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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

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shonel_13@hotmail.comExploracin es el trmino usado en la industria petrolera para designar la bsqueda de petrleo o gas. A pesar del avance tecnolgico no se ha logrado an hallar un mtodo que permita en forma indirecta definir la presencia de los hidrocarburos con un 100% de certeza. Es por ello, que los mtodos de exploracin que hoy se emplean son muy variados: desde el estudio geolgico de las formaciones rocosas que estn aflorando en superficie hasta la observacin indirecta, a travs de diversos instrumentos y tcnicas de exploracin. Hoy las herramientas y los mtodos utilizados en exploracin han alcanzado niveles no imaginados unos pocos aos atrs, especialmente debido al avance y la ayuda de la informtica que permite almacenar y manejar millares de datos con rapidez y eficacia.

Introduccin

Localizar los reservorios de petrleo es una tarea compleja, que requiere de la participacin de diversos especialistas en ciencias de la tierra y la utilizacin de las ms modernas tecnologas. En las regiones terrestres, la exploracin comienza con el sobrevuelo de centenares de kilmetros cuadrados para tomar fotografas areas, complementadas con la toma de fotografas satelitales. Los gelogos, con el auxilio de los mapas confeccionados, eligen las reas con mayores probabilidades.

Se cree que el petrleo y el gas natural se formaron a lo largo de millones de aos por la descomposicin de la vegetacin y de organismos marinos, comprimidos bajo el peso de la sedimentacin.

Al ser el petrleo y el gas ms ligeros que el agua, ascendieron y llenaron los huecos creados en estas formacin es superpuestas. El movimiento ascendente ces cuando el petrleo y el gas alcanzaron estratos densos e impermeables superpuestos o roca no porosa. El petrleo y el gas llenaron los huecos de los mantos de roca porosa y los yacimientos subterrneos naturales, como las arenas saturadas, situndose debajo petrleo, ms pesado, y encima el gas, ms ligero.

Objetivos

Adquirir los conocimientos necesarios para la aplicacin de los mtodos de prospeccin petrolfera. Verificar la importancia de la fotogeologa para localizar estructuras de Hidrocarburos. Determinar los mtodos y tcnicas superficiales para localizar Hidrocarburos. Determinar las estructuras que favorecen el entrampamiento del petrleo.

Marco terico

I. EXPLORACION GEOLOGICA SUPERFICIAL DE PETROLEO Y GAS

1.1 DEFINICIN:

El petrleo es un lquido formado por una mezcla de hidrocarburos. En las refineras se separan del petrleo distintos componentes como gasolina, gasoil, fueloil y asfaltos, que son usados como combustibles. Tambin se separan otros productos de los que se obtienen plsticos, fertilizantes, pinturas, pesticidas, medicinas y fibras sintticas. El gas natural est formado por un pequeo grupo de hidrocarburos: fundamentalmente metano con una pequea cantidad de propano y butano. El propano y el butano se separan del metano y se usan como combustible para cocinar y calentar, distribuidos en bombonas. El metano se usa como combustible tanto en viviendas como en industrias y como materia prima para obtener diferentes compuestos en la industria qumica orgnica. El metano se distribuye normalmente por conducciones de gas a presin (gaseoductos).

1.2 GEOLOGIA DEL PETRLEO:

Rocas madre de petrleo (ambientes productores)

Por roca madre entendemos una unidad sedimentaria que ha generado y expulsado suficiente petrleo o gas como para que sea acumulable y explotable de forma econmicamente rentable.

Las localizaciones donde se produce el petrleo son aquellas donde tengamos una abundante masa de agua y abundantes aportes orgnicos a un subambiente reductor. Estas zonas pueden ser:

Lagos: normalmente en un contexto tectnico activo y en zonas ecuatoriales, donde la estratificacin de las aguas (por salinidad o densidad) impida la mezcla de las aguas superficiales y profundas.

Deltas: la roca madre son las lutitas del prodelta, con materia orgnica procedente de vegetales transportados por los ros y materia orgnica de fito- y zooplancton.

