Sedimentologia De Yacimientos Clasticos 2

FREI LAS SA F ME M MEREC O TES PIED URE FICI RAS NA

¿ Cómo se originó el Petróleo ? INORGÁNICO ó MAGMÁTICO Originado a grandes profundidades y migró a través de fallas de la corteza terrestre ORGÁNICO Acumulación de materia orgánica en ambientes de baja energía, Soterramiento, presión, temperatura y tiempo. ATOLONES

Fluidos contenidos en el yacimiento Composición de los hidrocarburos Hidrocarburos: Son un conjunto de compuestos orgánicos constituidos por carbono e hidrógeno; que se presentan en cadenas moleculares que dan origen a diferentes series. Los Hidrocarburos se clasifican según su Estructura Molecular. Las series más comunes son: Parafinas (CnH2n+2): Metano (CH4), Etano (C2H6) Naftenos (CnH2n): Propileno (C3H6), Hexileno (C6H12) Aromáticos (CnH2n-6): Benceno (C6H6), Tolueno (C7H8) Oxígeno, Nitrógeno, Azufre, Vanadio, Hierro, Níquel y Cobre

Fluidos contenidos en el yacimiento Tipos hidrocarburos La Industria Mundial de Hidrocarburos líquidos clasifica el petróleo de acuerdo a su densidad API (parámetro internacional del Instituto Americano del Petróleo, que diferencia las calidades del crudo). Densidad Densidad Crudo ( g/ cm3) grados API Extrapesado >1.0 10.0 Pesado 1.0 - 0.92 10.0 - 22.3 Mediano 0.92 - 0.87 22.3 - 31.1 Ligero 0.87 - 0.83 31.1 - 39 Superligero < 0.83 > 39

CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE YACIMIENTOS Propiedades Propiedades de la Roca de los Fluidos  Construcción de modelos lo mas cercanos a la realidad, que permitan definir los modelos óptimos de explotación de los yacimientos  Cuantificar el Contenido de Hidrocarburos.  Determinar la forma mas eficiente desde el punto de vista Técnico - Económico de extraer la mayor cantidad posible de hidrocarburos de los yacimientos.

¿ Qué es un Yacimiento? Un yacimiento es una Unidad Geológica ubicada en el subsuelo, de volumen limitado, porosa y permeable, capaz de contener hidrocarburos líquidos y/o gaseosos.

¿Cómo se clasifican los Yacimientos? Los Yacimientos se clasifican según diferentes criterios: Según el Criterio Geológico Según Estado de los Fluídos Según Mecanismo de

ESQUEMA DE TRAMPAS GEOLOGICAS

Según el Criterio Geológico Estructurales: sinclinales, anticlinales, domos, fracturas, discordancias, fallamientos Estratigráficos: Lentes de arena, Lentes de cambios de facies, calizas o dolomitas arena porosas, sellos asfálticos, cambios de permeabilidad, etc. Falla Lentes de Combinados arena

Según Estado de los Fluidos Yacimientos de gas: (Tyac > Tcric) Se pueden clasificar en yacimientos de gas seco (libre de hidrocarburos líquidos) o de gas húmedo Yacimientos de gas condensado: (Tcrit > Tyac > Tcric) Condensación retrógrada Yacimientos subsaturados: (Tyac < Tcrit)

Según el Mecanismo de Producción Empuje por gravedad Empuje por agua

Consideraciones Geológicas Estratigrafía Geofísica Sedimentología Saturaciones Distribución de los Permeabilidad Fluidos Porosidad YACIMIENTO (Agua, Petróleo, Gas) Permeabilidad Geomecánica Litología Arcillosidad Mineralogía Arquitectura Interna Heterogeneidades Estructura Trampas

YACIMIENTO PROPIEDADES DE PROPIEDADES DE LA ROCA LOS FLUIDOS MODELO MODELO DE GEOLOGICO FLUIDOS VOLUMEN ESQUEMAS DE EXPLOTACION

