Notes

11

Rocas de Reservorio

Rocas de Reservorio

Schlumberger 1999

Notes

22

Rocas de Reservorio

La Tierra

Crust

MantleCoreInner Core

solid

liquid

plastic

plastic

750 miles 1400 miles 1800 miles

10 miles

r = 10.7 g/cc r = 4.0 g/cc

La tierra esta constituida de una cantidad de componentes. En el centro esta el ncleo slido que es de Nquel Hierro; alrededor de esto hay un ncleo liquido del mismo material. La prxima parte es un liquido llamado el Manto, compuesto por materiales mucho mas livianos. Finalmente existe una corteza slida, una cubierta muy delgada comparada al dimetro total.

Notes

La corteza no es una piel slida en el Manto, Se encuentra fracturado en una cantidad de placas irregulares. Las placas pueden ser grandes, la placa Pacifica, o relativamente pequeas, algunas de las placas Mediterrneas. Los centros de las placas son ambientes estables, mientras que sus bordes son las regiones de terremotos/volcanes de la tierra. Estas placas se mueven instigadas por las corrientes de conveccin en el Manto.

33

Rocas de Reservorio

La Tierra 2

Notes

El Manto es plstico. Fluye en corrientes de conveccin desde el muy caliente ncleo hasta la capa/corteza exterior. Estas corrientes causan que la corteza se mueva. Las corrientes son continuas y responsables de todas las caractersticas en la superficie de la tierra.

44

Rocas de Reservorio

Placa Tectnica 1

Notes

55

Rocas de Reservorio

Historia

Notes

Dos de caractersticas son causadas por el movimiento de las placas. El primer juego es compresional. Aqu, dos placas son empujadas hasta juntarse. Ellas pueden crear una zona de montaas o una placa puede ir debajo de la otra creando una trinchera. Las montanas son, tambin, usualmente asociadas con atrincheramientos.

66

Rocas de Reservorio

Caractersticas de Compresin

Notes

En el otro lado, se encuentran los efectos de las corrientes tensionales. Aqu las placas son haladas hasta quedar delgadas, creando fallas y hendiduras y, eventualmente, una nueva placa.

Ambas caractersticas, compresional y tensional, juegan un gran papel en las estructuras de los reservorios.

77

Rocas de Reservorio

Caractersticas de Tensin

Notes

Este diagrama muestra dos placas chocando en un evento compresional. La trinchera es formada de un lado, mientras que montaas (volcanes), son creadas en el otro.

88

Rocas de Reservorio

Placa Ocenica Placa Ocenica

Trinchera

Montaas

Notes

Este es un tipo efecto de atrincheramiento con la placa ocenica siendo forzada debajo de la placa continental. La primera es forzada hacia arriba en la cadena de montaas, mientras que una trinchera es formada en los limites.

Un ejemplo de esta caracterstica es encontrado el la parte Oeste de Sumatra. La isla tiene un rango de montaas volcnicas, mientras que costa afuera se encuentra una gran trinchera.

La placa ocenica es direccionada por medio de la creacin de una cordillera de ocano medio. Un buen ejemplo de este tipo de caractersticas es la Cordillera Atlntica Media, que se extiende desde Islandia hasta mas abajo de Argentina.

99

Rocas de Reservorio

Placa Ocenica Placa Continental

Mid Ocean Ridge Trench

Continentalplate

Magma Magma

Mountains

Ocean plate

Notes

Cuando dos placas continentales chocan, crean una montaa entre ellas. Este efecto es creado por las fuerzas de compresin. La regin entera que rodea las montaas ser altamente afectada por fallas y fracturas.

1010

Rocas de Reservorio

Continental - Continental

Notes

Esta lamina muestra una cantidad de placas y otras caractersticas, del Ocano Indico. Varias cordilleras de ocano medio son claramente visibles, delineando los bordes de las placas. Las placas contienen caractersticas tales como cuencas y mesetas. Las anteriores son regiones mas altas, algunas hasta llegan a formar cadenas de islas.

En los bordes de las placas existen caractersticas, tales como la trinchera Java, creada en donde la placa ocenica que se mueve hacia el este se coloca debajo de la placa continental.

1111

Rocas de Reservorio

Placas

Notes

Las rocas que forman la corteza terrestre se encuentra divididas en tres clases grandes clases, que reflejan sus orgenes.

