas de rocas y depositación de sedimentos. Baja California Sur Sinaloa Durango Nuevo León te con una densidad de 36 gra-sedimentarias, ígneas y metamórficas en pequeñas Golfo de México dos API; de hecho, es una de Tamaulipasáreas donde fue posible correlacionar una capa a la 3.Muchas partículas finas de material se deposi- Zacatecas las mejores calidades de acei-siguiente, la conjetura completa que se requirió para tan a una velocidad de 1 cm/1,000 años. A esta San Luis Potosí te en la producción nacionalcorrelacionar una parte de un continente con otro. velocidad de depositación ¿cuánto tiempo tarda- Nayarit Aguascalientes Yucatán de crudo. Guanajuato Veracruz ría en acumularse una secuencia de un kilómetro, Océano Pacifico Jalisco Querétaro HidalgoExisten dos importantes diferencias entre el fecha- si la secuencia fuera interrumpida cada diez años México Paralelamente, en 1950, en- Quintana Roo D.F. Tlaxcalado radiactivo del Precámbrico y el fechado por una disconformidad durante la cual no hay Colima Michoacán Tabasco Morelos Puebla traron en operación los cam- Campecheestratigráfico del Fanerozoico. En primer lugar, los depositación por un millón de años? Guerrero pos Fortuna Nacional y Sarlat Región Sur Beliceeventos del Precámbrico que pudieron ser datados Oaxaca Chiapas en Macuspana, y aunque enson episodios significativos de intrusiones ígneas, III. CLASIFCACIÓN DE LOS YACIMIENTOS Guatemala esa época, la falta de una ca- Hondurasmetamorfismo o construcción de montañas; mien- rretera al interior del estado 0 100 200 300 400 500 km El Salvadortras que el Fanerozoico es fechado por las edades Los yacimientos petrolíferos se clasifican básicamen- dificultaba las comunicacio-de los sedimentos. Debido a estas diferencias, el te por el tipo de trampa en que se forman o por la nes y limitaba la actividadPrecámbrico proporciona un mayor registro discon- clase de fluidos que almacenan (figura 13). los estados de Guerrero, Oaxaca, Veracruz, Tabasco, exploratoria, se perforaron pozos en los municipiostinuo por la ocurrencia de intrusiones, Campeche, Chiapas, Yucatán y Quintana Roo. de Cárdenas, Huimanguillo y Macuspana, pertene-metamorfismo y construcción de montañas que son Por el tipo de trampa en que se almacenan, los yaci- cientes a las áreas denominadas Comalcalco – Ter-irregularmente comparados a casi todos los regis- mientos se clasifican en: La exploración en la porción sur y sureste de México ciario y Ciudad Pemex. Sin embargo, con la llegadatros continuos de sedimentación. En segundo lu- se inició prácticamente desde fines del siglo pasado, del ferrocarril del sureste y la construcción del tra-gar, la resolución o aproximación del fechado Trampas de Tipo Estructural.- Son aquellas en las que cuando en 1863 el sacerdote Manuel Gil y Sáenz des- mo carretero Coatzacoalcos – Villahermosa, se faci-radiactivo en el Precámbrico, aunque está firmemen- los hidrocarburos se encuentran asociados a pliegues cubrió lo que el llamó Mina de San Fernando, cerca litó la construcción de algunos caminos por partete improvisado, permanece más bajo que el fecha- o fallas tales como los anticlinales y los sinclinales (si- del poblado de Tepetitán, en el estado de Tabasco. En de Pemex, con el propósito de realizar exploracio-do estratigráfico en el buen conocimiento de las métricos y asimétricos). 1883, el doctor Simón Sarlat, gobernador de Tabasco, nes en los municipios de Cárdenas, Huimanguillo,22 31
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en MéxicoTeapa, Jalapa, Macuspana y Tenosique, culminan- En 1972, se inició una nueva etapa en la producción número de átomos de 14C presentes, y ese conteo pue- disuelto parte del plomo producido por el decaimien-do con la perforación, en 1951, del pozo José de hidrocarburos en esta porción del país, con los de ser comparado con la actividad más alta de una to del uranio, la edad puede ser subestimada. OtrosColomo y el decubrimiento de los campos descubrimientos de los campos que corresponden muestra contemporánea de 14C. eventos geológicos como el calentamiento o la diso-Cuauhtémoc y Bitzal, todos productores de gas, lo- al Mesozoico Chiapas–Tabasco. La producción de lución parcial de una roca en un episodio metamórfi-calizados en el municipio de Macuspana. hidrocarburos se consolidó como una de las princi- Hasta hace pocos años, era difícil extender este méto- co posterior pueden poner en cero el reloj geológico. pales actividades económicas del país. Este salto do hacia eras mayores de 40,000 años. Apenas hace La interpretación de las edades de potasio-argón esLa importancia de estos hallazgos motivó el esta- cualitativo debido a las formaciones del Mesozoico cinco años, los físicos comenzaron a desarrollar mé- complicada debido a que el elemento hijo es argón,blecimiento de la planta de absorción de gas licua- en el área Chiapas–Tabasco permitió la expansión todos que utilizan aceleradores de partículas para me- un gas que puede difundirse fuera del mineral sólido,do en Ciudad Pemex, primera planta industrial pe- de la industria petrolera, a partir de 1974. Un factor dir los átomos del 14C en la muestra, más que el conteo y esto provoca una falsa edad jóven de la roca. Sitrolera en Tabasco, inaugurada el 3 de marzo de importante en esa expansión fue el alza en los pre- de las partículas que decaen. Esto ha permitido datar partimos de que la velocidad de difusión del argón1958. En ese mismo año, se inició también la cons- cios del petróleo que permitió la perforación de materiales de 70,000 años de edad, como la habilidad depende en gran medida de la temperatura, que setrucción del gasoducto Ciudad Pemex–Minatitlán, pozos con más de 3,500 metros de profundidad. de fechar eventos relacionados a la reciente era gla- fecha actualmente, y puede ser interpretada como elpor donde sería enviada la producción gasera hacia ciar y el crecimiento de la cultura humana ha mejora- tiempo en que la roca se enfrió, permitiendo el sufi-el Bajío y al centro y oeste del país. El Gobierno Federal dio un fuerte impulso a la in- do notablemente. ciente argón para que la roca se detuviera, ese tiempo dustria petrolera en la región. En 1977 esto permitió se ha mostrado para apreciar posteriormente la for-Hasta finales de los años cincuenta, las principales al distrito de Comalcalco consolidarse como área Una vez que los minerales en una roca son formados, mación de la roca. Entonces una dificultad en la inter-zonas petroleras se localizaron al oriente del estado productora con un potencial que justificó el incre- cualquier elemento radiactivo guarda todo el tiempo pretación de la fecha radioactiva es proporcionadade Tabasco, en el actual sector operativo Ciudad mento de 36 equipos de perforación en 1972, a 46 transcurrido. Lo que actualmente se mide, es el tiem- como una ventaja y usada para aprender más acercaPemex, que comprende parte de los municipios de en 1974. Hacia 1977, la cifra llegó a 50 y, con la con- po transcurrido del elemento padre radiactivo que for- de la historia compleja de las rocas, tales como el tiem-Macuspana, Jonuta y Centla. Por otro lado, la ex- tratación de compañías perforadoras, se logró in- ma parte de una roca y cuyos elementos hijos no po de enfriamiento o episodios metamórficos.ploración al margen derecho del Río Tonalá, al po- crementar a 134 en 1980. Esto significó que en 1980 pueden escapar. Por ejemplo, cuando el uranio se in-niente de La Chontalpa, permitió el descubrimiento se utilizaran en el estado de Tabasco y su área adya- corpora a una roca formada de minerales que se con- Escalas de tiempo absoluto y estratigráficode los yacimientos Cinco Presidentes, Sánchez cente a Reforma, Chiapas, casi la mitad del total de gelan de un estado líquido, es separado por el proce-Magallanes, Ogarrio y La Central. equipos de perforación disponibles en el país. so de cristalización del plomo formado por el decai- Los geólogos que trabajan en sedimentos fósiles tie- miento previo. Una vez que el proceso de decaimien- nen un reloj fino para medir el tiempo. Este artefactoDurante la década de los sesenta, el aumento de El desarrollo de los campos Cactus, Sitio Grande, to se transforma en una roca sólida, los elementos es suficiente para que los geólogos puedan distinguirla demanda nacional de crudo, de gas natural, de Níspero, Samaria y Cunduacán, dio como resultado hijos son atrapados y las cantidades de plomo son las edades relativas de formaciones de pocos metroslíquidos de absorción, de productos derivados del un incremento notable en la producción de crudo y eventualmente producidas. Esta cantidad de parien- de espesor, pero que pueden representar periodos degas natural y de productos petroquímicos, pro- gas. La producción anual en el distrito de tes e hijos en una muestra de roca son una medida tiempo superiores a un millón de años. Se debe re-vocó una expansión moderada de la actividad pe- Comalcalco fue de 92 mil barriles por día en 1973, y del intervalo de tiempo entre lo actual y el tiempo en cordar, un millón de años, que es solamente 1/5000trolera en Tabasco, apoyada en parte por la cons- de 370 mil barriles por día en 1975. Con el desarro- que la roca se cristalizó. Estos métodos basados en el de la historia de la tierra. El registro de las rocas deltrucción de la red carretera. Así, en 1963 se inició llo de los nuevos campos Paredón, Oxiacaque y decaimiento del uranio, rubidio y potasio proporcio- mundo entero de sedimentos fósiles ha sido mapeadala construcción de la planta de absorción de La Giraldas, el volumen de producción diaria en 1979 nan la fecha de cristalización de las rocas en las que y subdividida en el esquema de eras, épocas y eda-Venta, y la explotación de los campos Samaria, llegó a 1’163 mil barriles por día. Por su parte, la se encuentran estos minerales y, por interferencia des, los geólogos estudian las rocas fosilíferas en elCarrizo y Platanal en las cercanías de Villahermosa. producción de gas natural creció de 701 millones geológica, de cualquier otra roca que tiene una edad campo que necesita solamente conocimientos deAsimismo, se intensificó el desarrollo de los cam- de pies cúbicos por día en 1972 a 1,132 millones de definida en relación con la roca analizada. Así, cuando paleontología para hacer un cálculo aproximado de lapos de gas natural de los municipios de Centla, pies cúbicos por día en 1975. Esta producción fue se fecha la cristalización de un granito, se sabe tam- época en que las rocas se estudiaron.Jonuta y Macuspana. duplicada en 1981, cuando los distritos de bién que está rodeado por rocas sedimentarias, en las Comalcalco y Ciudad Pemex obtuvieron 2,600 mi- que el granito se intrusionó cuando se cristalizó, y Utilizar la escala de tiempo estratigráfico es comoEn 1965, la producción diaria de crudo alcanzó la llones de pies cúbicos por día. que puede no ser más joven que el granito. Para de- leer un reloj que permite definir un tiempo de otro,cifra de 104 mil barriles por día y la de gas llegó a terminar la edad absoluta de las rocas sedimentarias pero sin dar una idea exacta de la realidad. Este596 millones de pies cúbicos. Entre ese mismo año Desde el punto de vista de la infraestructura, entre fechadas estratigráficamente es necesario saber la descubrimiento no fue tan sorprendente como ely 1972, se intensificó la exploración en el Distrito 1973 y 1981 se construyeron las líneas de conduc- edad geológica de las rocas sedimentarias así como de la edad radioactiva inmediatamente vista por al-Comalcalco–Terciario, que dio como resultado el ción necesarias para interconectar las diversas ins- conocer los fósiles y estratos que la cubren, siempre gunos geólogos como un medio para hacer un relojdesarrollo y operación de los campos Tupilco, El talaciones de procesamiento y transformación: Ciu- y cuando sean más jóvenes que otras rocas combinado que funcionara como un guardador deGolpe y Mecoacán. En ese periodo, el área petrole- dad Pemex con Cactus; Cunduacán con Samaria; radiactivamente fechadas o contengan minerales tiempo absoluto. Diez años después del descubri-ra de Tabasco estaba configurada por las zonas de Paredón con Cactus y el complejo marítimo Akal con fechables. miento de la radioactividad se fechó la primera rocaexplotación Macuspana y La Venta. Estas estaban la terminal Dos Bocas. En ese periodo, se tendieron por el método del uranio-plomo. Ocho años másunidas por ductos que permitían enviar hidrocarbu- alrededor de 4,500 kilómetros de ductos para estos Muchos factores pueden originar errores en las fechas tarde Arthur Holmes, un joven geólogo inglés, queros a la zona de Coatzacoalcos – Minatitlán. fines, que incluyen el troncal del Sistema Nacional obtenidas directamente por métodos radiactivos. Por aún no recibía su grado de doctorado, publicó la ejemplo, si las soluciones de agua subterránea han primera edición de lo que sería una obra clásica: La32 21