MECANISMOS NATURALES DE PRODUCCION YACIMIENTOS DE PETRÓLEO •Expansión de Rocas y Fluidos •Gas en Solución •Capa de Gas •Empuje Hidráulico •Segregación Gravitacional •Compactación •Mecanismos Combinados YACIMIENTOS DE GAS •Expansión o Agotamiento •Empuje Hidráulico •Mecanismos Combinados

DESCRIPCION DEL YACIMIENTO  Permeabilidad Continuidad del Yacimiento  Porosidad  Variaciones Areales  Espesores  Variaciones Verticales  Saturación de Petróleo Distribución Areal y Vertical Contacto Agua Petróleo  Contacto Gas Petróleo  Anisotropía • Sistema Orientado de Fracturas o • Permealidad Dirección (Índice de Anisotropía)  Conductividad Vertical al Flujo ¿Dónde está la mayor parte del  Esfuerzos In Situ petróleo recuperable? …la piedra angular para lograr una explotación de hidrocarburos confiable y económicamente rentable, la constituye una descripción precisa de las características del yacimiento.

Clasificación de los Yacimientos en base a la Mezcla de Hidrocarburos que Contiene YACIMIENTOS DE GAS •Gas Seco •Gas Húmedo •Gas Condensado YACIMIENTOS DE PETRÓLEO •Petróleo de Alta Volatilidad •Petróleode Baja Volatilidad (Petróleo Negro) •Liviano •Mediano •Pesado •Extrapesado

MODELOS Modelo Ambiental Modelo Matemático Invasión Arcillosidad Tipo de Porosidad Lodo Saturación de Agua Modelo Resultado Geológico s de la Propiedades Evaluació Físicas de n las Rocas Calidad de la Roca Modelo de Petróleo en Herramientas Sitio Mediciones de: Litología, Resistividad y Porosidad

MODELOS SEDIMENTOLÓGICOS CONTROL SEDIMENTOLÓGICO PARÁMETROS LITOLOGÍA HERRAMIENTAS TEXTURALES REGISTROS LITOLÓGICOS, GAMMA RAY, ANÁLISIS DE MUESTRAS DE BUZAMIENTO, DE IMAGEN Y Y DE NÚCLEOS REGISTROS DE POZOS

ESCALA DEL TAMAÑO DE GRANO Tamices de Milìmetros Micrones Phi (Φ) Clase de Tamaño Wentworth USA (μm) GRAVA Bloques y Peñones Peñas y Guijones Guijarros Grànulos 2,00 Arena Muy Gruesa 1,00 Arena Gruesa ARENA 0,50 Arena Media 0,25 Arena Fina 0,125 Arena Muy Fina 0,0625 Limo Grueso LODO 0,031 Limo Medio Analizados Limo Fino Limo Muy Fino 0,0039 por Arcilla Pipeta o Hidrometro LA ESCALA DE GRADACIÒN MAS COMUNMENTE UTILIZADA POR SEDIMENTÒLOGOS ES LA DE WENTWORTH LA CUAL ES UNA ESCALA LOGARITMICA EN LA QUE CADA LÌMITE ES DOS VECES MAYOR QUE EL SIGUIENTE LÌMITE MAS PEQUEÑO

COMPARACIÓN ENTRE EL HISTOGRAMA Y LA CURVA DE TAMAÑO DE GRANO ACUMULATIVA ESTE HISTOGRAMA REPRESENTA EL PORCENTAJE EN PESO DE CADA PORCENTAJE EN PESO INTERVALO DEL TAMAÑO TAMAÑO DE GRANO DIAMETRO EN mm PORCENTAJE EN PESO ACUMULATIVO LA CURVA ACUMULATIVA DEL TAMÑO DE GRANO REPRESENTA EN CADA PUNTO DE INTERSECCIÓN CON UN DIAMETRO DE TAMAÑO DE GRANO, AL TOTAL DEL PORCENTAJE EN PESO DE TODOS LOS TAMAÑOS DE GRANO MÁS GRANDES.