Cuencas marinas semicerradas con un balance positivo (mayor entrada de agua dulce que de agua salada), y con un modelo de circulacin estuarino.

Cuencas marinas abiertas, en zonas de upwelling, donde se produce una zona de mnimo oxgeno.

En plataformas y cuencas profundas en periodos de mxima trasgresin.

Transformacin de la materia orgnica a petrleo

Partimos de la existencia de un sedimento orgnico llamado kergeno, que se acumula en una roca madre que por procesos geolgicos sufre las consecuencias de la presin, la temperatura y el tiempo, dando lugar a las siguientes transformaciones:

a. Rocas almacn y migraciones de petrleo.

Por roca almacn entendemos una roca lo suficientemente porosa y permeable como para que pueda almacenar petrleo en cantidad explotable de forma econmicamente rentable. Esta roca adems ha de ser cerrada y tener alguna relacin fsica con la roca madre, ya sea por una fractura que permita el paso de los HCs o bien por contacto directo.

Migracin primaria:

El paso del petrleo desde la roca madre hasta la roca almacn se conoce como migracin primaria, lo cual sucede por los siguientes procesos:

Compactacin: se pierde porosidad por disminucin del volumen de sedimento y por las cementaciones asociadas, as como las recristalizaciones. Todo ello consigue que aumente la presin de fluidos y por tanto se produce un gradiente de presin y de temperatura, generando el desplazamiento de los fluidos hacia zonas ms confortables(de menor p y T).

Deshidratacin de arcillas hinchables: esto consigue liberar agua a los poros, con lo que aumenta de nuevo la presin intersticial.

Cambios qumicos de la materia orgnica: pasamos de kergeno a petrleo y a gas, aumentando la entropa del sistema, adems disminuye el peso molecular de los HCs (y por tanto el tamao de la cadena) con lo que la movilidad es mayor y puede incluso aumentar tanto la presin intersticial que cause abundante microfracturacin para liberar la presin de los poros.

Los mecanismos por los que se supone que migran los HCs son los siguientes:

Movimiento en disolucin: parte del petrleo es soluble en agua y por lo tanto podra viajar en disolucin con sta. El problema es que en zonas someras la solubilidad es muy baja y en zonas profundas el tamao del poro se reduce tanto que dificultara los procesos de solubilidad.

Migracin secundaria:

Son las migraciones que sufren los HC dentro de la propia roca almacn, donde los procesos que se dan son los siguientes:

Flotabilidad: el petrleo menos denso que el agua, tiende a ponerse sobre sta y dentro del petrleo, la parte gaseosa sobre la lquida.

Presin capilar: en ocasiones impide el movimiento, pero por smosis se puede producir la migracin.

Gradientes hidrodinmicos: segn el gradiente vaya en un sentido o en otro, se puede favorecer la migracin o dificultarla.

Trampas de petrleo.

Una trampa de petrleo es una estructura que presenta la roca almacn que favorece la acumulacin del petrleo y puede ser de tres tipos principalmente:

Trampa estratigrfica:

a. Primarias: relacionadas con la morfologa del depsito y con procesos acaecidos durante la sedimentacin (interdigitaciones, acuamientos, arrecifes, cambios laterales de facies)

b. Secundarias: relacionadas con procesos postsedimentarios (cambios diagenticos caliza ,doloma, porosidades por disolucin, discordancias...)

Trampa estructural:

Relacionadas con procesos tectnicos o diastrofismo (fallas, cabalgamientos, antiformas...)

Trampas mixtas:

Se superponen causas estratigrficas y estructurales (como seran las mintrusiones diapricas) Ms del 60% de las bolsas de petrleo que se estn explotando en la actualidad corresponden a trampas estructurales de tipo antiforme, y otra estructura importante son las bolsas asociadas a procesos de diapirismo, pues a la hora de hacer campaas de exploracin, las masas diapricas poco densas, son fcilmente localizables por mtodos geofsicos.

