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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

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PRICIPIO DE GEOLOGIA PETROLERA INGENIERIA DE GAS

UNIDAD I

La Geología es la ciencia que estudia la composición, la estructura y los procesos que

tienen lugar en la Tierra y otros planetas. Este tipo de estudios no sólo se realizan para

conocer las características actuales del planeta, sino también para conocer los procesos que

tuvieron lugar en el pasado geológico. Por lo tanto, la Geología es una ciencia histórica que

investiga el origen y evolución de la Tierra.

En la actualidad la geología tiene una importancia fundamental en la exploración de

yacimientos minerales (Minería) y de hidrocarburos (Petróleo y Gas Natural) así como la

predicción y la evaluación de desastres naturales y problemas ambientales y sus posibles

correcciones. Juega también un rol importante en la Ingeniería Civil. Para ello, además de

utilizar principios y métodos propios, se utilizan recursos característicos de las distintas

ciencias o disciplinas que comprenden actualmente la Geología como lo son:

Cristalografía Geoquímica

Espeleología Geofísica

Estratigrafía Hidrogeología

Geología del petróleo Mineralogía

Geología económica Paleontología

Geología estructural Petrología

Geología histórica Sedimentología

Gemología Sismología

Geología regional Vulcanología.

Geomorfología

PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA GEOLOGÍA

La datación relativa se basa en los principios básicos de origen deductivo que sentaran las

bases de esta ciencia. Estos principios científicos nos permiten establecer la sucesión de los

eventos geológicos en el tiempo ordenando de manera relativa los procesos y materiales

existentes en una región. Estos principios geológicos son:

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Principio de uniformidad de los procesos.

Es el principio según el cual los procesos naturales que actuaron en el pasado son los

mismos que actúan en el presente. Aunque, algunas de sus características, como duración,

velocidad, intensidad, entre otros, pueden ser distintas. Su significado metodológico se

resume a menudo en la declaración: El presente es la clave del pasado.

Principio de superposición de estratos.

Las capas de sedimento (estratos) se depositan en una secuencia temporal, en el que los

estratos más antiguos se encuentran en posición inferior a los más recientes. Este principio es

importante puesto que establece una cronología relativa (más antiguo que, más moderno

que....).

En esta fotografía podemos apreciar como lo estratos están dispuestos de forma horizontal.

Principio de continuidad lateral

Los estratos se extienden originalmente en todas las direcciones adelgazando hasta alcanzar

grosor nulo o hasta que terminan contra los bordes del área original de deposición. (Cuenca

Sedimentaria). Guarda una relación con el Principio de Horizontalidad Original de STENO

(1669): ya que el reconoció la importancia de este principio. Significa que las capas de

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sedimento se depositan en general en una posición horizontal. Cuando observamos estratos

rocosos que son planos, deducimos que no han experimentado alteración y que mantienen

aún su horizontalidad original. Pero si está plegado o inclinado un cierto ángulo deben haber

sido desplazados a esa posición por alteraciones de la corteza algún tiempo después de su

depósito.

Principio de sucesión faunística.

La flora y fauna son fósiles que aparecen en el registro geológico con un orden determinado.

Pudiendo reconocerse cada periodo geológico por sus fósiles característicos. El contenido en

fósiles de los estratos permite determinar su edad relativa.

Este principio fue establecido por William Smith (1769-1839), a comienzos del siglo XIX; El

principio dice que «cada capa o grupo de ellas puede reconocerse por su contenido biológico»

o, en otras palabras, las capas que tienen el mismo contenido fosilífero son de la misma edad,

aunque su litología difiera. El principio es de gran utilidad para:

-Para realizar los mapas geológicos -Para establecer el orden relativo de los estratos. -Para determinar la edad relativa de las rocas -Establecer correlaciones entre capas separadas en el espacio independientemente de su

litología con las asociaciones de fósiles o los fósiles guía (especie fósil delimitada

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estrechamente en el tiempo y con una gran dispersión geográfica).

Esquema del Principio de Sucesión faunistica.

Principio de las relaciones de corte o intersección (tectónicas o magmáticas).

El estudio de las relaciones de corte entre diversas estructuras (por ej. fracturas (diaclasas),

rupturas (fallas), entre otros) permite determinar el orden en que se han generado y por

consiguiente, ordenar los procesos magmáticos ó tectónicos que se han producido en una

región.