CURVA DE TAMAÑO DE GRANO ACUMULATIVA ARENA LIMO ARCILLA PORCENTAJE EN PESO ACUMULATIVO MUY GRUESA MEDIA FINA FINA DIAMETRO

ESCOGIMIENTO o SELECCION (SORTING)

CARTA DE COMPARACIÒN PARA EL ESCOGIMIENTO Y LAS CLASES DE ESCOGIMIENTO (De Pettijohn, Potter y Siever, 1972)

ESCOGIMIENTO o SELECCION DIAMETRO MEDIO 0,840 mm DIAMETRO MEDIO 0,590 mm

CURVAS DE TAMAÑO DE GRANO ACUMULATIVA Y PARÁMETROS ESTADÍSTICOS DE DIFERENTES ARENAS FRACCIÓN ARMAZÓN FRACCIÓN INTERSTICIAL PORCENTAJE EN PESO ACUMULATIVO A B C DIAMETRO EN mm EL YACIMIENTO “A” TENDRÁ LA MÁS ALTA PERMEABILIDAD Y DARÁ LA MÁS ALTA PRODUCCIÓN. NO POSEE MATERIAL INTERSTICIAL QUE REDUCE EL ESPACIO PORAL/CONECCIÓN PORAL. EL MAYOR TAMAÑO DE GRANO/TAMÑO DE PORO; MEJOR ESCOGIMIENTO

CURVAS DE TAMAÑO DE GRANO ACUMULATIVA Y PARÁMETROS ESTADÍSTICOS DE DIFERENTES ARENAS FRACCIÓN ARMAZÓN FRACCIÓN INTERSTICIAL PORCENTAJE EN PESO ACUMULATIVO D E F G DIAMETRO EL YACIMIENTO “D” TENDRÁ LA MÁS ALTA PERMEABILIDAD Y DARÁ LA MÁS ALTA PRODUCCIÓN. NO POSEE MATERIAL INTERSTICIAL QUE REDUCE EL ESPACIO PORAL/CONECCIÓN PORAL. EL MAYOR TAMAÑO DE GRANO/TAMÑO DE PORO; MEJOR ESCOGIMIENTO EL YACIMIENTO “G” SERÁ CASI NO PRODUCIBLE DEBIDO A LA ALTA CANTIDAD DE MATERIAL INTERSTICIAL

ESFERICIDAD Y REDONDEZ ESFERICIDAD ALTA BAJA MUY SUBANGULAR SUBREDONDEADO REDONDEADO BIEN ANGULAR ANGULAR REDONDEADO REDONDEZ

EFECTOS DE LA FORMA Y TAMAÑO DE LOS GRANOS SOBRE LA PERMEABILIDAD GRANOS GRANDES GRANOS PEQUEÑOS ALARGADOS (BAJA ALARGADOS ESFERICIDAD) (BAJA ESFERICIDAD) GRANOS MUY PEQUEÑOS GRANOS GRANDES DE ALTA IRREGULARES ESFERICIDAD Y REDONDEADOS

MADUREZ Clasificación de la madurez textural según R. L. Folk (1951). La madurez textural de las arenas se muestra en función del aporte de energía cinética

MADUREZ MADURA SUBMADURA

MADUREZ INMADURA SUBMADURA MADURA SUPERMADURA

MADUREZ SUBMADURA INMADURA MADURA SUPERMADURA

EMPAQUETAMIENTO O ARREGLO DE LOS GRANOS

EMPAQUE 1) Granos flotantes (no existe contacto). 2) Puntuales. 3) Longitudinales. 4) Cóncavo-convexo. 5) Suturado El empaque es la forma en que los granos se acomodan y está relacionado a la manera en que las corrientes depositan grandes cantidades de granos de diferentes tamaños, formas y redondez.