Un conjunto de trampas de petrleo localizadas en un rea concreta, recibe el nombre de campo de petrleo y varios campos de petrleo asociados constituyen provincias petrolferas.

1.3 EXPLORACION:Exploracin es el trmino usado en la industria petrolera para designar la bsqueda de petrleo o gas. Es la fase anterior al descubrimiento. Para comprobar la existencia de hidrocarburos se debe recurrir a la perforacin de pozos exploratorios.Para encontrar petrleo bajo tierra, los gelogos deben buscar una cuenca sedimentaria con esquistos ricos en materia orgnica, que lleven enterrados el suficiente tiempo para que se haya formado petrleo (desde unas decenas de millones de aos.) Adems, el petrleo tiene que haber ascendido hasta depsitos capaces de contener grandes cantidades de lquido. La existencia de petrleo crudo en la corteza terrestre se ve limitada por estas condiciones. Sin embargo, los gelogos y geofsicos especializados en petrleo disponen de numerosos medios para identificar zonas propicias para la perforacin. Por ejemplo, la confeccin de mapas se superficie de los afloramientos de lechos sedimentarios permite interpretar las caractersticas geolgicas del subsuelo, y esta informacin puede verse completada por datos obtenidos perforando la corteza y extrayendo testigos o muestras de las capas rocosas. Por otra parte, las tcnicas de prospeccin ssmica que estudian de forma cada vez ms precisa la reflexin y refraccin de las ondas de sonido propagadas a travs de la Tierra, revelan detalles de la estructura e interrelacin de las distintas capas subterrneas.

1.4 CONOCIMIENTO DEL SUELO

La corteza del planeta est formada por la yuxtaposicin de distintas capas de rocas.

Magmticas o eruptivas (granito)

Las rocas gneas plutnicas o intrusivas son generalmente masivas, homogneas y ms o menos uniformes. En las fotos areas presentan una estructura maciza Las rocas gneas volcnicas son distinguibles en las fotos areas porque tienen ciertas peculiaridades que las diferencian de otras rocas, tales como la presencia de conos volcnicos, las corrientes lvicas son distinguibles pues se observan claramente las direcciones de flujo. Las rocas gneas hipabisales se distinguen de las plutnicas principalmente por su forma, tamao y relaciones estructurales con las rocas circundantes

Sedimentarias (arcillas, arenas, areniscas)

Los depsitos de arena se presentan en forma de dunas, los depsitos fluviales se presentan bajo la forma de aluviones ms o menos planos en los cursos fluviales, los depsitos de arcilla generalmente presentan formas redondeadas y con drenaje dendrtico de pendiente suave.

Metamrficas (pizarras, gneis)

Los rasgos ms saltantes son: bandeamiento, esquistosidad, pizarrosidad y diaclasamiento regional.

1.5 HERRAMIENTAS MS UTILIZADAS POR LOS EXPLORADORES:

Mapas

De afloramientos (muestran las rocas que hay en la superficie) Topogrficos (indican las elevaciones y los bajos del terreno con curvas que unen puntos de igual altitud) De subsuelo (muestran la geometra y la posicin de una capa de roca en el subsuelo). Usan la ssmica de reflexin.

Imgenes satelitales

Caractersticas de una zona determinada

Vegetacin Topografa Corrientes de agua Tipos de roca Fallas geolgicas

Gravimetra:

Analiza las diferencias de gravedad debidas a las densidades de las rocas El mtodo consiste en registrar distintos valores de la gravedad, dentro del rea a explorarse mediante estaciones distantes de 800 a 1600 metros entre s. Los valores obtenidos en cada estacin son registrados ms tarde en el mapa de la zona y, en base a los mismos, se trazan lneas o contornos.

Geoqumica de superficie

Los mtodos Geoqumicos determinan la presencia o ausencia de yacimientos petrolferos o gasferos profundos. La presencia de los gases hidrocarbonados metano y etano se detecta, an en concentraciones tan bajas como 1000 ppm. Adems da ciertas estructuras fracturadas emanan con frecuencia gases saturados y aun petrleo lquido que despus se conviertan en hidrocarburos slidas cera natural si el crudo que fluye es de base parafnica en asfalto natural, si el crudo es de base naftnica o aromtica.