Este principio establece que las intrusiones ígneas, las fallas y los pliegues son más jóvenes

que las rocas a las que afectan.

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Principio de las relaciones de inclusión.

Permite establecer el orden relativo en los casos donde unos materiales engloban a otros,

puesto que un fragmento de roca incluido o incorporado en otro es más antiguo que la roca

huésped.

INTRODUCCIÓN A LA SEDIMENTOLOGÍA

SEDIMENTOLOGÍA Y SU IMPORTANCIA EN LA CARACTERIZACIÓN DE LOS

YACIMIENTOS PETROLÍFEROS

La Sedimentología:

Es la rama de la geología que se encarga de estudiar los procesos de formación, transporte y

deposición de material que se acumula como sedimento en ambientes continentales y

marinos y que normalmente forman rocas sedimentarias. Trata de interpretar y reconstruir los

ambientes sedimentarios del pasado.

Guijarros de granito

Inclusión en

Granito

Zona de Contacto Metamorfosis

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La sedimentología está estrechamente relacionada con la petrología sedimentaria y la

estratigrafía. La petrología sedimentaria tiene como objeto de estudio la roca, mientras que la

sedimentología estudia la ubicación de la roca dentro de la cuenca sedimentaria y a diferencia

de la estratigrafía que se ocupa del tiempo de formación del sedimento, la sedimentología se

ocupa del estudio del medio sedimentario propiamente dicho.

La sedimentología estudia el por qué un sedimento está donde está y cuáles han sido los

procesos que lo han llevado hasta allí.

Los Sedimentos son los depósitos que se forman a la superficie de la tierra y en el fondo del

mar. La formación de sedimentos en grandes partes depende de acciones físicas y químicas

presentes en la transición roca -atmósfera y roca - agua. Los procesos sedimentológicos

ocurren sin la acción de altas presiones y temperaturas. La sedimentología empieza con el

desgaste de una roca sólida, su transporte y termina con su deposición y diagénesis como

roca nueva sedimentaria.

Rocas sedimentarias, sedimentos: consisten en sedimentos que, en la mayoría de los

casos se han litificado para formar rocas mediante los procesos de compactación y

cementación.

Por litificación se entienden los procesos mediante los cuales los sedimentos no consolidados

se transforman en rocas sedimentaria compacta, se produce compactación cuando el peso de

los materiales suprayacentes comprime los sedimentos más profundos y la cementación se

produce cuando los materiales cementantes solubles, como la calcita, la sílice y el oxido de

hierro, precipitan entre los granos del sedimento, rellenando los espacios vacios y aglutinando

las partículas.

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El sedimento tiene dos fuentes principales: (1) como material detrítico, que se origina y es

transportado en forma de clastos que cuando se litifican forman las rocas sedimentarias

detríticas y (2) a partir de material soluble producido por meteorización química que cuando

precipita forman las rocas sedimentarias químicas.

La comprensión de la sedimentología implica el conocimiento del basamento sobre el que se

formó un yacimiento. Diferentes ambientes sedimentarios originan una diversidad de facies

que inciden sobre las características del yacimiento. Los modelos de yacimiento que incluyen

aspectos detallados de los procesos sedimentarios, a menudo resultan de mayor utilidad para

la predicción del desempeño del yacimiento debido a la relación entre ambiente sedimentario,

facies y yacimiento.

La sedimentología es de gran importancia en la caracterización de los yacimientos

petrolíferos ya que es fundamental en la localización de áreas favorables para la

acumulación de estos.

También tienen importancia en el estudio y manipulación del medio ambiente para la

construcción.

Geología Estructural:

Es la rama de la geología que se dedica a estudiar la corteza terrestre, sus estructuras y la

relación de las rocas que las forman. Estudia la geometría de las rocas y la posición en que

aparecen en superficie. Interpreta y entiende la arquitectura de la corteza terrestre y su

relación espacial, determinando las deformaciones que presenta y la geometría subsuperficial

de las estructuras rocosas.

Se puede decir que la Geología Estructural trata de la forma, distribución y estructura interna

de las rocas, haciendo especial énfasis en los procesos que intervienen en su deformación

tanto a pequeña como a mediana escala, mientras que la Tectónica trata de la arquitectura

global de la Tierra, sobre todo de su parte superior.

Estructuras geológicas:

Ejemplos de estructuras geológicas son:

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Cuando se supera la capacidad de deformación plástica de una roca se fractura, en este caso hay dos bloques

separados. Pueden ser de dos tipos: Fallas y a Diaclasas.