TIPOS DE EMPAQUES EMPAQUE CÚBICO EMPAQUE RÓMBICO EMPAQUE ROMBOÉDRICO LA POROSIDAD ESTÁ RELACIONADA CON EL EMPAQUE UN EMPAQUE APRETADO RESULTA EN UNA POROSIDAD MÍNIMA

TIPOS DE EMPAQUES

EFECTOS DEL TAMAÑO Y ARREGLO DE LAS ESFERAS EN LA POROSIDAD EMBASES CON ESFERAS GRANDES EMBASES CON ESFERAS PEQUEÑAS ARREGLO CÚBICO ARREGLO ROMBOHÉDRICO DE LAS ESFERAS DE LAS ESFERAS

VARIACIONES DE LA POROSIDAD Y PERMEABILIDAD CON EL ARREGLO DE LOS GRANOS DE ARENA

POROSIDAD La porosidad es la fracción o porcentaje de roca ocupada por intersticios de espacios vacios no ocupados por material sólido conectados o no Ø

RELACIONES ENTRE LA POROSIDAD Y PERMEABILIDAD Y EL ESCOGIMIENTO

INFLUENCIA DEL TAMAÑO DE GRANO EN LA POROSIDAD LA POROSIDAD NO ESTÁ RELACIONADA CON EL TAMAÑO DE GRANO

PERMEABILIDAD La permeabilidad es la medida de la resistencia al flujo de líquidos en el medio poroso, definido como el volumen de fluido por unidad de viscosidad que pasa a través de un área por unidad de tiempo bajo la acción de un gradiente de presión. Depende de la interconección de los poros y las condiciones de humectabilidad de la superficie poral, y es independiente a la naturaleza del fluido. La habilidad de dejar fluir un fluido a través de los canales que constituyen el volumen poroso interconectado. K

PERMEABILIDAD INFLUENCIA DEL TAMAÑO DE GRANO Y EL ESCOGIMIENTO SOBRE LA POROSIDAD Y LA PERMEABILIDAD DE ARENAS NO CONSOLIDADAS POROSIDAD (%)

RELACIÓN ENTRE TAMAÑO DE GRANO, ESCOGIMIENTO, POROSIDAD Y PERMEABILIDAD EN ARENAS ARTIFICIALMENTE MEZCLADAS TAMAÑO DE GRANO ARENA LIMO FINA MUY FINA GRUESA GRUESA MEDIA EXTREMADAMENTE BIEN MUY BUENO ESCOGIMIENTO BUENO MODERADO POBRE MUY POBRE EXTREMADAMENTE POBRE

TAMAÑO MUY FINO GRUESO MEDIO FINO ESCOGIMIENTO EXTREMADAMENTE BUENO MUY BUENO BUENO MODERADO POBRE MUY POBRE DIAMETRO MEDIO (mm) PERMEABILIDAD EN ARENAS MEZCLADAS ARTIFICIALMENTE PERMEABILIDADES ALTAS EN ARENAS GRUESAS Y BIEN ESCOGIDAS BAJAS PERMEABILIDADES EN ARENAS MAS FINAS Y POBREMENTE ESCOGIDAS ARENAS MAS GRUESAS Y MEJOR ESCOGIDAS TENDRÀN MAS ALTAS PERMEABILIDADES Y PROBABLEMENTE MEJOR PRODUCCIÒN

Permeabilidad del PDPK vs Escogimiento. Núcleo VLA-1348 . 3000 5602,0' 2500 PDPK,) 2000 Permeabilidad ( md ) 1500 5606,1' ( Tomada del 1000 500 5619,9' 5607,8' 0 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 2,10 2,20 Escogimiento Muy bien escogido Extremadamente bien escogido Pobremente Bien Moderadamente Escogido Escogido escogido

RELACIONES ENTRE EL TAMAÑO DE GRANO, LA POROSIDAD Y LA PERMEABILIDAD DEPÓSITO DE ESPOLÓN ALUVIAL (POINT BAR) DEPÓSITO DE BARRA DE BARRERA EN YACIMIENTOS CLÁSTICOS, LOS INTERVALOS CON MÁS ALTA PERMEABILIDAD DARÁN LA MÁS ALTA PRODUCCIÓN