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicopero diferente número de neutrones. Los isótopos de que se utiliza para fechar, debido a que la hija, 40Ar, de Gas puesto en operación en 1978, con 78 kiló- b) Algas marinascarbón existen con 6, 7 y 8 neutrones, con masas ató- puede ser fácilmente distinguida del argón ordinario metros de ductos que atraviesan el municipio de c) Fitoplancton, zooplancton y bacteriasmicas de 12, 13 y 14. De estos isótopos, el carbono 12 formado de otra forma; mientras que 40Ca es calcio Huimanguillo de oriente a poniente.(12C) y el carbono 13 (13C) son estables; es decir, no ordinario y los átomos de origen radiogénico no pue- 6.- El porcentaje de conservación de materia orgá-cambian o se desintegran espontáneamente. Pero el den ser distinguidos de otros. A principios de los ochenta, se descubrieron nue- nica fósil es:14 C decae también de manera espontánea al elemen- vos campos como Jujo–Tecominoacán, Cárdenas a) 50%to nitrógeno. Otro elemento que experimenta el mis- Una vez que se descubrieron los isótopos y se inventa- Mora y Bellota, que resultaron productores en es- b) Menor al 4%mo fenómeno es el rubidio 87 (87Rb), que se transfor- ron instrumentos que permitieron realizar análisis quími- tructuras del Cretácico Inferior y Jurásico Superior. c) Entre 7 y 18%ma a estroncio 87 (87St). Una diferencia importante cos, comenzó la tarea de identificar la edad de las rocas. Durante los siguientes cinco años se encontraronentre el decaimiento del 14C y el 87Rb es la velocidad a El decaimiento del uranio–torio fue el primero que se es- en la parte norte y occidental de la región, los yaci- 7.- La reacción del rompimiento térmico y catalíticola que los átomos decaen. Esa velocidad es conocida tudió y es en esencia el más utilizado. Esto se debe a su mientos más significativos de esta década: Puerto de la matriz orgánica se llama:comúnmente como término de vida media: el tiempo facilidad de uso, pues sólo requiere un análisis químico Ceiba, Caparroso, Sen y Pijije. a) Térmisisrequerido por la mitad del número original del átomo ordinario para uranio y plomo. Es bastante exacto para b) Sedimentación térmicaradiactivo para que decaiga. Es decir, que después de dar una fecha aproximada en rocas que contienen mine- La suma de la producción comercial de los cam- c) Kerógenoque un elemento radiactivo es incorporado dentro de rales de uranio y en rocas que se considera contienen pos Sen en 1984, Luna en 1985, Pijije en 1986 y d) Ningunaun mineral, al término de la primera vida media, se poco plomo. Desafortunadamente, no se puede distin- otros campos, permitieron integrarlos en un com-queda una mitad; al fin de la segunda vida media se guir entre el plomo que se origina de los diferentes plejo de producción denominado Miguel A . 8.- Durante la diagénesis el factor más importantequeda un cuarto; al fin de la tercera un octavo y así isótopos de uranio y de torio. Zenteno Basurto. El desarrollo de este complejo en el origen del petróleo es:sucesivamente. compensó la declinación natural de la región. Aun- a) Historia térmica de las rocas generadoras El siguiente desarrollo en orden de importancia se dio que hay que enfatizar que en la década de los b) Velocidad de sedimentaciónSe puede comparar la velocidad de decaimiento de entre 1920 y 1930, cuando el espectrómetro de masa ochenta también sobresalen los campos Jujo y c) Salinidad del agua de mar14 C, 5,570 años, con el del 87Rb que tiene una vida media fue inventado. Ese instrumento fue diseñado para pro- Tecominoacán por su producción.de 47 billones de años. Es la vida media que dicta que ducir un haz de átomos eléctricamente cargados de la 9.- De acuerdo con tu criterio, la actividad14 C es comúnmente utilizado para cronometrar única- muestra que se va a estudiar. El haz pasa a través de microbiana durante la diagénesis es:mente los últimos 30,000 años o para la historia de la campos magnéticos y eléctricos, de tal forma que los CUESTIONARIO a) Muy importanteTierra, poco más de 5 vidas medias. En contraste, tres átomos son deflectados por una cantidad que depen- b) Intranscendentebillones de años, relacionadas con la edad de muchas de directamente de su masa. Estos isótopos de ele- 1- El origen del petróleo es: c) No afectarocas encontradas en la tierra, es solamente cerca de mentos pueden ser separados. La precisión y sensibi- a) Orgánico1/16 de una simple vida media del 87Rb. Este factor lidad de estos instrumentos se ha improvisado firme- b) Inorgánico 10.- La catagénesis se define como:hace del rubidio 87 una fácil elección para determinar mente, por lo que actualmente se pueden analizar has- a) El proceso de transformación en el lecho marinola edad de las rocas. ta cantidades por minuto de isótopos individuales. 2.- Las propiedades ópticas del petróleo apoyan la b) Alteración de la materia orgánica debido al teoría: efecto del aumento de temperaturaEl carbono 14 y el rubidio 87 experimentan un simple No todos los decaimientos radiactivos pueden ser ana- a) Orgánica c) Transformación por presiónproceso de decaimiento. El primer esquema de decai- lizados por la espectrometría de sus masas. Muchas b) Inorgánicamiento que ha sido utilizado para fechar es el elemento etapas del 14C son determinadas del carbón en una 11.-La temperatura definida a la actividad deuranio, utilizado ampliamente en la actualidad. El uranio planta muerta. Durante el crecimiento, las plantas se 3.- La Diagénesis es: catagénesis es:tiene dos isótopos radiactivos, cada uno de ellos decae a incorporan fijamente a una pequeña cantidad de 14C a a) El proceso de alteración biológico físico y quí- a) Entre –5 y 12 °Cun isótopo de plomo y helio. Otro elemento, el torio, tam- lo largo de otros isótopos de carbón contenidos en el mico b) Mayor de 150 °Cbién puede decaer a plomo. Las vidas medias de estos dióxido de carbono de la atmósfera. Cuando una plan- b) Una alteración biológica c) En un rango de 50 a 100 °Cdecaimientos es de miles de millones de años, lo cual los ta muere se detiene la fotosíntesis y no se lleva un c) Generación de petróleo por calentamientohace apropiados para datar los objetos más antiguos de nuevo 14C. La cantidad relativa de 14C en este punto, d) Ninguna de las definiciones mencionadas 12.- A la reorganización estructural del kerógeno senuestro sistema solar. es aproximadamente el mismo que el radio en la at- le llama: mósfera (un radio que se considera con un constante 4.- El principal aporte de materia orgánica para la a) CatagénesisOtro isótopo radiactivo de gran importancia para da- remanente para los últimos cien mil años), pero de- formación del petróleo actual es: b) Estabilidad del gastar la antigüedad de las rocas es el potasio 40. De- crece firmemente con la edad como el decaimiento a) Pequeños animales c) Metagénesiscae por un esquema que tiene dos rutas. En una de radiactivo del 14C. La cantidad de 14C remanente se mide b) Animales marinosellas, el 40K decae a un isótopo de calcio, 40Ca. Cerca indirectamente por el conteo del decaimiento de par- c) Vegetales superiores 13.-La migración primaria del petróleo ocurre por:del 89% de los átomos del 40K en cualquier grupo tículas emitidas por el 14C que aún permanece en la a) No existe espacio poroso dentro de la rocade átomos sigue esta ruta. El 11% restante de los muestra. El conteo, llamado 14C activo, puede ser uti- 5.- Las producciones más importantes de materia generadoraátomos del 40K decaen a la forma del gas inerte lizado para calcular la edad, si partimos de que el de- or gánica fósil son: b) Por la permeabilidad de la roca generadoraargón, 40Ar. La ruta de decaimiento posterior es la caimiento de partículas producidas es proporcional al a) Peces y moluscos c) Por la presión de sobrecarga20 33
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México14.- El porcentaje de petróleo residual de la roca gene los yacimientos fáciles y someros y, debido a condi- han podido definir que las rocas son muy antiguas Los relojes en las rocas radora es: ciones más severas, la perforación se convirtió en y aún más la Tierra. a) Del 5% una actividad estratégica que debió apoyarse en Los pioneros de la física nuclear descubrieron que los b) Del 5 al 15% otras disciplinas para obtener el éxito deseado y el Al mismo tiempo, los físicos disfrutan de una nueva átomos de ciertos elementos, como los radioactivos, c) Del 20 al 40% descubrimiento de nuevas reservas. serie de actividades. Aplicando las ideas de Galileo y se desintegran espontáneamente para formar átomos Newton, quien en 1687 estableció las bases para la de diferentes elementos y liberan energía en el proce-15.- La migración primaria consta de: En este capítulo, se presenta un análisis histórico de teoría de la gravedad, los físicos pudieron calcular el so. Lo más importante de esta herramienta es que la a) Una expulsión (primera etapa) los aspectos más sobresalientes de la perforación tiempo que se requiere para la formación y órbitas de velocidad promedio de desintegración es fija y no va- b) Tres etapas asociadas a la permeabilidad relativa ilustrado con datos estadísticos que aclaran las los miembros del sistema solar. El tiempo necesario ría con ninguna de las condiciones químicas o físicas políticas de explotación que ha tenido nuestro país observado es mucho mayor que el registrado en la típicas que afectan a muchos de los procesos físicosVI. DESARROLLO DE LA PERFORACIÓN DE POZOS en esta disciplina. También se describen los avances Biblia. Sin embargo, antes del siglo XIX los físicos sólo o químicos. Esto significa que una vez que una pe-EN MÉXICO tecnológicos más trascendentes, y los que se se apegaban a los preceptos religiosos ortodoxos. queña cantidad de un elemento radiactivo es creado promueven actualmente para enfrentar los retos del Isaac Newton fue un hombre devoto. A pesar de esto, en algún lugar del Universo, comienza a actuar firme-Una vez explicados los conceptos primordiales sobre próximo milenio. a mediados del siglo XVIII el francés Comte de Bufón mente como un engrane de reloj balanceado apagan-el origen del petróleo, en este capítulo describiremos analizó la velocidad de disolución y enfriamiento de do el estallamiento de un átomo y después otro a unael desarrollo de la perforación de pozos en México. A unos cuantos meses de finalizar el siglo, resulta unas bolas de acero. Sus conclusiones las resumió en velocidad definida. interesante hacer una retrospectiva de la evolución una interrogante: en el interior de la Tierra debe haber de este importante segmento de la industria metal para calcular cuánto tiempo le tomó enfriarse. Para utilizar esta herramienta es necesario tener unLa cadena de explotación de la industria petrolera petrolera, sin el cual no hubiera sido posible la Su resultado, 75,000 años, no fueron tan satisfacto- marco de referencia: los números que se utilizan paraabarca varias especialidades. Una de las más extracción de hidrocarburos. La perforación de pozos rios: para los fundamentalistas, fue mucho tiempo y leer el reloj radiactivo son proporcionados en formaimportantes, por el monto de la inversión y el alto es una actividad generadora de interesantes ángulos para muchos geólogos fue muy poco. de átomos nuevos, los hijos de los elementos que es-riesgo que representa, es la “perforación”. Esta de análisis que confluyen en la creatividad humana, tán formados de otros que se desintegraron anterior-actividad nació a mediados del siglo XIX y se la fuerza indomable de la naturaleza y, sobre todo, la Más tarde, Herman Ovni Helmholtz, uno de los funda- mente, los elementos padres. Si se pueden identificarconvirtió en generadora de riqueza y efervescencia voluntad decidida del hombre por generar dores de la ciencia termodinámica, analizó el proble- y contar los elementos hijos de los átomos y si se co-tecnológica y comercial en una buena parte del satisfactores. ma de la luminosidad del sol y posteriormente noce la velocidad promedio de decaimiento, se pue-mundo actual durante el siglo XX; genera, además, Immanuel Kant calculó que si la luminosidad del sol de determinar el tiempo en que no existían los hijos.una gran cantidad de puestos laborales y propicia proviene de una combustión ordinaria solamente po- La idea es simple, pero su aplicación práctica requierepolos de desarrollo en los puntos geográficos en Los diferentes objetivos de la perforación de pozos dría permanecer ardiendo mil años. Después deter- un mayor esfuerzo por parte de aquellos geólogosdonde se asienta. en México y el mundo son: minó que provenía de un calor que requería una con- que combinan sus conocimientos de física nuclear con tracción gravitacional de la gran masa del sol y par- los de geología: los expertos en geocronología.La perforación petrolera nació accidentalmente: su La explotación de aguas subterráneas, que como tiendo de este estudio, determinó que la edad de laobjetivo original era la búsqueda de agua. El primer objetivo primario no sólo cubrió las necesidades de Tierra era de 20 a 40 millones de años. Qué sucede con los átomos radiactivospozo perforado con el propósito de producir petróleo riego y consumo doméstico e industrial, sino quefue el bautizado como “Drake”, que se terminó el 27 también dio a conocer la geología, hidrología, El descubrimiento de mayor importancia para el Todos los átomos contienen un núcleo denso en don-de agosto de 1859 en Estados Unidos de América, características y potencial de los acuíferos. En mundo llegó en 1895 cuando, un físico francés, Henri de prácticamente se encuentra toda la masa del áto-con una profundidad de 22.4 metros. Sin embargo, México hasta 1968 había alrededor de 14 mil 399(1) Becquerel descubrió la radiactividad en sales de ura- mo. Alrededor del núcleo hay una nube de electro-se tienen antecedentes de perforación petrolera en pozos perforados para este fin, algunos de los cuales nio casi al mismo tiempo que el alemán Willhelm nes. El núcleo contiene dos tipos de partículas: el pro-China y Egipto, aunque fue hasta finales del siglo son utilizados aún para la observación, explotación descubrió los rayos X. Poco después, Marie Curie tón con una carga eléctrica positiva de +1 y el neu-XIX y a lo largo del XX cuando se lograron los y recarga de mantos acuíferos. hizo el crucial descubrimiento y aislamiento del ra- trón eléctricamente neutro. En un átomo completo, elavances tecnológicos que hoy admiramos. dio, elemento radiactivo. En 1905 el físico Ernest número de protones en el núcleo está balanceado por Otro de los objetivos está relacionado con la indus- Rutherford complementa el estudio al descubrir que igual número de electrones en el exterior de la nube;En México, el desarrollo de la industria de la tria del azufre. Para la explotación de ese recurso se los procesos radiactivos de los minerales podían ser cada uno de ellos tiene una carga negativa de –1. Elperforación ha respondido históricamente a factores usaron un total de 379 pozos con una profundidad utilizados para fechar las rocas. Él dató un mineral número de protones (o electrones) es único para cadade tipo económico, político y social que se han visto promedio de 288 m en ese mismo año. uranio en su laboratorio en la Universidad de McGill elemento y se denomina número atómico (general-reflejados en la oferta y demanda de este servicio. en Montreal, Canadá. En el mismo año, Boltwood mente simbolizado con una “Z”). La suma de las ma- La industria de la electricidad se benefició también en Yale, Estados Unidos, descubrió el “ionium” que sas de los protones y neutrones es el peso atómicoDurante las dos terceras partes del presente siglo, la con la perforación. Hizo posible la explotación de era un isótopo de torio. Fue hasta 1913 cuando del átomo. Todos los átomos del mismo elemento tie-explotación de hidrocarburos estuvo enfocada zonas geotérmicas contenedoras de grandes Soddy clarificó la naturaleza de los isótopos cuyos nen el mismo número atómico; por ejemplo, el nú-principalmente a la extracción de grandes volúmenes cantidades de vapor que se utiliza para generar la métodos podrían ser refinados y hacerlos más mero atómico del carbón es 6. Los diferentes isótopospor medio de la perforación intensiva. Al disminuir energía eléctrica tan indispensable en la vida aproximados. de un elemento tienen el mismo número de protones(1) Perforadora Latina, S.A. México y el aprovechamiento de sus aguas subterráneas. México, 1971.34 19