Fallas: Es cuando un bloque se desplaza respecto del otro.

Fallas geológicas: son fracturas que separan bloques con movimiento relativo entre ellos. Según este

movimiento se clasifica genéticamente como:

ELEMENTOS GEOMÉTRICOS DE LAS FALLAS:

Bloques o labios: cada una de las partes divididas y separadas por la falla.

* Labio hundido: el que queda en posición inferior con respecto al otro.

* Labio levantado: se mantiene elevado con respecto al hundido.

* Muchas veces no se puede saber si se ha hundido uno o se ha levantado el otro. Sólo podemos observar

el movimiento relativo de uno con respecto al otro.

Plano de falla: el plano de rotura por el que se ha producido el desplazamiento. Sirve para orientar la falla.

Salto: es la magnitud del desplazamiento.

TIPOS DE FALLAS:

Fallas de salto en buzamiento: separan bloques que se desplazan verticalmente.

Dentro de las fallas de salto en buzamiento podemos encontrar:

Fallas normales o directas: son un producto de fuerzas extensionales.

Una falla normal produce un "espacio". Se puede definir un sondaje vertical sin encontrar un

piso (o techo) de referencia.

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Fallas inversa: un producto de fuerzas de compresión.

Una falla inversa produce una "duplicación": Se puede definir un sondaje vertical para

encontrar el mismo piso (o techo) de referencia dos veces.

Fallas de salto en dirección (horizontal): son en general sub-verticales, y separan bloques

que se desplazan lateralmente. También se conocen como fallas transcurrentes, pero este

término se usa cuando la falla tiene escala regional.

Según sea el sentido relativo de desplazamiento se dividen

Falla sinistrosa

Con un sentido del movimiento sinistral (contra reloj) (el bloque se mueve hacia la izquierda),

tomando como criterio el bloque del observador y deslizando el contrario.

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Fallas dextrosas

Con un sentido del desplazamiento destral (sentido del reloj) (el bloque se mueve hacia la

derecha) tomando como criterio el bloque del observador y deslizando el contrario.

Fallas oblicuas: en las que hay una componente de salto en dirección y otra de salto en

buzamiento.

Indicios de Falla:

Estrías: Líneas finas arriba de un plano de falla. Estas líneas indican además la orientación

del desplazamiento y posiblemente el sentido. Se encuentra en casi todos los lugares y el

reconocimiento es fácil.

Estrías de falla

Diaclasas: Durante un movimiento tectónico se puede abrirse pequeñas fracturas, las cuales

se rellenan con calcita, yeso o cuarzo. Son consideradas como fracturas a lo largo de las

cuales no se han producido desplazamientos apreciables. La diferencia entre falla y diaclasa

reside en la escala de observación, ya que una falla a escala local puede resultar una diaclasa

a escala regional.

Brechas de falla (Kataclasita): Por la energía del movimiento algunas veces las rocas en la

zona de falla se rompen y se quiebran, para formar una brecha tectónica o brecha de falla.

Brechas de fallas normalmente muestran una dureza menor como las rocas no afectadas. Por

eso morfológicamente una brecha de falla se ve como depresión.

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Las brechas de fallas permiten también un reconocimiento bien seguro de una falla. Las

brechas de falla rellenan espacios entre 5 cms hasta algunos metros. Algunas veces son semi

- blanda, pero también pueden ser compactadas.

Milonita: La milonita es una roca metamórfica que se formó por las fuerzas tectónicas. Los

minerales (cuarzo) se ven alongado hacia la dirección principal del movimiento. Milonitas son

generalmente duras y bien resistentes contra la meteorización. La Milonita es una roca

metamórfica que se formó por fuerzas tectónicas dentro de una zona de falla.

2) Pliegues: Estructura que desplaza capas como lo haría una falla normal pero sin

romperlas. Los tipos más comunes de pliegues son: anticlinales, formados por el plegamiento

convexo o arqueamiento de los estratos rocosos y los sinclinales son pliegues cóncavos. La

mayoría de los pliegues son consecuencia de esfuerzos compresivos horizontales.

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Al igual que en las fallas, el definir esa serie de elementos geométricos en los pliegues nos

servirán para clasificarlos y averiguar ciertos aspectos sobre su origen.