PERFILES IDEALIZADOS DE PERMEABILIDAD Y RESPUESTA DE LOS REGISTROS TEXTURA ESPACIO PORAL CAPILARIDAD CONTINUIDAD TIPO TAMAÑO DEL PORO Rw TAMAÑO DE GRANO ESCOGIMIENTO POROSIDAD PERMEABILIDAD MÁS ALTA Se deteriora TOPE MÁS FINO EXCELENTE MÁS ALTA MUY FINO MÁS BAJA HACIA ARRIBA CANALES FONDO MÁS GRUESO MUY POBRE MÁS ALTA MÁS BAJA LA MEJOR MÁS BAJA GRANDE MÁS GRUESO EXCELENTE MÁS ALTA GRANDE MÁS ALTA MÁS BAJA LA MEJOR TOPE BARRAS Se deteriora FONDO MÁS FINO MUY POBRE MÁS BAJA MUY FINO MÁS BAJA MÁS ALTA HACIA ABAJO DEPÓSITOS DE CANAL DELTAICO DEPÓSITOS DE BARRAS DE DESEMBOCADURA TAMAÑO DE GRANO

LA PERMEABILIDAD SE REFIERE AL PASO DE LOS FLUIDOS A TRAVÈS DE LOS POROS INTERCONECTADOS ALTA PERMEABILIDAD POROS GRANDES GRAN CONECTIVIDAD DE POROS BUEN ESCOGIMIENTOS BAJA PERMEABILIDAD POROS MAS PEQUEÑOS MENOR CONECTIVIDAD DE POROS BUEN ESCOGIMIENTOS MUY BAJA PERMEABILIDAD POBREMENTE ESCOGIDA Y/O MATRIZ LIMOSA Y ARCILLOSA LA PERMEABILIDAD ES UNA FUNCIÒN DEL TAMAÑO DE GRANO, FORMA Y DISTRIBUCIÒN DE LOS CANALES PORALES EN LAROCA

FACTORES QUE INFLUENCIAN A LA PERMEABILIDAD BUEN ESCOGIMIENTO PERMEABILIDAD NO DIRECCIONAL GRANOS DE ALTA ESFERICIDAD ROCAS HOMOGENEAS ESCOGIMIENTO MODERADO GRANOS DE BAJA ESFERICIDAD PERMEABILIDAD GRANOS ELONGADOS DIRECCIONAL ROCAS HOMOGENEAS ROCAS LAMINADAS PERMEABILIDAD REDUCIDA A TRAVES DE LAMINACIONES DE LUTITAS. LUTITAS PERMEABILIDAD HORIZONTALIDAD DOMINANTE (PARALELA AL PLANO DE ESTRATIFICACIÒN) LA PERMEABILIDAD ES UNA FUNCIÒN DEL TAMAÑO DE GRANO, FORMA Y EMPAQUETAMIENTO DE LOS GRANOS

EJEMPLOS DEL CONTROL DE LAS LITOFACIES SOBRE LAS PROPIEDADES DE LOS YACIMIENTOS PERMEABILIDAD HORIZONTAL (mD) COMUNES BARRERAS DE PRESIÒN (psi) PERMEABILIDAD YACIMIENTOS DECRECIMIENTO DE LA CALIDAD DEL YACIMIENTO POROSIDAD (%) PORCENTAJE DEL ESPACIO PORAL NO OCUPADO POR EL MERCURIO LINEAS DE REGRESIÒN Ø - k CURVAS TÌPICAS DE PRESIÒN DE MERCURIO PARA LITOFACIES SELECCIONADAS LAS LITOFACIES EXPLICAN LA AMPLIA VARIACIÒN DE PERMEABILIDAD. PERMEABILIDAD HORIZONTAL (mD) NOTESE QUE LA VARIACIÒN DE LA POROSIDAD ES BAJA DECRECIMIENTO DE VOLUMEN PORAL (%) LA CALIDAD DEL YACIMIENTO DECRECIMIENTO DE LA CALIDAD DEL YACIMIENTO POROSIDAD (%) DIAMETRO DE PORO (μm) POROSIDAD/PERMEABILIDAD EN CURVAS TÌPICAS DE DISTRIBUCIÒN DE TAMAÑO DE LITOFACIES ARENOSAS GARGANTA DE PORO EN LITOFACIES ARENOSAS