Las gneas, que provienen de materiales fundidos del Manto, las rocas sedimentarias, de sedimentos y las metamrficas, de los efectos de calor y presin de las dos anteriores.

1212

Rocas de Reservorio

Rocas en General

Existen tres tipos principales de rocas:

gneas:

(Ej. Granito).

Sedimentarias:

(Ej. Arenisca).

Metamrficas:

(Ej. Mrmol).

Notes

Las rocas volcnicas son aquellas que se ven justo despus de una erupcin volcnica. Estas se enfran rpidamente, resultando en una estructura amorfa. Estas rocas no tienen textura.

Las rocas plutonicas se enfran mucho mas lento, ya que provienen del Manto y se detienen mucho mas profundo dentro de la corteza. Estas rocas tienen una estructura cristalina. Los continuos movimientos de la corteza podran enterrar el volcn y llevar la roca plutonica a una profundidad menor o incluso hasta la superficie.

1313

Rocas de Reservorio

Rocas gneasComprenden el 95% de la corteza de la Tierra.

Originadas de la solidificacin de material fundido desde lo profundo de la tierra.

Existen dos tipos:

Volcnica vtreas en textura debido al rpido enfriamiento.

Plutnica enfriamiento lento, rocas cristalinas.

Notes

Un granito no tiene porosidad o permeabilidad por si mismo, sin embargo, las fuerzas teutnicas, podran fracturar la roca. Los hidrocarburos pueden fluir hacia estas fracturas, para crear un reservorio.

La naturaleza de los volcanes es la de expulsar material que esta mezclado con formaciones ya existentes. Esto es lo que sucede en algunos lugares en donde la arenisca del reservorio tiene escombros volcnicos mezclada dentro de ella.

1414

Rocas de Reservorio

Rocas gneas y Reservorios

Las rocas gneas pueden ser parte de los reservorios.En algunas partes del mundo los granitos fracturados forman reservorios.En algunos reservorios los tuffs volcnicos estn mezclados con arena.

Notes

El efecto del calor y la presin es para transformar la roca a una nueva forma. Al hacer esto, destruye toda la porosidad y cualquier hidrocarburo. Las rocas metamrficas no existen en reservorios.

1515

Rocas de Reservorio

Rocas Metamrficas

2) Rocas metamrficas

Formadas por la accin de la temperatura y o la presin en las rocas sedimentarios o gneas.

Ejemplos de ello son:

Mrmol - formadas de rocas calizasHornfels - de lutitas o tuff

Gneis similar al granito pero formada

por metamorfosis

Notes

Las rocas sedimentarias estn formadas del material de otras rocas, que pudieran ser gneas, metamrficas o rocas sedimentarias mas antiguas. La clasificacin divide estas rocas, de las rocas que son formadas por los materiales que son transportados de un lugar a otro rocas clsticas, de rocas que son formadas de materiales en su lugar de formacin; sin transportacin rocas no-clsticas.

1616

Rocas de Reservorio

Rocas Sedimentarias

La tercera categora pertenece a las rocas sedimentarias. Estas son las mas importantes para la industria petrolera ya que contienen la mayora de rocas de fuente y rocas sellantes y virtualmente, todos los reservorios.

Las rocas sedimentarias provienen de los escombros de rocas mas antiguas y estn divididas en dos categoras:

Clsticas y No-Clsticas

Rocas Clsticas - formadas de los materiales de rocas mas antiguas por las acciones de la erosin, transportacin y deposicin.

Rocas No-Clsticas de origen qumico o biolgico y luego deposicin.

Notes

El ambiente de deposicin muchas veces juega un papel vital en la evaluacin de un pozo y un campo. Esto muchas veces define la litologa mayor y los puntos con posibilidades de minerales menores. Por ejemplo, el abanico poco profundo del delta en la lamina, produce un conglomerado y el agua profunda muestra (sedimentos finos). Las pistas sobre la deposicin vienen de muchas mediciones adentro y alrededor del pozo. La informacin de ncleo es invaluable para determinar los fsiles, algo que no puede ser visto en los registros. El anlisis de curvas del medidor del echado, siempre fue uno de los primeros pasos, al elegir el ambiente de deposicin. ltimamente las herramientas de imgenes, han hecho el proceso mucho mas fcil, por medio de imgenes de agujero de alta resolucin.