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en MéxicoHutton observó y estudió cada etapa del ciclo: en Evolución y escala de tiempo moderna. Hasta 1997 el país contaba con 495 pozosel caso de las montañas erosionadas, los ríos trans- geotérmicos, con una profundidad promedio deportan las partículas de roca al mar, las olas del mar El concepto de la evolución tuvo gran impacto debido 1,600 m.(2)golpean las rocas, las arenas y los lodos caen al fon- a que su estructura teórica apoyó el concepto de quedo y posteriormente son sepultados en el fondo del el tiempo relativo cambió en las especies fósiles y En la porción oriental del Valle de Mexicali, en elmar. Debido a las leyes químicas y físicas, el que podrían utilizarse para elaborar una escala campo geotérmico de Cerro Prieto, se perforó encomportamiento geológico no cambia y entonces estratigráfica de tiempo. Los nombres de los periodos 1990 el pozo M-205 con 4 mil 389 metros,con el tiempo se puede inferir, mediante el estu- de tiempo fueron tomados con base en tres precep- considerado en esa fecha como el más profundodio de los procesos en el presente, su comporta- tos: la localidad geográfica en donde las formaciones del mundo.miento en el pasado. Hutton, seguido por Charles se presentaron mejor; el lugar en donde fueron pri- CONDUCTOR 30" a 50 mLyell (Principios de Geología, 1830), utilizó y pu- meramente estudiadas; o bien, por algunas caracte- Otro objetivo de la perforación fue la construcción CIMA DE SAL 511 m.blicó este principio de uniformitarismo. Este rísticas particulares de su propia formación. Por ejem- de cavernas almacenadoras de hidrocarburos enuniformitarismo, como se conoce actualmente, no plo, el Jurásico se denominó así por las montañas Jura domos salinos, que desempeñan un papel T.R. DE 18" A 546 Mapoya el precepto de que la velocidad de los cam- de Francia y Suiza, así como el Carbonífero fue deno- estratégico en la seguridad y el manejo de este LINER 13 3/8" DE 526-670 Mbios geológicos o su naturaleza precisa tengan minado, a su vez, por las rocas sedimentarias con car- recurso en los tiempos de crisis. Actualmente existenque ser los mismos. El vulcanismo pudo ser más bón de Europa y Norteamérica. 12 cavernas perforadas en los domos salinos defrecuente en el pasado que ahora. No obstante, Tuzandepetl, a una profundidad promedio de 900 m,los volcanes de la antigüedad seguramente libe- Cada periodo de la escala de tiempo estratigráfico es con una penetración de 300 a 400 m dentro de la sal.raron gases y depositaron capas de ceniza y flujo representado por un sistema apropiado de rocas, y La capacidad total de almacenamiento de lasde lava, tal como los modernos cuando hacen diferenciado por periodos de tiempo y sistemas. Cada cavernas es de 9.7 MMBP (figura 15).erupción. Uno de los razonamientos de los una de estas unidades es representada por épocas ygeólogos sobre el estudio de la erupción del vol- los sistemas por series. Las épocas y las series tienen La perforación ha contribuido, además, al descu-cán Santa Helena, fue aprender cómo interpretar nombres geográficos, a excepción de los nombres brimiento de grandes yacimientos de uranio y carbón.los depósitos de los volcanes antiguos. antiguos de muchas de las épocas que son llamadas simplemente Superiores, Medias e Inferiores.Muchos de los conceptos utilizados en el campo Por último, también ha sido utilizada paramoderno de la interpretación se basan en los des- El tiempo absoluto y la escala de tiempo geológico solucionar problemas que se presentan en las zo-cubrimientos hechos por los geólogos a fines de nas sísmicas y para determinar parámetros de las T.R. 10 3/4" A 450 m.los siglos XVIII y XIX, pero fue Hutton el primero La pregunta sobre cuántos años están exactamente formaciones atravesadas que ayuden a la T.R. 9 5/8" DE 450 A 935 m.en reconocer que los cuerpos ígneos deben ser representados en una roca en la escala de tiempo construcción de viviendas más seguras.más jóvenes que las rocas que intrusionan. Hutton estratigráfico ha sido debatida durante los últimostambién observó que los fragmentos de rocas en 2,500 años. Se sabe que Xenophanes (570 – 470 años A continuación, centraremos nuestro análisis en laformaciones sedimentarias o ígneas deben per- AC) fue el primero en reconocer a los fósiles como perforación realizada exclusivamente con propósitos 950 Mtenecer a rocas más antiguas de las que forman restos de formas de vida así como en relacionarlos petroleros. Figura 15 Pozo Tuzandepetl 312parte, y fue la primera persona que tuvo la idea correctamente con las rocas originadas por sedimen- Capacidad de almacenamiento 764,000 blsde que un ciclo de levantamiento, erosión, tos en el fondo marino. Más aún concluyó que tales Perforación de pozos petroleros:subsidencia y sedimentación, podría mostrarse rocas y fósiles deben tener una gran edad. Alrededorcomo una disconformidad en los registros del año 450 antes de Cristo, el gran historiador griego A lo largo del siglo esta actividad se ha visto afectada problemas entre naciones del Medio Oriente, queestratigráficos. Herodotus navegó a lo largo de la parte baja del río por un sinnúmero de factores políticos, económicos propiciaron un alza en el precio del barril de crudo Nilo. Sus observaciones le permitieron razonar que el y sociales que han propiciado una serie de repuntes que llegó a los 3.1 dólares por barril.Con estos principios, los geólogos del siglo XIX delta del Nilo fue formado por una serie de inundacio- (Gráfica 1); el primero, debido al incremento delabrieron una nueva era. La historia contenida en nes; después dedujo que si una simple inundación precio del petróleo, favoreció la actividad de En 1966, se presentó una drástica caída en laformaciones de rocas pudo finalmente ser des- formó una delgada capa de sedimentos, debió tomar- perforación hasta alcanzar en el año de 1926 la cuota actividad perforadora ocasionada por la disminucióncrita, y quienes escribieron lograron viajar tiem- le miles de años crecer al delta del Nilo. de 808 pozos perforados, sin duda alguna la mayor del gasto público; así sólo se perforaron 296 pozos.po atrás para ver las capas antiguas. Esto hizo po- del siglo. De cualquier manera, en 1968 se presentó un tercersible reconstruir las interrelaciones entre monta- La evidencia demanda un gran periodo de tiempo repunte debido a la perforación de 612 pozos queñas, océanos, climas, animales y plantas desde para tener cualquier efecto en la transformación de El segundo repunte se presentó en 1960, con 762 mantuvieron el costo del crudo en un promedio dehace mucho tiempo. Ahora, la geografía y la geo- las montañas y la acumulación de sedimentos. En pozos perforados. Este fenómeno se debió a los 3 dólares por barril.logía tienen una contraparte histórica: la la búsqueda de la escala de tiempo de procesos ypaleogeografía y la paleología. utilizando la idea del uniformitarismo, los geólogos (2) Comisión Federal de Electricidad, Geometría, Revista mexicana de geoenergía, Vol. 7 Mayo-Agosto 1991.18 35
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México y de los de medios terrestres y marinos en los que misma forma que las leyes de Steno relacionadas Pozos Perforados y Profundidad Media esta remarcable variedad de sedimentos fue deposi- tada. Pero una de las historias más importantes es la con la horizontalidad original y la superposición que se puede usar para figurar las edades relativas de los 5000 900 del tiempo que está representado en las rocas del Gran sedimentos. De manera similar, los pliegues y las fa- Pozos perforados Profundidad media Cañón y registrado en las disconformidades entre llas pueden encajar en secuencias de tiempo como 4500 muchas de las formaciones. De la escala de tiempo un pozo. 800 radiactivo, basada en los elementos radiactivos de los minerales, se sabe, por ejemplo, que la formación Hutton y el uniformitarismo 4000 700 Vishnu tiene una edad que va de 1,400 a 1,500 millo- nes de años, y que la parte superior de Kaibab tiene No obstante que se ha utilizado el razonamiento en la 3500 cerca de 225 millones de años. interpretación de las secuencias del Gran Cañón y apa- 600 rentemente ésta es correcta, fue hasta el siglo XVII 3000 Las rocas como registro de los movimientos de la Tierra cuando los geólogos estuvieron listos para creer que 500 había habido una evolución en la superficie de la Tie- Las disconformidades no sólo datan los intervalos de rra. Hasta entonces se encontraron con el reto de darMetros Pozos 2500 erosión, también registran los movimientos más anti- una explicación sobre la formación de rocas bajo la 400 guos de la Tierra. Las capas ubicadas bajo tales perspectiva de que la Tierra fue creada por Dios con 2000 disconformidades fueron foliadas, inclinadas, falladas sus valles, ríos y montañas tal como se ve actualmen- y levantadas antes de que se produjera la erosión. Este te. La manera actual de observar la Tierra reconoce 300 1500 fenómeno antecedió a los movimientos de la Tierra además los constantes cambios debidos a las fuerzas por la subsidencia de la corteza que pudo contabilizar geológicas que modifican la superficie y el interior de 200 no sólo los cambios debidos a la erosión sino tam- nuestro planeta. 1000 bién a la sedimentación. Un caballero escocés, James Hutton, mostró el ca- 100 500 Las disconformidades se pueden explicar como re- mino con su libro Teoría de la Tierra con pruebas e gistros de periodos de la construcción de las monta- Ilustraciones, presentada por primera vez a la So- 0 0 ñas, aunque en la actualidad sólo se ven sus raíces. ciedad Real de Edimburgo en 1785. La gran orienta- 1901-16 1921 1926 1931 1936 1941 1946 1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 Las disconformidades –brechas de tiempo entre dos ción de Hutton es su reconocimiento a la naturaleza Fuente: Estadística UPMP. unidades que han formado capas planas paralelas – cíclica de los cambios geológicos y la forma como son menos drásticas pero también implican la misma los procesos ordinarios, operaciones por grandes Gráfica 1 secuencia general de levantamiento, erosión y intervalos de tiempo, pueden efectuar cambios im- subsidencia. portantes. Él razonó, partiendo de la observación,En 1980, cuando el precio del barril del petróleo Se puede concluir que para diciembre de 1999 se que las rocas decaen lentamente y se desintegranmexicano alcanzó casi los 40 dólares, se inició el habían perforado 23,156 pozos para la búsqueda o Existen otras formas para describir las secuencias bajo la acción del agua y el aire. Este proceso –des-cuarto repunte que propició el retorno de la actividad explotación de yacimientos de hidrocarburos con de tiempo. No obstante, las rocas ígneas no están composición de la roca – produce ruinas de grava,y la perforación de 422 pozos en ese año. fines comerciales. estratificadas como sedimentos, también tienen ca- arena y sedimentos, y fomenta la erosión de la Tie- racterísticas que las colocan en una escala de tiem- rra. El agua y el aire también actúan como mediosEs importante señalar que para localizar nuevos México, en función de la cantidad de pozos que po. Las intrusiones ígneas inyectadas como un mag- de transporte de las partículas, muchas de las cua-yacimientos es necesario perforar a profundidades perfora, y por el número de equipos que opera ma móvil pueden mostrar contactos suaves. Estos les terminan muy arriba o abajo del nivel del mar.cada vez mayores. A principios del siglo los pozos por año no alcanza el nivel de Estados Unidos de contactos cortan de manera cruzada e interrumpen Los depósitos son compactados, cementados has-perforados no alcanzaban más allá de los 100 Norteamérica; sin embargo, es importante señalar las estructuras originales en las rocas. Tales cortes ta que finalmente se vuelven rocas sedimentarias,metros. En la actualidad el promedio nacional es de que el índice de producción por pozo de acuerdo de intrusiones forman las discordancias. Son en un tiempo posterior según Hutton, el calor sub-3 mil 477 m, y en las divisiones geográficas Norte, con las estadísticas realizadas entre 1985 y 1996 tipificadas por hojas delgadas denominadas diques terráneo y la expansión térmica pueden producir unaSur y Marina, se tienen 3 mil 054, 4 mil 543 y 3 mil lo ubica en el tercer lugar mundial sólo superado que se pueden acoplar a cualquier ángulo. Las intrusión de rocas ígneas. El episodio plutónico po-550 m, respectivamente, para pozos de desarrollo. por los grandes productores de crudo como Irán intrusiones pueden mostrar contactos concordantes, dría estar acompañado por un levantamiento de se- y Arabia Saudita (gráfica 2). como los travesaños, que siguen las capas de los dimentos y deformación interna de pliegues y fallasEn cuanto al número de equipos en operación , úni- sedimentos dentro de los cuales son intrusionadas. y por la construcción de montañas u orogenia. Loscamente se tienen datos a partir de la expropiación Con el fin de realizar el análisis de lo acontecido a Las concordancias y las discordancias relaciona- sedimentos marinos emergen en forma de tierra lle-petrolera, mismos que se clasifican en propios y de lo largo del presente siglo, se optó por dividirlo das entre las rocas ígneas y las sedimentarias adya- vando los depósitos a las partes altas en donde soncompañías; estos últimos alcanzaron en 1960 el en cuatro periodos de acuerdo con los centes, metamórficas y otras rocas ígneas, pueden erosionados en la tierra que nuevamente emerge ynúmero máximo de 56 equipos. acontecimientos que han marcado los grandes ser utilizadas para datar estas formaciones de la así vuelve a iniciarse el ciclo.36 17