1.6 MTODOS DE EXPLORACIN GEOLGICA DE SUPERFICIE

Tras seleccionar una zona de inters, se llevan a cabo numerosos tipos diferentes de prospecciones geofsicas y se realizan mediciones a fin de obtener una evaluacin precisa de las formaciones del subsuelo, a saber:

PROSPECCIONES MAGNETOMTRICAS.

Las variaciones del campo magntico terrestre se miden con magnetmetros suspendidos de un aeroplano, a fin de localizar formaciones de rocas sedimentarias cuyas propiedades magnticas son generalmente dbiles en comparacin con las de otras rocas.

PROSPECCIONES FOTOGRAMTRICAS AREAS

Las fotografas tomadas con cmaras especiales desde aeroplanos proporcionan vistas tridimensionales de la tierra, que se utilizan para determinar formaciones geolgicas en las que puede haber yacimientos de petrleo y gas natural

PROSPECCIONES GRAVIMTRICAS

Como las grandes masas de roca densa aumentan la atraccin de la gravedad, se utilizan gravmetros para obtener informacin sobre formaciones subyacentes midiendo pequesimas diferencias de gravedad.

PROSPECCIONES SSMICAS.

Las prospecciones ssmicas proporcionan informacin sobre las caractersticas generales de la estructura del subsuelo. Las medidas se obtienen a partir de ondas de choque generadas por detonacin de cargas explosivas en agujeros de pequeo dimetro; mediante dispositivos vibrantes o de percusin tanto en tierra como en el agua, y mediante descargas explosivas subacuticas de aire comprimido.

El tiempo transcurrido entre el comienzo de la onda de choque y el retorno del eco se utiliza para determinar la profundidad de los sustratos reflectores. Gracias al uso reciente de superordenadores para generar imgenes tridimensionales, la evaluacin de los resultados de las pruebas ssmicas ha mejorado notablemente.

PROSPECCIONES ESTRATIGRFICAS.

El muestreo estratigrfico es el anlisis de testigos extrados de estratos rocosos del subsuelo para ver si contienen trazas de gas y petrleo. Se corta con una barrena hueca un trozo cilndrico de roca, denominado testigo, y se empuja hacia arriba por un tubo (sacatestigos) unido a la barrena. El tubo sacatestigos se sube a la superficie y se extrae el testigo para su anlisis.

Cuando las prospecciones y mediciones indican la presencia de formaciones de estratos que pueden contener petrleo, se perforan pozos de exploracin para determinar si existe o no petrleo o gas y, en caso de que exista, si es asequible y puede obtenerse en cantidades comercialmente viables.

Conclusiones

El petrleo en su etapa natural se encuentra en dos estados, estado liquido o en estado gaseoso, el primero es el aceite al que conocemos como crudo y el segundo se le conoce con el nombre de gas natural.

Los domos y diapiros salinos tienen considerable importancia econmica, ya que pueden dar lugar a trampas petrolferas en los flancos y en la parte superior y a la formacin de minicuencas.

El trabajo del gelogo que trabaja en petrleo hace geologa de superficie en busca de petrleo, consiste esencialmente en lo siguiente: Examinar minuciosamente todas las rocas expuestas, tratar de localizar o hallar indicaciones superficiales de la existencia de petrleo, tales como afloramientos de asfaltos, derrames de petrleo lquido, emanaciones de gas, depsitos naturales de parafina, aguas saladas o sulfurosas, depsitos de azufre, etc.

Bibliografa

http://www.ingenieroambiental.com Geologa del carbn y del petrleo_ MIGUEL LLORENTE, geologa 1999_2000 El abec del petrleo y el gas. http://revistas.ucm.es/geo/11321660/articulos/COPA8282110061A.PDF http://www.mtin.es/es/publica/pub_electronicas/destacadas/enciclo/general/contenido/tomo3/78.pdf

Geologa de los hidrocarburosPgina 1