1717

Rocas de Reservorio

Ambientes de DeposicinEl ambiente de deposicin puede ser:

Aguas poco profundas o profundas.

Marino (mar) y lago o continental.

Este ambiente determina muchas de las caractersticas del reservorio.

Notes

La clsica deposicin continental de dunas de arena, produce rocas de reservorio de una excelente calidad. Para crear un reservorio, la duna debe ser enterrada con una roca de fuente y una roca sellante , proveyendo el resto de los elementos del reservorio.

Los sedimentos llevados por ros sern depositados una vez que la energa de las corrientes de los ros, disminuya. Las partculas mas pesadas saldrn primero, dejando que los sedimentos finos vayan a aguas profundas.

1818

Rocas de Reservorio

Ambientes de Deposicin 2Los depsitos continentales son usualmente dunas.Un ambiente marino de poca profundidad tiene muchas turbulencias y por lo tanto varios tamaos de granos. Tambin puede tener formaciones de carbonato y evaporitas.Un ambiente marino profundo produce sedimentos finos.

Notes

Un ejemplo de los cambios de propiedades con la deposicin, es la profundidad del agua. Debido a que las rocas clsicas son depositadas por, por ejemplo un ro, en el mar, los primeros depsitos sern de los sedimentos mas grandes, debido a que caen del ro primero. Los granos mas finos son llevados mas adelante, al ocano profundo.

Los sedimentos depositados en aguas profundas, formaran rocas de reservorio de calidad pobre, debido a que los granos finos conllevan a una permeabilidad pobre.

1919

Rocas de Reservorio

Ambientes de Deposicin 3Las caractersticas deposicionales de las rocas, conllevan a algunas de sus propiedades y esto al reservorio como tal.

La roca de reservorio tipo clstica o no-clstica. El tipo de porosidad (especialmente en carbonatos) es determinado por el ambiente y los eventos subsiguientes.

La estructura del reservorio, tambin puede ser determinada por medio de la deposicin; un ro, un delta, un arrecife, etc.

Esto tambin puede conllevar a permeabilidad y producibilidad de estas propiedades, que son a menudo cambiadas por eventos adicionales.

Notes

Las fuerzas teutnicas no se detienen. La roca sedimentaria, la cual fue depositada de forma plana, ser empujada (o halada) hacia diferentes formas. Los doblamientos y fallas que resultan de estos movimientos, proveern el ambiente para las trampas de reservorio.

2020

Rocas de Reservorio

Ambientes de Deposicin 4

El ambiente no es esttico.El doblado y las fallas cambian la estructura.La disolucin y la fractura pueden cambiar la permeabilidad.

Notes

El comienzo de una roca sedimentaria, es un sedimento en el agua, por ejemplo una arena de playa. Los granos son separados y a medida que son enterrados mas y mas profundos, la presin fuerza al agua a salir y crea la roca.

2121

Rocas de Reservorio

Sedimentacin

Los sedimentos se asientan en el fondo de la cuenca sedimentaria.

A medida que los sedimentos se acumulan, la temperatura y la presin se incrementan, expulsando agua de los sedimentos.

Notes

Las rocas sedimentarias pueden ser sometidas a una cantidad de transformaciones durante su tiempo de vida. El continuo movimiento de las placas, las enterrara y creara capas y luego las traer de vuelta a la superficie. La roca ser transformada por las fuerzas diferidas y elementos presentes en su ambiente.

2222

Rocas de Reservorio

Sedimentacin 2

Los lodos sedimentarios se convierten en rocas sedimentarias.

Los lodos calcreos se convierten en rocas calizas.La arena se convierte en arenisca.

Otro efecto envuelve ambos, los granos en la matriz y los fluidos que reaccionan para crear nuevos minerales, cambiando la matriz y la porosidad. Los fluidos tambin pueden cambiar, creando un nuevo juego de minerales.

Todo este proceso es denominado Diagnesis.

Notes

El comienzo y final de todas las rocas es el magma en la capa. Esta es enfriada para crear rocas gneas, que pueden ser divididas en dos sedimentos. Los sedimentos son convertidos en rocas sedimentarias, que pueden ser enterradas mas profundo, con calor y presin, convirtindose en rocas metamrficas. Si estas son calentadas, volveremos al magma. Dentro de estos grandes ciclos existen sub-ciclos. Las rocas gneas pueden ser calentadas para dar como resultado, rocas metamrficas. Cualquier roca puede ser partida en sedimentos para producir rocas sedimentarias.