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicolargo de las paredes del Cañón. Lo impor-tante de éstas calizas es que contienen es- Índice de Producciónqueletos fósiles de organismos primitivos. Se Depositación (Miles de barriles/Pozo/Año)sabe, por la sucesión general de animales fó- Horizontalsiles que estos peces vivieron en una etapa 1,590muy posterior a la de los trilobites del Muav. 1,502Los fósiles de animales marinos que vivieronen la etapa de sedimentación del Muav y elTemple Butte se han visto en formaciones devarias partes del mundo. Estas son evidenciasde una gran brecha en los registros, de una Capas Foliadasdisconformidad entre la Muav y el TempleButte. Si algún sedimento fue depositado du- 697rante esta etapa, representada por una discon- Sinclinal Anticlin 523 521formidad, fue posteriormente erosionado sindejar rastro. La secuencia implicó una historiade sedimentación del Muav y sepultamiento 226(pero sin deformación, permanece horizontal), 149antes de ser levantada, erosionada y poste- 8 8riormente cubierta por los sedimentos que in-tegran ahora la formación Temple Butte. Irán Arabia México Noruega Emiratos Inglaterra Venezuela USA Canadá Saudita Arabes Falla Normal Fallas Calculado con información de Oil and Energy Trends Annual Statistical Review, Mayo 1998.La disconformidad entre Temple Butte y las Año base 1985, producción y pozos acumulados a 1996.calizas de Redwall representan un tipo debrecha, al igual que la disconformidad en- Gráfica 2tre las formaciones Redwall y la Supai. Laera de Redwall es conocida por su esparci- cambios en Pemex y, por consiguiente, en la una producción de 20 barriles diarios. En México, lado contenido de fósiles no marinos y de plan- perforación de pozos: perforación del primer pozo con fines petroleros setas como aquéllos que se encuentran en las realizó en el Cerro del Tepeyac(3) en 1862. En el presentecapas de carbón de Estados Unidos y Euro- Falla Inversa siglo, en 1900, se descubrió “La Faja de Oro”, uno depa. De igual importancia son las huellas de 1900-1937 La perforación en México por los mejores campos del mundo. A raíz de esto y de lasreptiles primitivos de la formación Supai (fi- compañías privadas. concesiones petroleras otorgadas por el gobierno agura 10). 1938-1960 Maduración de la perforación las compañías en 1901, se inició la perforación de Plegamiento nacionalizada. pozos en México y la producción de hidrocarburosEn las paredes del Gran Cañón se encuentran Fallado 1961-1980 Perforación de los grandes con carácter industrial.otras disconformidades, precisamente en la yacimientos.parte superior de la formación de pizarras ro- 1981-2000 Incorporación de tecnologías y En este mismo año se descubrió y empezó ajas llamada Supai. La Hermit es sucedida por creación de la Unidad de desarrollar el campo El Ebano, en San Luis Potosí. Figura 10 Tipos de estructuraslas arenas de Coconino que contienen más Perforación El primer pozo Doheny No. Uno (4) , de 19 quehuellas de animales vertebrados, aunque se distingue Si se hiciera una inspección detallada de las seccio- y Mantenimiento de pozos. fueron perforados, alcanzó una profundidad dede otras capas porque no es uniforme y horizontal y nes del Gran Cañón, se observarían formaciones más A continuación se presenta la reseña de cada etapa. 165 m y su producción fue de 50 barriles diarios;está compuesta por muchos sedimentos compactados jóvenes que el Kaibab. Partiendo de las sucesiones cuatro pozos más fueron productores: tres, concon materiales con inclinaciones de 35°. Este tipo de fragmentarias, se podría construir una composición Periodo 1900 – 1937 100 barriles por día y uno con escasos diezcapas se conoce como cruzadas; característica de las que incluiría arenas rojas, cafés, grises y amarillas, con- La perforación en México por compañías privadas barriles diarios; los otros catorce resultaron secos.dunas de arena sobre la tierra y de las formadas en glomerados y pizarras que contienen los famosos tron-corrientes de ríos y bajo el mar. Basándose en huellas cos petrificados, y en algunos lugares hasta restos de La perforación de pozos se inició en el siglo XIX; De 1901 a 1917 la información disponible sobre lade animales vertebrados y en los tipos de dunas en dinosaurios. como ya señaló, el primer pozo petrolero en América cantidad de pozos perforados por año es escasa. Sincapas cruzadas, muchos geólogos creen que la for- fue el “Drake”, perforado en 1859, en Titusville, embargo, se sabe que el pozo La Pez 1, perforado enmación Coconino nació por acción del viento. La si- Las rocas del Gran Cañón contienen muchas historias Pennsilvania EU, a una profundidad de 22.4 m, y con el Cerro de La Pez Ebano, San Luis Potosí, en 1904, aguiente formación que se observa en esta secuencia sobre el avance y retroceso de los mares, de la apari-es la Kaibab. ción y desaparición de diferentes tipos de organismos (3) Agenda estadística Pemex, 50 aniversario. 1988. (4). Episodios petroleros. Pemex. 50 aniversario. 1988.16 37
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicouna profundidad de 501 m, tuvo una producción de Años Dólares / Barriles nalmente las capas horizontales de abajo fueron camente de pizarra, denominada Angel Brillante. Esta1,500 barriles diarios. Al final de 1916 se habían 1892 0.51 deformadas y se erosionaron, aunque la capa infe- pizarra contiene pocos fósiles, muchos de los cualesperforado un total de 279(5) pozos, de los cuales el 63% 1920 5.07 rior se depositó horizontalmente. Las rocas mues- son trilobites artrópodos extintos relacionados con loshabían resultado productores (174). La producción 1929 1.67 tran en muchas partes la evidencia de tales defor- actuales cangrejos. Las distinciones entre los trilobitesanual creció de 10 mil 334 a 55.3 millones de barriles(6). 1930 1.39 maciones físicas. Las capas sedimentarias, una vez de diferentes edades pueden ser utilizadas por los 1931 1.91 que se encuentran horizontales, están en lugares paleontólogos para fechar estas rocas. ComparandoFue 1918, un año crucial para la industria, cuando 1932 1.02 foliados (inclinados en una estructura ondulada) y las especies de trilobites de diferentes secuenciasse concedió a las compañías la explotación del 1933 0.87 fallados (quebrados y desplazados a lo largo de frac- estratigráficas en distintas partes del mundo se ha ela-subsuelo, a cambio del 5% en regalías; esto 1934 1.21 turas). Las mismas características estructurales, al- borado una sucesión compuesta. Como resultado de 1935 1.17 gunas veces más difícilmente reconocidas, se en- estos estudios, los geólogos han encontrado que lamantuvo el nivel de actividad de perforación en 42 1936 1.30 cuentran en rocas ígneas y metamórficas. Sin em- pizarra de Ángel Brillante que se encuentra abajo delpozos productores y 13 improductivos. El Petróleo de México, 1963. bargo, se puede añadir un episodio de deformación tepetate no fosilífero en la parte oeste del Cañón es Tabla 1Para esta época, la actividad perforadora se había y levantamiento a la historia de sedimentación, más antigua que la del este del mismo. Esto indicaincrementado y la explotación de los yacimientos A partir de 1926, la baja en el precio del crudo se vio sepultamiento y metamorfosis. que el mar en el que se depositó esta pizarra se movióse realizaba al máximo de producción, hasta reflejada en la actividad de perforación, que alcanzó posteriormente al este. La pizarra Ángel Brillante em-agotarse; por esta razón las cuotas de producción su nivel más bajo en 1932 con 50 pozos. El promedio Las rocas que se encuentran en el Vishnu son cali- pezó a depositarse en el mar y gradualmente se mo-eran enormes y declinaban rápidamente. El gas anual de pozos que se dejaron de perforar era de zas, pizarras y areniscas. En las series del Gran Ca- vió hacia la tierra como prueba de la trasgresión. Unaera prácticamente quemado en su totalidad. 126. Hasta 1937 el total de pozos perforados fue de ñón, estas rocas no contienen fósiles de organis- vez más, la simple evidencia geométrica permite con- 5 mil 743. mos con conchas como las del Cámbrico, ni rocas cluir que el mar avanzó lentamente del oeste al este; de eras más jóvenes, así es que no pueden ser ata- transporta continuamente la arena a lo largo de lasEn 1920 los precios prome- das a una sucesión de fauna estándar. Las conclu- playas, y el lodo a la profundidad del mar. Por el con-dio de crudo alcanzaron los siones de la inspección de estas series, es que son trario, la retirada del mar y la distribución inversa devalores más elevados. Este Exito de la Perforación/Producción más jóvenes que la Vishnu, pero más antiguas que sedimentos con relación a las líneas marinas se cono-fenómeno motivó un incre- 1,000 250 las rocas subsecuentes, y su inclinación es poste- ce como regresión. Aun a gran distancia, la mayoríamento notable en la per- rior a su posición horizontal original. Las rocas de las formaciones que se ven en las paredes del Granforación que pasó de 43 sedimentarias como éstas son perfectamente ordina- Cañón se pueden distinguir fácilmente.pozos perforados en 1919 800 200 rias en todos los aspectos, excepto por dos caracte-hasta alcanzar 808 en 1926: rísticas: contienen fósiles sin conchas aunque pudie- La siguiente formación es una caliza llamada Tem- Millones de barrilessu valor más alto antes de ran contener organismos como las algas, y pueden ple Butte, delgada y fácilmente imperceptible a lola expropiación petrolera y 600 150 estar asociados con deformacionescon un crecimiento prome- Pozos y rocas metamorfizadas como lasdio anual de 110 pozos, del Vishnu. En el siglo XIX, las ro-(tabla 1). 400 100 cas de este tipo eran parte de un conjunto de estratos fosilíferos jó-Los porcentajes de éxito que venes conocidos como else alcanzaron en el periodo Precámbrico, no obstante, siempreque antecedió a la expro- 200 50 permanecieron en un foliamientopiación, fluctuaban en una complejo y fallado en contraste conbanda del 40 al 60% (gráfica un menor número de deformacio-3), con una tendencia a 0 0 nes de rocas jóvenes. (figura 9).disminuir en aquellos años 1915 1920 1925 1930 1935 1940en los que se logró perforar Otra disconformidad claramenteun mayor número de pozos. Total Pozos Pozos Taponados Producción observable es la que separa las se-A su vez la producción anual ries del Gran Cañón en los guija-presentó un comporta- Fuente: Compilación de datos Históricos del Petróleo en México.Petroleos Mexicanos 1968 y Krauze Enrique, Historia de la revolución mexicana. rros cafés de tepetate. El tepetatemiento similar con 182.3 no contiene fósiles pero su edad semillones de barriles en 1922. Gráfica 3 puede determinar refiriéndola a otras formaciones porque se mez- cla entre ellas creando una suce- sión. Más arriba de esta formación(5) El petróleo en México. Tomo 1, Pemex 50 Aniversario. Gobierno de México. Santos Llorente, Javier. se encuentra otra constituida bási- Figura 9 Afloramiento de una estructura ondulada(6) Compilación de datos históricos del petróleo en México. Pemex. 1968.38 15
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicoencontrar en las rocas del Gran Cañón en donde Interpretación de la secuencia del Gran Cañón Periodo 1938–1960 Perforación para incorporar reservasexiste una gran variedad de fósiles en las rocas Maduración de la perforaciónexpuestas, particularmente en las calizas. Cada En el Gran Cañón, las rocas expuestas en la parte de nacionalizada 5,000 120capa de calizas encierra una importante cantidad abajo son oscuras y forman capas o cuerpos inserta- Pozos Exploratorios Reservasde fósiles de distintas especies, diferentes de una dos en un corte transversal de estructuras. Algunas En el primer año de la industria 100 4,000capa a otra. Este arreglo vertical de diversos fósi- de ellas están formadas por cristales de cuarzo y otras nacionalizada se perforaron solamenteles se conoce como sucesión de fauna. En esta por partículas tan pequeñas que son imperceptibles 17 pozos; de éstos, 11 resultaron MMB 80forma de vida en secuencia, los fósiles represen- a simple vista. Estas características son interpretadas productivos y 6 improductivos. La 3,000tan a las capas de rocas sedimentarias de los fó- por los geólogos como evidencias de origen ígneo; Pozos carencia de personal capacitado para 60 Reservassiles, la secuencia estratigráfica, la fauna y las se- esto quiere decir que estas rocas fueron formadas por la operación de los equipos y el 2,000ries estratigráficas que tienen el mismo orden. Por el enfriamiento y solidificación de material caliente fun- bloqueo decretado por las compañías 40conveniencia, para representar en un mapa las dido o magma. Se infiere que los cuarzos cristalinos extranjeras a quienes les fueroncalizas y otras rocas, se deben agrupar en fun- se formaron en las rocas mientras estuvieron sepulta- expropiadas instalaciones obligaron a 1,000 20ción de las capas de la misma edad estratigráfica das en la profundidad de la tierra; estas intrusivas se reducir la perforación. Prácticamentey de los materiales con las mismas propiedades y originaron como magma caliente que migró hacia las en toda la década de los 40 los niveles 0 0apariencia física. Esta combinación de propieda- fracturas y otras fisuras que rodean las rocas. Los cris- de perforación fueron muy bajos: el 1938 1942 1946 1950 1954 1958 1960des y apariencia se conoce como litología. Cada tales grandes son característicos de las intrusivas y el promedio anual de pozos perforados Fuente: El petróleo de México, Enrique González y Agustín Acosta, 1963.formación representa un conjunto de capas de resultado de un enfriamiento lento del magma que entre 1938 y 1949 sólo alcanzó 32; en Y Estadística UPMP.rocas distintivas que pueden ser reconocidas fá- tiene lugar debajo de la superficie. Las rocas de grano 1942 se perforaron únicamente 15 Gráfica 4cilmente como una unidad. fino, extrusivas, fueron formadas como flujos de lava pozos, (tabla 2). y depósitos de ceniza de erupciones volcánicas. Sus A este periodo se le ha denominado “MaduraciónUna vez que las formaciones y las secuencias características de textura fina indican el rápido enfria- de la perforación nacionalizada”, aunque esestratigráficas hayan sido dibujadas en papel a tra- miento en la superficie. importante señalar que a finales de la década de los,vés de los años, y en todo del mundo se lleguen Año Productivos Improductivos Total 40 incursionaron nuevamente las compañías perfora-a formar todas las sucesiones de fauna, se po- Otro grupo de rocas expuestas en este río son las de doras contratadas por Petróleos Mexicanos, condrán comparar con las secuencias. Esta es la re- textura laminar o de hojas, conocidas como foliadas, 1938 11 6 17 cero participación en los beneficios obtenidosgla en las formaciones fosilíferas de todas las eda- formadas por la alineación de minerales a lo largo o 1942 7 8 15 de la producción de crudo. Para 1960 operabandes desde el inicio del Periodo Cámbrico, cuando en planos ondulados. La foliación puede confundirse 1946 31 18 49 56 equipos de compañías, la cifra más altalos animales con conchas evolucionaron. con las capas. Estas rocas metamórficas fueron 1950 133 85 218 registrada desde la expropiación hasta nuestros sedimentarias e ígneas, pero han sido alteradas por la 1954 193 100 293 días, (gráfica 5).Estos ensambles fósiles pueden ser utilizados como acción del calor y la presión que ejerce la profundidad“huellas” de formaciones; cada ensamble tiene una que las sepulta. 1958 286 93 379 El petróleo en México, 1963. Mantener la tasa de crecimiento de la produccióncaracterística distintiva, aun cuando algunas espe- anual en 5% durante este periodo fue una de lascies particulares pueden presentarse en diversas for- Las rocas más bajas del río, de la formación Vishnu, Tabla 2 razones que obligaron a incrementar lamaciones. son una mezcla compleja de rocas ígneas y metamórficas. No tienen fósiles y no hay forma de En 1950 empezó a consolidarse la perfora-Esta característica de los fósiles en los sedimen- conocer su edad observando sus minerales y su tex- ción. Se apreció por el incremento en el éxito Equipos de Perforacióntos fue observada por William Smith en los con- tura. No obstante, se sabe que la formación Vishnu de pozos productores que alcanzó el 61% a 1938-1960 160juntos de fósiles que encontró en Inglaterra en es la roca más antigua del Gran Cañón. Debido a su una tasa de crecimiento de 16% anual.1793. Smith, ingeniero e inspector, trabajó en las posición, proporciona la primera vista de su histo- 140minas de carbón y elaboró mapas topográficos ria. Las rocas del Vishnu, originalmente formadas 120 La perforación de la industria nacionalizadade túneles. No tenía idea de la evolución orgánica por flujos de lava, depósitos de ceniza y sedimen- 100 logró mantener un balance adecuado entreque Darwin enunció años más tarde, sin embar- tos, fueron sepultadas profundamente por rocas que 80 reservas y producción. Obtuvo un vigorosogo, hizo hincapié en las formaciones que conte- actualmente las cubren; su metamorfosis se debió crecimiento propiciado en gran parte por 60nían fósiles distintos pero con similitudes útiles al calor y a la presión, y posteriormente fueron in- dos factores: un mayor número de pozos 40para distinguir una formación de otra. Como para vadidas por el magma. Siguiendo a la Vishnu, se exploratorios perforados gracias a la capa-el siglo XIX ya se conocían los elementos necesa- observa una capa en línea discontinua; es decir una 20 citación del personal dedicado al trabajorios para dibujar una sucesión estratigráfica de disconformidad angular con una superficie de ero- 0 de perforación, y por la localización de 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960rocas en diferentes lugares y niveles, los planos sión que separa dos conjuntos de rocas deposita- reservas que crecieron a una tasa del 6%de Smith contaron con esos adelantos. das en forma no paralela. Esto significa que origi- Pemex Compañías anual, (gráfica 4). Fuente: Estadística UPMP Gráfica 514 39