TIPOS DE PLIEGUES:

Se pueden clasificar atendiendo a diversos factores de forma independiente.

POR LA DISPOSICIÓN DE LAS CAPAS:

Anticlinal: Los materiales más antiguos están

situados en el núcleo del pliegue.

Sinclinal: Son los materiales más modernos

los que se sitúan en el núcleo o centro del pliegue.

POR SU SIMETRÍA:

Simétricos: el ángulo que forman los dos flancos

con la horizontal es aproximadamente el mismo.

Asimétricos: los dos flancos tienen inclinaciones

claramente distintas.

POR EL PLANO AXIAL:

Recto: el plano axial es vertical.

Inclinados: el plano axial forma un ángulo con la

vertical.

Tumbados: el plano axial es casi horizontal.

Cualquier plano se puede orientar en el espacio mediante dos medidas, que son su

orientación geográfica y su ángulo de inclinación.

En los estratos, y cualquier otro plano geológico, como los planos de fallas o los planos

axiales de los pliegues, estas dos medidas reciben el nombre de dirección y buzamiento.

Ambas medidas se obtienen al interceptar un plano cualquiera con un plano teórico

horizontal, pues esa es la posición original de los estratos.

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Las Estructuras tectónicas como los pliegues y las fallas tienen sus signos convencionales

que los representan en los mapas geológicos

Glosario

Afloramiento: Parte de un terreno visible en la superficie de la tierra. Alóctono: Venido de otra parte. Antónimo: autóctono. Anticlinal: Pliegue en el que las capas situadas en el interior de la curvatura son las más antiguas. Apical: Se aplica a la zona de cúspide o de vértice. Autigénico: Dícese del mineral formado en el propio medio y lugar en que se encuentra. Autóctono: Formado en el lugar en que se encuentra. Antónimo: alóctono. Bioestratigrafía: Estudio y organización de los estratos basándose en su contenido fósil. Buzamiento: Ángulo que forma la superficie de un estrato con la horizontal, medido en el plano que contiene la línea de máxima pendiente. Ciclo sedimentario: Sedimentos que se depositan en una cuenca entre el inicio de dos fases transgresivas. Ciclo tectónico u orogénico: Sucesión de acontecimientos que rigen la formación y luego la destrucción de una cadena montañosa. Cizalla: Deformación producida por esfuerzos paralelos y de sentido contrario. Zonas de límites paralelos con alta deformación de este tipo. Clasto: Fragmento, ya sea de un cristal, una roca, o un fósil. Clivaje: Aptitud de un mineral o una roca para dividirse según planos paralelos, sean cristalográficos (exfoliación), estratigráficos o tectónicos (lajado, hojosidad). Facies: Conjunto de caracteres que definen una roca, grupo de rocas o un depósito. Falla: Fractura del terreno con desplazamiento relativo de las partes separadas. Feldespatos: Silicatos de aluminio con distintas proporciones de potasio, sodio y calcio. Flanco: En un pliegue, cada uno de sus lados. Formación: Unidad litoestratigráfica fundamental. Cuerpo de rocas identificado por sus características litológicas y su posición estratigráfica. Fósil: Resto o molde natural de un organismo conservado en un sedimento. Adj. Califica los objetos o sustancias, en general ligadas al mundo viviente, encerradas durante mucho tiempo en las rocas por un proceso de enterramiento o de infiltración. Monoclinal: Relacionado con las estructuras en las que las capas están inclinadas en el mismo sentido en grandes extensiones. Pliegue: Estructura que desplaza capas como lo haría una falla normal pero sin romperlas Secuencia deposicional: Parte de una sucesión estratigráfica relativamente concordante de estratos genéticamente relacionados y cuyo techo y muro son discontinuidades o continuidades correlativas. Sinclinal: Pliegue en el que los elementos situados en el interior de la curvatura son lo más modernos. Sinclinorio: Vasto pliegue sinclinal, de orden kilométrico, afectado por pliegues paralelos con menor radio de curvatura. Somero/a: Relativo a zonas, aguas, medios, condiciones, etc. cerca de la superficie del agua Subsidencia: Hundimiento progresivo, durante un periodo bastante largo, del fondo de una cuenca sedimentaria, que permite la acumulación de grandes espesores de sedimentos. Surco: Depresión estrecha y alargada. Se emplea para designar fosas sedimentarias de gran longitud, y en este sentido es opuesto a cresta o umbral.