ANÁLISIS MINERALÓGICO ( B.S.E.) Siderita cemento Cuarzo clástico Illita Resina de Epóxido . Los tonos grises representan fases diferentes

ESTIMACION DE PORCENTAJES

ESTIMACION DE LA POROSIDAD

ARCILLA ARCILITA (ARCILLA) ARCILITA ARCILITA ARENOSA LIMOSA (ARCILLA ARENOSA (ARCILLA LIMOSA) LODOLITA ARCILLOSA (LODO ARCILLOSO) ARENISCA LODOLITA LODOLITA LIMOLITA ARCILLOSA ARENOSA LIMOSA ARCILLOSA (ARENA ARCILLOSA) (LODO ARENOSO) (LODO LIMOSO) (LIMO ARCILLOSO) LIMOLITA ARENISCA ARENOSA ARENISCA LIMOSA LIMOLITA (LIMO ARENOSO) (ARENA) (ARENA LIMOSA) (LIMO) ARENA LIMO

POROSIDAD PRIMARIA POROSIDAD SEVERAMENTE DETERIORADA POR LA MATRIZ CAOLINITA BLOQUEANDO LOS POROS SOBRECRECIMIENTO DE CUARZO CON SOBRECRECIMIENTO DE CUARZO DESARROLLO LOCAL DE ROMBOS MICROCRISTALINOS DE DOLOMITA ROMBOS DE DOLOMITA EJEMPLOS DE LITOFACIES Y SU APARIENCIA EN SEM

110µm 110µm POROSIDAD PRIMARIA 11µm 11µm Ø = 21.2% Clorita abundante Ø = 26.3% Clorita escaso K = 7.7 md llena la porosidad K = 88md no llena la porosidad AAPG Memoir 28, p.181

Arenisca de cuarzo (quartzarenite) Textura muy madura: bien escogido <5% matriz de arcilla granos bien redondeado 0.27mm Porosidad primaria AAPG Memoir 28, p.106 Arenisca Arcosa (arkose) Textura sub-madura: pobre escogimiento <5% matriz de arcilla granos pobre redondeado 0.38mm AAPG Memoir 28, p.105

Matriz de arcilla detrítica: granos de cuarzo flotando en matriz, arcilla y granos depositados juntos. 0.27mm AAPG Memoir 28, p.66 Porosidad severamente deteriorada por la matriz de arcilla. La Arcilla es detrítica o autigénica? Dificil de decir 0.06mm en secciones delgadas. AAPG Memoir 28, p.65

0.10mm LUTITA FÍSIL MUESTRA PARALELISMO EXTREMO (fissile = fábrica que no está depositada al azar) AAPG Memoir 28, p.72

calcita grano de cuarzo 0.06mm AAPG Memoir 28. p.144 SOBRECRECIMIENTO DE CUARZO grano de cuarzo 0.09mm AAPG Memoir 28. p.112

Arenisca de cuarzo completamente cementada por calcita 0.30mm clorita AAPG Memoir 28, p.119 poro Rombos de dolomita que se forma después de la formación del cemento de clorita 0.06mm dolomita AAPG Memoir 28, p.122 poro

poro Etapa temprana de cementación con una capa delgada de arcilla autigénica cuarzo capa de arcilla 0.15mm AAPG Memoir 28, p.130 cuarzo clorita Cemento de clorita autigénica que completamenta el rellenó de la porosidad. 0.10mm AAPG Memoir 28, p.134

GEOMETRÍA DE LOS LITOCUERPOS FACIES Y DIAGÉNESIS HERRAMIENTAS SUB-FACIES GENETICAS TEMPRANA REGISTROS LITOLÓGICOS DESCRIPTIVAS Y INTERMEDIA MUESTRAS DE CANAL OPERACIONALES TARDIA REGISTRO DE BUZAMIENTO

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Sedimentologia De Yacimientos Clasticos 2

by unellez on Feb 02, 2010

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