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México perforación de pozos. De ahí que el De 1938 a 1960 se perforaron un total de 4 mil 669 parte superior. Evidentemente debemos añadir como Edad de los fósiles comportamiento de los equipos en operación pozos, de los que 1,036 fueron exploratorios y 3 mil condición indispensable, que ninguna serie deberá tenga una tendencia similar, (gráfica 6). 633 para desarrollo de campos, con una longitud ser deformada y completamente plegada en una eta- Los fósiles, organismos antiguos conservados en perforada de 8 mil 6 km. El total de pozos pa posterior. algunas de estas rocas, constituyen otra herramienta Perforación para incorporar producción acumulados al año de 1960 fue de 10 mil útil para establecer la secuencia de una serie de 412. La profundidad media por pozo en El tiempo de secuencia de la estratigraficación es depositaciones de rocas sedimentarias formadas 120 120 1938 era de 1,000 m, cifra que fue cre- la base simple para la escala del tiempo por carbonato de calcio (CaCo3) en forma de frag- ciendo en forma paulatina hasta 1950 y estratigráfico. Estas generalizaciones tan sencillas mentos de conchas de animales fósiles. Las piza- 100 100 1960, cuando se incrementó en más de son un buen ejemplo del conocimiento: los ver- rras son rocas endurecidas y compactadas de arci- 80 80 100% para pasar de 1,481 a 3 mil 159 m, daderos grandes descubrimientos son aquéllos llas y lodo; y las areniscas, que están formadas de Producción MMB (gráfica 8). que nos resultan perfectamente obvios gracias a granos de arena cementados, también pueden con- Equipos 60 60 que alguien los ha descubierto para nosotros. tener materiales fósiles tales como conchas y frag- Periodo 1961 – 1980 Nicolaus Steno, físico italiano, formuló en 1669 mentos de conchas. Algunas de estas conchas fósi- 40 40 el principio de la horizontalidad original y el de la les son fácilmente identificables cuando se les com- La perforación de los grandes yacimientos superposición; también fundamentó el principio para con sus similares de hoy en día. Muchas otras 20 20 de la continuidad original, según el cual, las ca- se parecen a los animales de la actualidad, pero 0 Los cambios ocurridos en el escenario 0 pas sedimentarias forman al mismo tiempo de la obviamente son diferentes, y otros, que también son 1938 1942 1946 1950 1954 1958 1960 internacional originaron ajustes en los depositación una hoja continua que termina sola- restos de conchas animales, no se parecen nada a Equipos Pemex Equipos Cías. Producción objetivos y estrategias de la actividad mente por adelgazamiento, por cambios gradua- los actuales. No todos los fósiles son de animales exploratoria. Se orientó hacia áreas de les de la capa, diferente por su composición o por invertebrados como las almejas y las ostras. Los Fuente: Compilación de datos Históricos del Petróleo en México. Petroleos Mexicanos 1968 y Estadística UPMP. mayor potencial y con mejores perspec- confinamiento de una pared o barrera, tal como excavadores de capas formadas descubrieron hace tivas en términos económico- la línea costera que confina un área deposicional. millones de años partes de algunos animales Gráfica 6 Partiendo de la ley de la continuidad se puede to- vertebrados como los reptiles o mamíferos y en al- financieros. Consecuentemente, Petró- Otro factor importante en el incremento de la leos Mexicanos reorientó sus trabajos de mar intuitivamente la idea de que la cara de una gunas ocasiones también se pueden observar has- perforación de pozos fue el precio internacional del exploración y perforación hacia zonas de mayor capa, tal como se puede ver en la excavación de ta restos de dinosaurios, esqueletos de peces y dien- crudo que llegó a 3.1 dólares por barril(8), debido potencial productivo. una carretera o en el Gran Cañón, es la etapa de tes de tiburón .Las plantas fósiles son abundantes, principalmente a los problemas de Irán y a la crisis rompimiento o erosión de una hoja continua. particularmente las que se encuentran dentro de las ocasionada por el cierre del Canal de Suez, (gráfica 7). En este lapso se perforaron 9 mil 310 pozos en los rocas y en las que contienen capas de carbón, en Con base en estos tres principios se podría construir donde es posible encontrar helechos, hojas, varas, estados de Tamaulipas, Nuevo León, Precio Internacional del Crudo Coahuila, Veracruz, Tabasco, Chiapas y el reloj estratigráfico, siempre y cuando, fuera posible ramas y hasta troncos completos. establecer una longitud total de tiempo y el intervalo Campeche, de los cuales, 2 mil 167 fueron 3.4 1,000 necesario para que todas las rocas se acomodaran en Así se llegó a la conclusión de que estos fósiles exploratorios con una profundidad cada capa; se tuviera idea del tiempo que le toma a representan formas de vida en diferentes periodos Fuente: WTRG Economics promedio de 3 mil 400 m. El porcentaje de cada capa depositarse, y que todos los tiempos pu- de tiempo y que gracias ellos podemos deducir el 800 éxito de pozos productores que dieran ser contabilizados por este reloj. flujo de la evolución de los organismos más primiti- incorporaron reservas, osciló del 10 al 40% vos tan complicados como el homo sapiens. Uno 2.9 (gráfica 9). Cabe destacar que durante elDolarés por barril Desafortunadamente, la última condición sería muy de los primeros en dar este salto fue Leonardo da 600 periodo anterior, 1951 y 1953, se incursionó difícil de lograr. Basándose en la observación de Vinci y posteriormente Nicolaus Steno. Él compa- en proyectos marinos frente a las costas Pozos flujo de los ríos y de otros tipos de sedimentación, ró, en el siglo XX, los dientes de los tiburones de la de Tuxpan, en donde se perforaron 16 400 pensamos que ciertos periodos de tiempo no son actualidad con los conocidos como dientes linguales pozos en Isla del Toro y 14 en Cabo Rojo(10). 2.4 representados en una roca. Los sedimentos depo- de Malta en el Mediterráneo; concluyó entonces que Se encontró petróleo solamente en tres de sitados en las orillas de los ríos, como por ejemplo ambos provenían del mismo tipo de tiburón. Mu- 200 ellos ubicados en la formación “El Abra” del el histórico Nilo en Egipto, no se acumulan de ma- chos objetaron la conclusión de Steno; pero las si- Cretácico Medio, extensión de la Faja de nera constante y uniforme. La escala de tiempo de militudes entre las formas de los animales moder- Oro terrestre en donde se encontró en 1963 depósitos en lagos es de días; pero también exis- nos y estos fósiles, especialmente sus partes duras 1.9 0 la primera estructura comercialmente 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 ten escalas para los tiempos entre los lagos a un como dientes, huesos y conchas, se suman a un productora. Fue descubierta por el pozo intervalo que puede variar de pocos años a muchas gran número de evidencias que pueden ayudar a Pozos perforados Precio promedio “Isla de lobos 1-B” sobre una isla artificial Gráfica 7 décadas. En otras palabras, una laguna o una inte- determinar los orígenes de la Tierra. construida en un pequeño arrecife formado rrupción en la sedimentación, puede ser dos o tres veces más grande que la depositación de sedimen- ¿Pero, cómo influye todo esto para determinar una (8) WTRG Economics, Crude oil price, history tos en las lagunas. escala de tiempo? La principal evidencia se puede (10) Conacyt, El petróleo mexicano en el mundo, 2da. Edición, Ciencia y desarrollo. 40 13
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en MéxicoLos movimientos verticales pueden ser evaluados en las montañas. Los geólogos saben cómo utilizar Pozos Perforados y Profundidad Media El éxito alcanzado en la exploración depor los datos de depósitos marinos que se encuen- esta información para realizar trabajos de ingeniería hidrocarburos durante los 70 fue eltran cerca del nivel del mar. Las montañas forma- como un medio de corte para estudiar las secciones 2,500 900 apoyo fundamental para que Méxicodas por rocas y fósiles marinos han sido levanta- de roca expuestas. Bajo esta perspectiva, es posible 800 pasara de ser importador neto adas 3,000 metros en 15 millones de años, con un calcular las dimensiones de un lugar como el Gran 2,000 exportador: Se convirtió en uno de los 700promedio de 0.2 milímetros por año. Hace aproxi- Cañón del río Colorado que tiene más de 1.5 kilóme- productores con mayores reservas amadamente 40,000 años, durante el último gla- tros de profundidad en algunas secciones, con un 600 escala mundial y en un participante 1,500ciar, el área comprendida actualmente por Norue- ancho de 6 a 30 kilómetros y una longitud de 450 kiló- 500 destacado en el mercado petrolero Metros Pozosga, Suecia y Finlandia fue cubierta por dos o tres metros (figura 8). 400 internacional.kilómetros de hielo. 1,000 En el Gran Cañón podemos encontrar gran cantidad de 300 En 1972 se descubrió el área cretácicaAunque lentos, los procesos erosionales desgastan rocas de distintas formas y tamaños con patrones carac- 500 200 de Chiapas-Tabasco, con los pozoscontinuamente la corteza terrestre. La velocidad de terísticos útiles para reconstruir la historia geológica. 100 “Sitio Grande No. 1” y “Cactus No. 1”;erosión puede ser estimada en 1976 se perforó el pozo “Páramo 1”, 0 0si se añaden los productos el más profundo del periodo, en el 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960desintegrados y disueltos entonces Distrito Villahermosa, a unapor este fenómeno y que Pozos perforados Profundidad media profundidad de 7 mil 300 m; tambiénson transportados por los Fuente: Estadística UPMP se descubrió el campo “Chac” en laríos y el viento. La velocidad Gráfica 8 Sonda de Campeche, con el cual sede erosión que se registra en iniciaron las operaciones marinas enel continente norteamerica- el sureste.no ha sido estimada en cer- Exito Perforación/Exploraciónca de 0.03 milímetros por Las reservas probadas totales deaño. Así, para abrir una 45% 180 hidrocarburos se incrementaroncuenca oceánica se necesi- debido a varias razones. Primero, portan cientos de millones de 40% 160 la revisión de procedimientos deaños; cerca de 20 millones 35% 140 cálculo y la adopción de nuevosde años para elevar una conceptos de clasificación; por la P ozos Pe rf orados 30% 120montaña y 100 millones de incorporación de nuevos campos delaños para rebajarla a nivel 25% 100 mesozoico de Tabasco y Chiapas en Ex itodel mar. La Tierra ha experi- 1977, del paleocanal de Chicontepec 20% 80mentado muchos ciclos de en 1978, y de la Sonda de Campecheformación y erosión de 15% 60 que aportó incrementos notables amontañas en cuatro millo- 10% 40 partir de 1979 con el descubrimientones de años. Sin elevacio- del campo “Akal”. Esta extensión delnes montañosas y otras for- 5% 20 “Chac” que incluye a ambos y semaciones, la Tierra se re- Figura 8 Vista panorámica del Gran Cañón del Colorado 0% 0 conoce como Complejo “Cantarell”,duciría al nivel del mar. 1961 63 65 67 69 71 73 75 77 79 es uno de los yacimientos más Lo primero que puede apreciarse en estas rocas es Fuente: Estadística UPMP Pozos perforados % Exito grandes del mundo, y permitióRegistro contenido en las rocas su pronunciada capa horizontal, resultado de los alcanzar un incremento sustancial en Gráfica 9 asientos de las partículas acarreadas por aire o agua las reservas, (gráfica 10).El único registro de los fenómenos sucedidos en el para formar capas de sedimentos. Esta afirmaciónpasado geológico se encuentra en las rocas preser- está claramente basada en la observación de estas en la porción norte de la Faja de Oro marina. Como En desarrollo de campos se perforaron 7 mil 143vadas de la destrucción erosional. Podemos encon- capas que se han depositado en las playas; y a las referencia, es interesante citar que el desarrollo for- pozos, con una profundidad promedio de 2 mil 900trar muchos lugares en donde las capas de roca con de lodo y sedimento que se acumulan en las orillas mal de las operaciones costa afuera en los Estados m y un 85% de éxito en pozos productores. Lalíneas superficiales expuestas no han sido alteradas de los ríos. Unidos de Norteamérica inició en 1948(11), en las costas reestructuración de Pemex por líneas de negociospor el suelo o por cantos rodados. Tales exposicio- de Louisiana y Texas. coadyuvó a este propósito, (graficas 11 y 12).nes, denominadas afloramientos, varían su tamaño Si se considera lo anterior, sería absurdo pensar quedesde pequeñas proyecciones de roca visibles en una capa sedimentaria puede ser depositada bajo unauna ladera hasta capas expuestas en los ríos de al- capa previa. Así podemos concluir que cualquier capatos riscos que forman las paredes de los cañones nueva que se añade a la serie, siempre se hará en la (11) API. History of petroleum engineering, Tomo II.12 41
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México cos años que los científicos han reconocido un patrón mundial de tiempo para estos movimientos. Perforación para incorporar reservas ¿Por qué se tiene especial cuida- 100.0 400 do con la escala de tiempo? Una Pozos Exploratorios Reservas 350 de las razones más importantes radica en el corazón de la geolo- 300 gía: la historia de la evolución de la Tierra tal como la concebimos 250 actualmente. Las montañas que Pozos MMMB 10.0 200 conocemos actualmente son de gran importancia en las escalas 150 de tiempo pues proporcionan in- formación valiosísima sobre lo 100 sucedido en nuestro planeta du- 50 rante millones de años. Esta idea proviene de una vieja regla de la 1.0 0 ciencia física: si dos cosas se for- 1961 1964 1967 1970 1973 1976 1979 maron en diferentes épocas, es Fuente: El petróleo de México, Enrique González y Agustín Acosta, 1963. y como si se hubieran creado por Estadística UPMP. procesos diferentes. La mayor parte del tiempo utilizamos este Gráfica 10 método empírico de manera in- consciente, pero algunas veces lo hacemos de forma acertada, como una guía para pensar en un Exito Perforación Producción problema específico. 90 700 Así, se han encontrado rocas de menos de 200 millones de años 80 Figura 7 Generación, migración y acumulación de hidrocarburos 600 en la profundidad del océano, que 70 nos han llevado a suponer que el mar tiene esta 500 El tiempo se mide por relojes radiactivos y se infiere misma edad. Si una distancia de 10,000 km es utiliza- P ozos P erf orados 60 por el razonamiento de las medidas de los procesos da para representar el ancho promedio del océano, 50 400 físicos y químicos involucrados. Se ha concluido que que es la distancia entre las placas continentales, la Ex it o 40 300 la Tierra tiene cerca de 4.7 billones de años de anti- separación es de 10,000 km /200 millones de años, es güedad. ¿Qué ha sucedido en todo este tiempo? decir, 5 centímetros por año. 30 200 ¿Cuánto tiempo le llevó al proceso geológico crear las 20 montañas o destruirlas? ¿Cuál es el periodo de vida La conocida Falla de San Andrés en California, EU, que 100 de un río? Para cada una de estas escalas el tiempo se encuentra a lo largo de la placa del Pacífico Norte, 10 varía desde unas cuantas decenas de años hasta unos se deslizó en el pasado sobre la placa de Norteamérica. 0 0 billones de años. Algunos lugares a lo largo de la falla han sido estudia- 1961 63 65 67 69 71 73 75 77 79 dos durante casi un siglo. En este lapso, la falla ha Fuente: Estadística UPMP Pozos perforados % Exito Para una sociedad organizada la escala de tiempo es sufrido deslizamientos de 4 a 6 centímetros por año muy importante. En una escala geológica de millones debido a terremotos y a la misma repetición del fenó- o cientos de millones de años, la Tierra está lejos de meno. A lo largo de un gran periodo de tiempo, el Gráfica 11 permanecer estable. Durante ese lapso los continen- régimen de movimiento puede ser determinado com- tes, océanos y cadenas montañosas se han movido parando formaciones geológicas distintivas que se han horizontal y verticalmente grandes distancias. Aunque deslizado por la falla y las partes separadas que se la evidencia de gran inestabilidad nos rodea, hace po- mueven a lo largo de una y otra.42 11
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicocrean altos estructurales capaces de acumular pe- cias al uso combinado de la geología y la geoquímica. Pozos Perforados y Profundidad Mediatróleo (figura 6). Con la ayuda de estas ciencias es posible predecir las 4,000 800 áreas en donde pueden ocurrir nuevos descubrimien-Las estructuras debidas a deformaciones pueden tos de aceite y/o gas; conocer mejor los yacimientosser alteradas por rompimientos de las capas de existentes; detectar problemas en las instalaciones deroca. Estos rompimientos pueden construir vías producción e, inclusive, mejorar los procesos. 3,000 600 El estudio de una cuenca describe Metros a las rocas sedimentarias en el mo- 2,000 400 mento de su depósito y deforma- P ción estructural, así como a las trampas individualmente perfora- bles (Prospectos) o a una serie de 1,000 200 trampas relacionadas (Plays). Con- templa, también, una serie de tram- pas cuya información es insuficien- 0 0 te para sustentarla o carece de la 1961 63 65 67 69 71 73 75 77 79 calidad necesaria, y entonces no se Pozos perforados Profundidad media consideran como prospectos. Fuente: Estadística UPMP II. ERAS GEOLÓGICAS Gráfica 12 Una de las diferencias más importan- En el período, los equipos operados por compañías Por lo que se refiere a kilómetros perforados, se tes entre geólogos y científicos es su se mantuvieron en un promedio de 6 por año, para alcanzaron 24 mil 588 que corresponden a un 285% actitud respecto al tiempo. Muchos finalizar con un repunte de 45 equipos en 1980. Se de incremento con respecto al periodo anterior, procesos de reacciones físicas y quí- calcula que la participación de las compañías en la (gráfica 14). micas medidos en laboratorio ope- perforación de pozos, fue del 13%, (gráfica 13). ran sobre periodos o escalas de tiem- En el renglón de los precios del po de segundos o fracciones de se- barril de crudo se manifestaron gundo, mientras que los procesos Equipos de Perforación dos tendencias principales que geológicos observables directamen- te ocupan un lugar muy importante 1961-1980 afectaron la perforación; la pri- 250 mera, fue la persistencia en el en un espacio de tiempo determina- precio de 2 dólares por barril do. Los terremotos pueden durar mi- 200 que generó una pendiente nutos o segundos, pero las ondas negativa en la actividad, con sísmicas generadas por el terremo- algunas variaciones por año; la Figura 6 Migración secundaria to tardan minutos u horas para via- 150 segunda, se presentó al jar a lo largo de la Tierra o su super- término del periodo cuando elde migración hacia porciones más someras o bien ficie. La erosión y el transporte de grandes cantidades 100 crudo alcanzó sus valorescrear yacimientos múltiples conocidos como tram- de polvo, cantos rodados, arena, sedimentos y arcilla récord (gráficas 15,16), y sepas (figura 7). a través de un río, requiere pocos días. Las barras de 50 activó así la perforación con un arena de la playa se mueven hacia dentro y hacia fue- incremento de 53 pozos enLa mecánica de generación o de expulsión, migración ra durante días o semanas. En estos procesos pode- promedio por año, lo quey acumulación del petróleo en trampas, así como su mos ver o sentir lo que está ocurriendo, mientras que 0 justificó el empleo de un mayorpreservación en el subsuelo, es en realidad el proce- otros no pueden ser observados directamente. Esto 1961 1964 1967 1970 1973 1976 197 número de equipos deso del sistema petrolero. es aún más evidente cuando las escalas de tiempo Pemex Compañías compañías. son de cincuenta años o más; en estos casos nuestraUn sistema petrolero describe las relaciones genéticas memoria comienza a fallar y es entonces cuando re- Fuente: Estadística UPMPentre un volumen de roca generadora madura y todo currimos a registros históricos como, por ejemplo, para Gracias a la evolución de lael aceite o el gas que emana en su momento crítico. El medir qué tanto se ha llenado un terreno pantanoso, tecnología y del personal califi- Gráfica 13análisis de sistemas petroleros incluye elementos esen- qué tanto se ha erosionado una ladera, o cuánto haciales para detectar una acumulación de petróleo gra- cambiado su curso un río.10 43
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México y petróleo debido a su incompatibilidad de densi- generado, en la que ya se ha saturado el espacio y se dades, se crea una fuerte presión interna en la roca ha iniciado la expulsión y migración; el resto de la que propicia la expulsión del petróleo por poros maduración hasta llegar al 100%, en la que el petróleo Metros Perforados minúsculos que, fractura la matriz mineral a su sa- excedente sale de la roca. Finalmente en la senilidad (1961 - 1980) lida o aprovecha fallas preexistentes e inicia el pro- se agota la capacidad de generación y no hay más 2,000,000 ceso denominado migración primaria (figura 5). En expulsión de petróleo. promedio, el 40% del petróleo queda aprisionado en la impermeable roca generadora aunque, excep- En los espacios porosos presentes en los conductos 1,600,000 cionalmente, se pueda tener una tasa de expulsión permeables, las gotas de petróleo se reúnen y se del 80%, pero nunca del 100%. movilizan hacia las zonas de presión más baja para 1,200,000 encontrar en las rocas vecinas las condiciones de po- Se conocen tres etapas de migración primaria asocia- rosidad y permeabilidad suficientes (rocas almacena- das a la permeabilidad relativa: la inmadurez en la que doras) para emplazarse dentro de ellas y habilitar el 800,000 con 20% de petróleo y aunque haya mucha agua no proceso de migración secundaria. se satura el espacio poroso y por lo tanto no hay ex- 400,000 pulsión; la madurez precoz con el 60% del petróleo Migración secundaria 0 Es conveniente aclarar que siem- 1961 63 65 67 69 71 73 75 77 79 pre existen pérdidas de hidrocar- buros durante esta migración de- Exploración Desarrollo bido a las múltiples vías de comu- Fuente: Estadística UPMP nicación alternas (laterales y ver- ticales); además, parte de este pe- Gráfica 14 tróleo permanece adherido a las superficies de los granos de roca por las que atraviesa. Por su parte el agua intersticial ayuda a vencer Precio Internacional del Petróleo la capilaridad del espacio poroso y a que el petróleo llegue a nive- 35 1000 les superiores. 30 El viaje termina cuando el petró- 800 leo se encuentra con una roca im- 25 P oz os perforados permeable que le impide el paso Dólare s por barril a posiciones más lejanas y por lo 600 tanto no lo deja escapar. Precisa- 20 mente la ubicación de los yaci- 15 mientos petroleros depende de la 400 forma de las rocas alma- cenadoras. Se puede tratar, entre 10 otros, de capas idealmente para- 200 lelas así formadas desde el mo- 5 mento de su depósito con sufi- ciente porosidad y permeabilidad 0 0 como algunas capas de arena, o 1961 1963 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 de las áreas con arrecifes de co- Pozos Precio barril rales. También se pueden encon- trar espacios más sofisticados, Fuente: British Petroleum, Statical Review of World Energy, 1998, resultado de deformaciones por y Estadística UPMP. movimientos tectónicos que mo- Figura 5 Migración Primaria difican las formas originales y Gráfica 1544 9
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Perforación para incorporar producciónEl bióxido de carbono se origina durante la diagénesis la etapa metagenética de gas seco (cuando solamen-como parte del proceso de eliminación del kerógeno. te se genera metano). 1000 140También puede generarse algo de metano diagenético,particularmente de la materia orgánica de origen con- Durante la catagénesis y la metagénesis, se produce 900tinental. Normalmente a éste se le denomina “gas de el sulfuro de hidrógeno junto con metano. Se pueden 120diagénesis temprana”. generar a partir del kerógeno y de los compuestos de 800 azufre líquidos en el crudo. Cuando hay azufre libre, 700 100Durante la etapa principal de formación de aceite tam- éste también puede reaccionar con los hidrocarburosbién se generan hidrocarburos ligeros que se vuelven para producir H2S. El sulfuro de hidrógeno es particu- 600 80 Eq uipos MMBprogresivamente más importantes, como lo indica la larmente abundante cuando la propia materia orgáni- 500relación creciente de gas–aceite. Sin embargo, en esta ca es rica en azufre, como sucede con las secuenciasetapa el metano normalmente queda subordinado a de carbonatos y carbonato evaporita. En tales condi- 400 60los hidrocarburos más pesados. ciones geológicas, la generación de H2S parece verse favorecida a gran profundidad (típicamente 3,000 a 300 40A mayor profundidad, la desintegración da origen a 4,000 m) y generalmente, en el mismo intervalo de 200la etapa catagénica de formación de gas (en la que el temperatura que el metano. Finalmente, el bióxido de 20metano es definitivamente predominante), y posterior- carbono se puede generar en la última etapa de la his- 100mente a la etapa metagenética de gas seco (cuando toria del petróleo, es decir, cuando las acumulacionessolamente se genera metano), puede reaccionar con de crudo son degradadas, especialmente por activi- 0 0el metano para formar H2S. dad bacterial (figura 4). 1961 1964 1967 1970 1973 1976 1979Formación del gas Migración primaria Equipos Pemex Equipos Cías. ProducciónLos hidrocarburos gaseosos: metano, bióxido de car- Una vez creado, el petróleo se ubica dentro del es- Fuente: Memorias de labores y Estadística UPMP.bono y sulfuro de hidrógeno, se generan en diversas pacio poroso de la roca generadora que por su pro- Gráfica 16etapas de la evolución de la materia orgánica en los pia naturaleza se encuentra ocupado por agua. Así,sedimentos. Se pueden formar por actividad bacterial como no existe permeabilidad suficiente entre agua cado para perforar a profundidades mayores, se alcanzó su valor máximo de 39 dólares por barrilen el sedimento joven depositado reciente- descubrieron los yacimientos más grandes e impor- (gráfica 17), debido principalmente a los grandesmente en el fondo de los mares o lagos. tantes del país. México pasó de importador a volúmenes de crudo que consumían los paísesNormalmente se denomina “gas biogénico”. exportador; no obstante, se continúa incrementando desarrollados como Estados Unidos de la brecha tecnológica con respecto a los países Norteamérica, Alemania y Francia, y a las estrategiasEl bióxido de carbono se origina durante la petroleros más desarrollados. adoptadas por esas mismas potencias para comprardiagénesis como parte del proceso de eli- y almacenar hidrocarburos. Esto mantuvo los nivelesminación del kerógeno. También puede de perforación con un promedio de 327 pozos/año La fundación del Instituto Mexicano del Petróleogenerarse algo de metano diagenético, par- de 1980 a 1985, y como consecuencia, se alcanzaron fortaleció la capacitación de los trabajadores a todosticularmente de la materia orgánica de ori- las máximas cuotas de producción de este periodo, los niveles; logró disminuir la frecuencia degen continental. Normalmente a éste se le como la registrada en 1982 que fue de 1,313 accidentes al mismo tiempo que procuró la pre-denomina “gas de diagénesis temprana”. MMBPCE. servación del medio ambiente.Durante la etapa principal de formación de En 1986, al producirse un drástico abatimiento delaceite también se generan hidrocarburos li- Periodo de 1981 - 1998 precio del crudo por debajo de los 10 dólares, segeros que se vuelven progresivamente más Incorporación de tecnologías y creación de la inició un periodo de incertidumbre con crisisimportantes, como lo indica la relación cre- Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos recurrentes, que obligó a bajar los niveles deciente de gas–aceite. Sin embargo, en esta (UPMP). perforación a un promedio de 136 pozos/año hastaetapa el metano normalmente queda subor- 1992. En consecuencia, entre 1993-94 los nivelesdinado a los hidrocarburos más pesados. El desarrollo de la perforación y exploración en de actividad de la perforación fueron los más bajos tirantes de agua cada vez mayores marcó el inicio de las últimas décadas, con promedios de 70 pozos/A mayor profundidad la desintegración da de la explotación en la Sonda de Campeche. año, que prácticamente igualaron a los obtenidos aorigen a la etapa catagénica de formación finales de los años 40. Es importante destacar lade gas (en la que el metano es definitiva- En la década de los 80 se registraron cambios relación directa que se da entre el volumen de lasmente predominante), y posteriormente a importantes en el escenario del mercado petrolero reservas y el número de pozos que se perforaron Figura 4 Etapas de generación del petróleo internacional. En 1981, el crudo mexicano Istmo en este periodo: “A mayor número de pozos8 45
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Precios promedio del crudo A medida que la temperatura y el sepultamiento prerrequisito para la existencia de rocas generadoras 45 450 continúan aumentando, la ruptura de los enlaces car- de petróleo. 40 400 bono – carbono se presenta con más frecuencia y al- tera tanto a los hidrocarburos ya formados de la roca El término materia orgánica o material orgánico se re- 35 350 generadora como al kerógeno remanente. Los hidro- fiere al material comprendido de moléculas orgánicas POZOS PERFORADOS carburos ligeros se generan a través de esta desinte- derivadas directa o indirectamente de ciertas partes 30 300 gración, mientras que en los hidrocarburos de la roca de los organismos vivos, las cuales son depositadas y 25 250 generadora y el petróleo su proporción aumenta rápi- preservadas en sedimentos. En función de los even- DLS/BL damente. tos geológicos que sucedan, parte de la materia orgá- 20 200 nica sedimentaria puede ser transformada en com- 15 150 Debido a la cinética de la formación y a la estructura puestos de petróleo. Por eso es importante tomar en del kerógeno, el metano se convierte velozmente en cuenta que durante la historia de la Tierra, las condi- 10 100 el compuesto liberado predominante. ciones de síntesis, depósito y preservación de la ma- 5 50 teria orgánica cambiaron considerablemente. Desde La transformación global que se presenta durante la el Precámbrico (más de 570 millones de años) y hasta 0 0 catagénesis es equivalente al proceso de despropor- el Devónico (367 millones de años), la producción pri- 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 ción. Por una parte, se generan hidrocarburos de con- maria de materia orgánica se realizó a partir del Fuente: INEGI y Estadística UPMP. Pozos perforados Itsmo Maya Olmeca tenido de hidrógeno creciente con una relación ató- fitoplancton. mica hidrógeno/carbón promedio de 1.5 a 2.0 en el Gráfica 17 crudo, y 4.0 en el metano puro. Por otra parte, el A partir del Devónico, se dio un gran incremento en kerógeno residual llega a ser agotado en hidrógeno la producción primaria debido a la contribución deperforados mayor incorporación de reservas”, de restricciones financieras que en algunos años con una relación atómica hidrógeno/carbón de aproxi- plantas superiores terrestres. En el presente, elsegún se muestra en la gráfica 18. significaron ritmos de reposición menores a los madamente 0.5 al final de la etapa de catagénesis. fitoplancton marino y las plantas superiores terres- volúmenes de extracción y, por la otra, a estimaciones tres producen igual cantidad de materia orgánica. Las reservas declinaron a una tasa media anual de más exactas y confiables que las estimadas en años El final de la catagénesis se alcanza en el intervalo en 1.2%. Esta tendencia refleja, por una parte, el efecto anteriores. Para la perforación exploratoria la tasa donde se completa la desaparición de las cadenas Metagénesis del gas seco anual de declinación fue del 6% hasta 1995; es a asfálticas de carbono en el kerógeno, y en donde se partir de 1996 cuando la inicia el desarrollo de un ordenamiento de sus unida- Una vez que el material más débil se elimina, se pre- Perforación para incorporar reservas actividad tiende a des básicas. senta a través de la catagénesis con un alto grado recuperarse con un cre- de ordenamiento, una reorganización estructural en cimiento anual de 25%. 90 75 Metagénesis el kerógeno. Sin embargo, en esta etapa En las reservas por pozo (metagénesis) no se generan cantidades significati- 73 productor se observa En este estado, los minerales experimentan una trans- vas de hidrocarburos a partir del kerógeno, excepto 71 una drástica reducción formación bajo condiciones de temperatura muy alta una pequeña cantidad de metano. Las cantidades Billones de barriles en 1998, pues con la Pozos perforados 69 (entre 150 y 200 grados centígrados). Los minerales grandes de metano se pueden obtener como resul- 60 perforación del pozo arcillosos pierden su intercapa de agua y alcanzan un tado de la desintegración de los hidrocarburos de 67 delimitador Ayin DL1 alto grado de cristalinidad; los óxidos de hierro con- la roca generadora y del petróleo líquido acumula- 65 quedó definido el yaci- tienen agua estructural (Goethita) y cambian a óxidos do en los yacimientos. miento del mismo nom- 63 sin agua (Hematita); también ocurre una severa diso- bre que no incrementó 30 lución por presión y recristalización, además de la for- La estabilidad del metano, aun a temperaturas su- 61 reservas, (gráfica 19). mación de cuarcita e, inclusive, la desaparición de la periores (hasta cerca de 550 °C), es tal que las pro- 59 estructura original de la roca. fundidades de perforación actuales y futuras cer- 57 Gracias a la creciente canas no alcanzarán las zonas en las que el meta- eficiencia en cuanto a la Las rocas ricas en materia orgánica sufren bajo no pueda ser destruido a causa de la temperatu- 0 55 perforación de pozos, y estas condiciones de temperatura la metagénesis ra. No obstante, el metano se puede destruir de- 80 83 86 89 92 95 98 en general en todas las de la materia orgánica. En este estado, los constitu- bido a la presencia del azufre que puede presen- Pozos exploratorios Reservas actividades, se logró a yentes orgánicos están compuestos solamente de tarse originalmente como azufre libre debido a que principios del periodo un metano y carbón residual, y entonces algunos cris- la materia orgánica puede reaccionar con los éxito superior al 80%, tales ordenan su desarrollo. El carbono se transfor- sulfatos a temperaturas altas para producir azufreFuente: Pemex, Memorias de labores 1984, 1986, 1988, 1989 y Secretaría de Energía. hasta un 90 y 98% en ma en antracita. La producción, acumulación y pre- libre. A su vez, el azufre puede reaccionar con el Gráfica 18 1998 (Gráfica 20). Esto servación de materia orgánica no degradada es un metano para formar H S. 246 7
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicomás importante formado durante la diagénesis. tano); posteriormente los depósitos orgánicos masi- vos se modifican como diversas clases de carbón y Reserva incorporada por pozo productorEl final de la diagénesis de la materia orgánica producen también hidrocarburos.sedimentaria se sitúa en la forma más convenientecuando los ácidos húmedos extraíbles han disminui- Conforme la temperatura continúa aumentando, se 691 48.2 46.9do hasta una cantidad menor, y la mayor parte de los rompen más enlaces por ejemplo, los enlaces de éstergrupos carboxilo han sido eliminados. y algunos carbono – carbono. Las moléculas de hi- 573 38.3 drocarburos, particularmente las cadenas asfálticas,Catagénesis se producen a partir del kerógeno y de los compues- 30.8 405 tos de nitrógeno (N), azufre (S), oxígeno (O) previa- 343 345Los procesos por los cuales la materia orgánica es al- mente generados. Algunos de los hidrocarburos libe- 23.4 21.3 282 21.1terada debido al efecto del aumento en la temperatu- rados son moléculas biogenéticas C15 C30 compara- 247 246 19.2 19ra se llaman Catagénesis. bles con los fósiles geoquímicos que fueron anterior- 16.4 189 173 168 11.2 182 mente entrampados en la matriz del kerógeno. La 149 10 147El depósito consecutivo de los sedimentos tiene 7.6 115 mayor parte de los nuevos hidrocarburos producidos 4.8 12.2 4.5como resultado el entierro de los lechos previos, a durante la zona principal de la generación de aceite 37una profundidad que alcanza varios kilómetros de tienen peso molecular de intermedio a bajo. No dis- 59recubrimiento en cuencas subsidentes. Esto, junto ponen de una estructura característica o distribución 1983 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 1999con los movimientos tectónicos, representa un au- específica, contrariamente a los fósiles geoquímicosmento considerable en la temperatura y la presión. que progresivamente se diluyen por estos nuevos hi- Reserva incorporada (MMBPCE) drocarburos (figura 3). Reserva incorporada por pozo productor (MMBPCE / Pozo productor)Las temperaturas en la tierra se incrementan de 2 a 5grados centígrados por cada 100 metros de profundi- Fuente: Ingeniería Petrolera, Agosto 1997. Artículo "Plan Estratégico de Exploración". Esta es la etapa más importante en la formación de acei-dad. Un aumento lineal en la temperatura causa un tes, aunque la generación de aceite líquido va acompa- Gráfica 19incremento lineal logarítmico en la razón de reacción ñada de la formación de una significativa cantidad de gas.para la mayoría de las reacciones involucradas en laformación del petróleo. 0 Hidrocarburos formados Exito en Perforación de DesarrolloEl aumento en la temperatura incrementa CH4 Bioquímicola solubilidad en los fluidos de los sedimen- 100 350 Fósiles geoquímicostos de algunos compuestos orgánicos; 1también convierte los sólidos a líquidos y 300los líquidos a gas, e incrementa su habili- 80 Zonas de evolución del kerógenodad para moverse y migrar. La catagénesis 250 Pozos Perforadosestá definida dentro del rango de 50 a 100 2 60 Porcentaje Profundidad en kilómetrosgrados centígrados. 200La presión geostática debida a la sobre- 150carga puede ser de 300 a 1,000 ó 1,500 40 ACEITEbars. Tal aumento en la presión y tempe- formado por 100ratura coloca al sistema fuera de equilibrio, 3 degradación térmica del kerógeno 20y da como resultado nuevos cambios. 50La materia orgánica experimenta entonces 0 0transformaciones mayores a través de una GAS 4 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98evolución progresiva: el kerógeno produ- formado por desintegración térmicace primeramente petróleo líquido; en una del kerógeno y del aceite Exito Pozosetapa subsecuente, se obtiene el gas hú- CH4medo y condensado (tanto el aceite líqui- Fuente: Memorias de Labores Pemex, Secretaría de Energía y Estadística UPMPdo como el condensado van acompaña- Gráfica 20dos de una cantidad considerable de me- Figura 3 Evolución del kerógeno6 47
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México demuestra el grado de desarrollo de la perforación En lo referente a desarrollo de campos, se gran número de cuencas sedimen-tarias, en México. (tabla 3). perforaron 2 mil 765 pozos a una profundidad Materia Viva un gradiente de 3 °C/100m representa un promedio de 3 mil 323 m, entre los que están valor medio aceptable. incluidos los pozos inyectores, horizontales y Lípidos multilaterales, (gráfica 22). Hidrocarburos El factor más importante en el origen del Miles de Millones de Proteínas glúcidos petróleo es la historia térmica de las ro- Región barriles de pies cúbicos Conservación Al cierre de 1999 se habían perforado 12 mil 320 cas generadoras. Durante la diagénesis, la mezcla compleja de componentes hi- aceite de gas kilómetros en todo el periodo, y de la expropiación a la fecha citada, se tiene un total acumulado de 44 Degradación drocarburos produce toda una serie de Microbiológica Degradación Norte 81 1224 mil 887 kilómetros incluidos los de exploración y Microbiológica reacciones de baja temperatura que a su desarrollo, (gráfica 23). vez provocan la formación de más hi- Sur 587 1996 Aminoácidos azúcares drocarburos, y de otros materiales, de- En la perforación marina, la cercanía de nuestros simples bido a las pérdidas de oxígeno, nitróge- Marina 2238 1570 no y azufre. Aquí la diagénesis se define campos a la costa mantuvo la perforación en aguas Policondensación con una cubierta de temperatura en el Sistema 2906 4790 someras debido a la naturaleza de los yacimientos Acumulación Masiva C2O H2O o megayacimientos, como en algunos casos se les rango que va desde la temperatura su- ha llamado, que se encuentran en tirantes de 45 m perficial hasta los 50 grados centígrados. Tabla 3 Ácidos fúlvicos Turba Ácidos húmicos promedio; sin embargo, en los últimos años se empezó a incursionar a mayores profundidades, Uno de los principales agentes de la La perforación en este último periodo, al 31 de como el pozo “Chucktah 1”, en el Golfo de México, Estado Disperso transformación durante la diagénesis Diciembre de 1999, llegó a 3 mil 467 pozos de los perforado en un tirante de agua de 384 m a una temprana es la actividad microbiana. Los cuales 702 fueron de exploración. Uno de ellos, profundidad de 4,968 m como récord nacional, microorganismos aeróbicos que viven Kerógeno el “Jolosín 1”, alcanzó la profundidad de 7 mil 615 (gráfica 24). Lignito en la capa superior de los sedimentos mts. que representa el récord nacional a la fecha, consumen el oxígeno libre. Los comparable solamente con los registrados por Petróleo Fósiles geoquímicos anaeróbicos reducen los sulfatos para Actualmente, debido al incremento de la demanda de Estados Unidos en pozos tanto con fines Degradación Térmica obtener el oxígeno requerido. La ener- gas, su producción ha tenido gran importancia y por Desintegración petroleros como con el de mayor profundidad, gía se suministra a través de la descom- esta razón se ha incrementado la actividad de Huilas cuyo objetivo fue obtener información sobre el Gas posición de la materia orgánica, la cual, perforación principalmente en la Cuenca de Burgos, Desintegración origen de la corteza terrestre para fines científicos, durante el proceso, se convierte en en donde las profundidades medias son del orden de (gráfica 21). dióxido de carbono, amoniaco y agua. 3 mil m. Normalmente, la conversión se efectúa Pozos Profundos Antracita Kerógeno residual completamente en las arenas y parcial- Es importante señalar que en la mente en los lodos. Algunos sólidos México USA RUSIA búsqueda de alternativas para como el carbonato de calcio organo- optimizar la perforación se realizó Figura 2 Formación de hidrocarburos a partir de materia orgánica detrial y el óxido de silicio se disuelven, Bertha Rogers Cerf Ranch 1 3 Higueras 1 Tabscoob 1* un estudio comparativo (Bench- Sabanero 1 Sureño 1-A Menonita 1 alcanzan una saturación y vuelven a pre- Gaucho 1 Jolosín 1 marking) de Perforación y Mante- mento del depósito. En las rocas porosas, el agua cipitarse junto a los minerales autogénicos, como SG-3** nimiento de Pozos con las compa- cargada de oxígeno disuelto circula libremente, sulfuros de hierro, cobre, zinc, siderita, etcétera. 0 ñías internacionales de perforación mientras los sedimentos de grano fino (arcilla, lodo 2,000 que operaban en el norte del Golfo calcáreo fino) constituyen rápidamente un medio Dentro del sedimento, el material orgánico tiende de México, denominado por sus cerrado. En este último tipo de rocas, comúnmente al equilibrio. Los polímeros o “biopolímeros” 6,900 6,925 7,000 7,005 7,050 7,500 7,615 4,000 siglas en inglés OFSE (Oil Field Ser- 9,046 llamado roca madre, se conserva la materia orgáni- biogénicos previos (proteínas, carbohidratos) se 9,586 vices and Equipment), y cuyas ca para posteriormente formar el petróleo y el gas. destruyen debido a la actividad microbiana durante 6,000 12,869Metros conclusiones permitieron reorien- la sedimentación y diagénesis primaria. Luego, sus 8,000 tar los esfuerzos de la perforación En una cuenca de sedimentación el depósito de nue- constituyentes se reagrupan progresivamente en * Pozo marino. Tirante de agua: 196 m. en México. vas capas continúa, en general, durante millones de nuevas estructuras policondensadas (“geopo- 10,000 ** Perforado con fines científicos. años. Los sedimentos depositados con anterioridad límeros”) precursores del kerógeno. Cuando el de- 12,000 Fuente: Oil Field Review Winter 1997, World OilFebrero 98 y Con estos antecedentes, se generó son sepultados bajo cientos o miles de metros de de- pósito de la materia orgánica derivada de las plan- Estadística UPMP. el programa denominado OTP pósitos posteriores, y así se ocasiona un aumento con- tas es masivo, comparado con la contribución mi- 14,000 (Optimización de Tiempos de siderable de la temperatura. Este incremento o neral, se forma la turba y luego los carbones cafés Gráfica 21 gradiente geotérmico varía de 1.5 a 8 °C/100m; en un (lignito y carbón sub-bituminoso), el hidrocarburo 48 5
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en Méxicosedimentos, es el origen de los combustibles fósiles: Las proteínas, los lípidos, los glúcidos, la glucosa y lapetróleo, gas natural, carbón, arenas y lutitas lignina, que forman parte de los vegetales superiores, Profundidad Media de Perforaciónbituminosas. La síntesis clorofiliana permite a los ve- constituyen la mayor parte de la materia orgánica viva. 5,000 400getales fabricar los constituyentes de sus células. Para Durante la sedimentación, estos compuestos sufrenello emplea el agua y el gas carbónico del aire si se importantes transformaciones que deciden, en cierta 4,500 350trata de vegetales terrestres, o el disuelto en el agua manera, el destino de la materia orgánica. Los 4,000cuando son organismos marinos. La glucosa es el más microorganismos, especialmente las bacterias, des- 300simple de los productos así formados y a partir de empeñan un papel muy importante en estas transfor- 3,500este primer compuesto se sintetizan el almidón, la maciones que se producen en condiciones de tempe- 250celulosa y todos los otros constituyentes de la célula, ratura y presión muy bajas. La nutrición de las bacte- 3,000 Metrossiempre y cuando, las sales minerales indispensables rias se realiza por vía osmótica a través de la membra- Pozosestén presentes. na de la célula; primero destruyen por vía enzimática 2,500 200 a los polímeros como las proteínas o los polisacáridos, 2,000El aporte orgánico más importante es el de los ve- luego los monómeros individuales como los 150getales superiores. Está regido por las condiciones aminoácidos y los azúcares simples son liberados. En 1,500geográficas, particularmente por el clima (tempe- ese momento pueden ser utilizados los 100ratura, lluvia, etcétera). En el mar, el fitoplancton es microorganismos, ya sea como fuente de energía – la 1,000el productor primario y fundamental de materia or- materia orgánica se mineraliza y vuelve al estado de 50 500gánica. La presencia de la luz (necesaria para la fo- CO2 y H2O – o bien para sintetizar los constituyentestosíntesis) y la abundancia de sales minerales con- de su célula – la materia orgánica vuelve al ciclo bioló- 0 0trolan su productividad. El fitoplancton comprende gico. Por último, se conserva una pequeña parte y pre- 1981 1986 1991 1996básicamente dos grupos de algas: las diatomeas y cisamente esta “fuga” del circuito principal constituyelos dinoflagelados; además de los cocolitofóridos la fuente de la materia orgánica fósil. El porcentaje de Fuente: Estadística UPMP. Pozos Profundidadque forman el nivel trófico primario. El zooplancton, conservación de la materia orgánica y de su incorpo-las bacterias y toda la fauna marina se alimentan de ración en los sedimentos es pequeño. Esta escala Gráfica 22ellos para constituir así una cadena alimenticia com- geológica puede evaluarse aproximadamente en 0.1%pleja. Sin embargo, desde el punto de vista cualita- (figura 2).tivo, las producciones de materia orgánica marina Metros Perforadosson, en orden de importancia, las del fitoplancton, En ciertos medios como el Mar Negro, el oxígenolas del zooplancton y las de las bacterias. disuelto desaparece a partir de los 200 m de profundi- (1981 - 1999) dad; con el establecimiento de un medio reductor rico 1,400,000La preservación de materia orgánica sólo puede efec- en hidrógeno sulfurado, puede calcularse en alrede-tuarse en un medio acuático: lagos, mares y océanos. dor del 4% de la materia orgánica producida. 1,200,000En todos los medios, la materia orgánica es presa demicroorganismos tales como bacterias, hongos, etcé- Eventualmente con el incremento de temperatura a 1,000,000tera. Pero la degradación microbiológica en el medio grandes profundidades, se inician las reacciones deaeróbico es la más severa: en los suelos terrestres y rompimiento térmico y catalítico de la matriz orgá-en el espacio subaéreo, el oxígeno molecular disponi- nica (kerógeno) para formar cientos de hidrocarbu- 800,000ble permite una destrucción casi completa de la ma- ros que son combinados con la mezcla originalteria orgánica. Por el contrario, en los sedimentos fi- biogénica simple. 600,000nos depositados en un medio marino o lacustre (comolos lodos arcillosos o los lodos calcáreos finos), el ac- El resultado de la conservación de los hidrocarbu- 400,000ceso del oxígeno molecular se vuelve imposible. El ros fósiles, y sobre todo de la formación de nuevosoxígeno disuelto dentro de las aguas intersticiales de hidrocarburos a partir del kerógeno, es la gran can- 200,000los lodos se elimina fácilmente por la degradación tidad de petróleo disponible en el subsuelo en esta-microbiana de las partículas de materia orgánica y no do disperso. En efecto, los sedimentos porosos yes reemplazado; el medio se vuelve entonces permeables– arenas, calcarenitas–, en donde se 0anaeróbico. La actividad de los organismos encuentran en la actualidad los yacimientos de pe- 1981 83 85 87 89 91 93 95 97 99anaeróbicos contribuye a modificar la composición de tróleo, contienen originalmente muy poca materiala materia orgánica restante, aunque esta actividad orgánica. Esto se debe simplemente a la necesidad Gráfica 23cesa rápidamente. de preservar esta degradación aeróbica en el mo- Exploración Desarrollo4 49
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Récord en Tirántes de Agua 1999 1985 1988 1992 1994 1997 1999 1999* Origen del Petróleo e Historia 0 de la Perforación en México 500 384 383 492 762 I. ORIGEN DEL PETRÓLEO partir de estudios realizados en el laboratorio de rocas 1000 petrolíferas en campos productores se encontraron 1,027 La palabra petróleo significa aceite de piedra. De ori- ciertas propiedades ópticas únicas de sustancias or- gen bituminoso, se trata de un compuesto de hidro- gánicas. Estos resultados constatan el origen orgáni- 1500 carburos, básicamente de carbono e hidrógeno, que co del petróleo. en su forma natural se encuentra en estado sólido, 1,709 líquido y gaseoso. Diagénesis 2000 1,853 Existen varias teorías sobre los orígenes de la forma- La diagénesis es el proceso de alteración biológica, México Brasil * Marca Mundial ción del petróleo que, de manera general, se pueden física y química de los fragmentos orgánicos debido 2500 clasificar en dos grandes grupos: la de formación or- al pronunciado efecto de la temperatura. El espectro Profundidad (metros) gánica y la de formación inorgánica. molecular simple de los hidrocarburos proviene del 3000 2,777 espectro complejo del petróleo; es decir, se debe a la La teoría inorgánica tuvo gran aceptación durante formación diagenética de un amplio grupo de hidro- Fuente: Oil & Gas Journal, Revista Latinoamericana. Mayo/Junio 1998. Offshore Marzo 1999 muchos años. Sin embargo, cuando las técnicas del carburos derivados de moléculas orgánicas origina- análisis geológico se perfeccionaron y se contó con les sumado a grandes cantidades de hidrocarburos Gráfica 24 información suficiente al respecto, se empezó a dar originados por alteración térmica de la materia orgá- importancia a las teorías de formación orgánica. Se- nica sepultada profundamente. La mayor cantidad dePerforación) que se aplicó en todo el sistema, tanto perforados por equipo/año, se debe a la aplicación gún estos postulados, el petróleo es producto de la petróleo se forma de la materia orgánica calentada enpara la perforación propiamente dicha, como para de prácticas mejoradas y a la tecnología utilizada, descomposición de organismos vegetales y animales la tierra.la reparación y el mantenimiento de pozos. (gráfica 27). que fueron sometidos a enormes presiones y a altas temperaturas en ciertos periodos de tiempo geológico. La materia orgánica sintetizada por los vegetales,de laEl énfasis en el mejoramiento de la competitividad Conclusiones cual una pequeña parte se preserva e introduce en losha derivado en procesos generalizados para capi- La teoría orgánica está basadatalizar el conocimiento, de tal forma que al cerrar el 1.- La perforación es fundamental para la producción en dos principios fundamenta- Trampa artificialsiglo, los indicadores señalan que la perforación ha de hidrocarburos. Es también una importante Dismigración les: la producción de hidrocar-llegado a obtener tales niveles de eficiencia opera- fuente de ocupación y desarrollo en los puntos buros a partir de organismostiva que la ubican a nivel internacional. geográficos en los que se asienta. vivos y la acción del calor so- Trampa contra fallas 2.- La tecnología y el personal experto han sido la bre la materia orgánica forma-El número de equipos y pozos perforados en la Unión base para descubrir y desarrollar los grandes da biogénicamente. En las últi-Americana es superior a los de México, (gráficas 25 y yacimientos que han ubicado al país dentro de mas décadas, el conocimiento26). Cabe destacar que, en el país vecino, un gran los primeros productores del mundo. geoquímico y la evidencia Migración secundarianúmero de esos pozos se perforan a profundidades geológica en los estudiossomeras y en algunos casos con producciones de 10 sedimentarios y petroleros han Roca madre 3.- Para mantener e incrementar la producción ya 20 barriles por día; aún con esta mínima cuota reservas es necesario sostener un nivel de demostrado fehacientemente (lutita) Basamento cristalino oresultan rentables para sus propietarios. Los índices Migración primaria metamórfico actividad de perforación equilibrado en función que la mayor parte del petró-de producción por pozo en México revelan que con de la demanda mundial de petróleo y de su leo se originó de materia orgá- Receptáculo arena Yacimiento de gasmenos pozos perforados se obtienen grandes costo en el mercado internacional. nica sepultada en una cuencavolúmenes de producción. sedimentaria ( figura 1). El fac- tor fundamental para aceptar Yacimiento de aceite 4.- Las alianzas y desarrollo de proyectos compar-La eficiencia operativa obtenida en los últimos tidos con empresas líderes en el ramo, y la las teorías orgánicas, es que a Figura 1 Almacenamiento de Hidrocarburosocho años, en función del índice de pozos globalización en la que se ve inmerso nuestro50 3
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Pozos y Equipos de México Región Marina Noreste 28 Región Marina Suroeste 28 (1981 - 1999) Región Norte 29 400 400 Región Sur 31 374VI. DESARROLLO DE LA PERFORACIÓN DE POZOS EN MÉXICO 34 303 300 300 Perforación de pozos petroleros 35 229 Periodo de 1900 - 1937 Equipos Pozos La perforación en México por compañías privadas 37 200 171 200 Periodo 1938 - 1960 162 162 Maduración de la perforación nacionalizada 39 Periodo 1961 - 1980 La perforación de los grandes yacimientos 40 100 100 Periodo 1981 - 1998 Incorporación de tecnologías y creación de la Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos (UPMP) 45 Conclusiones 50 0 0 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 Fuente: Estadística UPMP Eqs. México Pozos México Gráfica 25 Pozos y Equipos de USA (1981 - 1999) 5000 92,333 100000 86,000 4000 80000 3000 60000 Equipos Pozos 2000 31,449 40000 27,857 25,631 18,982* 1000 20000 0 0 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 Eqs. USA Pozos USA Fuente: Oil and Energy Trends Annual Statistical Review, Mayo 1998. Baker Hughes Rig Count. * Octubre de 1999. Spears and Associates, Inc. Gráfica 262 51
    • Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Origen del Petróleo e Historia de la Perforación en México Pozos perforados por equipo Origen del Petróleo e Historia (exploración y desarrollo) 4 7000 de la Perforación en México 3.5 5500 3 ÍNDICE M P 2.5 4000 e I. ORIGEN DEL PETRÓLEO 3 o t z 2 Diagénesis 3 r Catagénesis 6 o 1.5 2500 o Metagénesis 7 s Metagénesis de gas seco 7 s Formación del gas 8 1 Migración primaria 8 1000 Migración secundaria 9 0.5 II. ERAS GEOLÓGICAS 10 0 -500 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 Registro contenido en las rocas 12 Edad de los fósiles 13 Años Interpretación de la secuencia del Gran Cañón 14 Las rocas como registro de los movimientos de la tierra 17 Pozos / Equipos Profundidad media Hutton y el uniformitarismo 17 Evolución y escala de tiempo 18 Gráfica 27 El tiempo absoluto y la escala de tiempo geológico 18 Los relojes en las rocas 19 país, han reducido la brecha tecnológica entre Donohue, Ph. D., J. D.; Qué sucede con los átomos radiactivos 19 México y las grandes potencias petroleras del - Petroleum Engineering PE 502, Reservoir Fluid Escalas de tiempo absoluto y estratigráfico 21 mundo. Flow and Natural Drive Mechanism, Aziz S. Odeh. Descripción de la era precámbrica 22BIBLIOGRAFÍA - Earth, Frak Press, Raymond Siever III. CLASIFICACIÓN DE LOS YACIMIENTOS 22- El petróleo en México y en el mundo. Bernard - Las Reservas de Hidrocarburos de México Por tipo de trampas 22 Tissot. Volumen I y II. Evaluación al 1 de enero de 1999, Por tipo de fluido 26 PEMEX- Petroleum Engineering PE 406, Reservoir Fluids: IV. ETAPAS DEL PROCESO EXPLORATORIO 26 - Documentos diversos, Archivo de PEMEX, 1999.- Sampling and Analisys, Karl R. Lang, David A. T. Estudio de las cuencas 26 Sistema petrolero 27 Identificación, evaluación y selección de plays 27 Identificación, evaluación y selección de prospectos 27 Prueba de prospectos 27 Delimitación y caracterización inicial 27 V. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LOS YACIMIENTOS EN MÉXICO 27 Región Marina 2752 1