2323

Rocas de Reservorio

Ciclo de las Rocas

Notes

Las arenas son rocas de reservorio, mientras que las lutitas son rocas de fuente y rocas sellantes. Las lutitas tienen granos muy finos y a pesar de que pueden contener fluidos, estos fluidos solo pueden gotear hacia afuera en tiempo geolgico, es decir muy lentamente.

Las lutitas y los cienos tambin contiene otros minerales aparte del Cuarzo. Los sedimentos son enterrados para crear la roca sedimentaria, inicialmente llena de agua.

La fuente de la cual estn formadas estas rocas, puede ser de cualquier tipo de roca.

2424

Rocas de Reservorio

Rocas Clsticas

Las rocas clsticas son arenas, cienos y lutitas. La diferencia esta en el tamao de los granos.

Notes

Los deltas pueden tener extensiones inmensas. Tambin existen en este ambiente un gran numero de trampas potenciales, canales, bancos y laminas de arena en aguas profundas, por lo tanto el delta es uno de los ambientes mas prolficos de hidrocarburos.

Los deltas tambin son complejos con respecto a su estructura, yendo desde poco profundas, linea de costa hasta aguas profundas.

2525

Rocas de Reservorio

Ambiente de Deposicin - Delta

Los sedimentos son transportados a las cuencas por los ros.Un ambiente de deposicin comn es el delta en donde el ro desemboca en el mar.Un buen ejemplo de esto es el Mississippi.

Notes

Antiguos lechos de ro por debajo del nivel de la corriente pueden incrementarse a un grosor considerable y a pesar de que los canales individuales de los ros son pequeos, son numerosos y por lo tanto conllevan a un reservorio comercial.

El tipo de forma de deposicin de un ro/canal es muchas veces complicado, causando problemas en el posicionamiento de los pozos. Los anlisis de la herramienta de registros de echado, ayudan a los gelogos a determinar la direccin del paleoflujo y por lo tanto decidir en donde posicionar el prximo flujo.

2626

Rocas de Reservorio

Ros

Algunos tipos de deposicin ocurren en ros y bancos de arena.Los ros forman un canal en donde las arenas son depositadas en capas. Los ros llevan los sedimentos desde las montaas, los cuales se depositan en el lecho del ro y en los planos de la riada, en cualquiera de sus lados. Los cambios en el ambiente pueden causar que estas arenas se traslapen con una lutita, atrapando la roca de reservorio.

Notes

2727

Rocas de Reservorio

Formacin de Ros

Notes

Los carbonatos contienen aproximadamente la mitad de las reservas mundiales, en menos de la mitad de los reservorios y bsicamente debido a los campos sper gigantes del Medio Oriente.

2828

Rocas de Reservorio

CarbonatosLos carbonatos forman una gran proporcin de todas las rocas sedimentarias.

Consisten de:Rocas Calizas

Dolomita

Los carbonatos usualmente tienen una estructura irregular.

Notes

Las piedras calizas y las dolomas son usualmente rocas de reservorio. La dolomitacion es un mecanismo muy importante que no solamente crea porosidad pero tambin vas permeables, vitales para algunos reservorios.

Los reservorios de calcita tienden a tener una alta porosidad y una muy baja permeabilidad.

Las evaporitas son importantes ya que forman buenas rocas sellantes.

2929

Rocas de Reservorio

Tipos de Carbonatos

La calcita es una forma especial de piedra caliza y es formada de los esqueletos de pequeas criaturas (cocolitos).

La doloma es formada por el reemplazo de un poco del calcio por un volumen menor de magnesio en piedra caliza por magnesio. El magnesio es mas pequeo que el calcio, por lo tanto la matriz se vuelve mas pequea y se crea mayor porosidad.

Piedra Caliza CaCO3

Dolomita CaMg(CO3)2

Las evaporitas tales como Sal (NaCl) y Anhidrita (CaSO4), tambin se pueden formar en estos ambientes.

Notes

3030

Rocas de Reservorio

Ejemplo de la Variable m

Dolomite

LimestoneSecondary Porosity

'm'2 7

Residual h.c.

Moved h.c.

0 25

Los ejemplos muestran un reservorio de carbonato, con ambas, piedras calizas y dolomas. El valor de m ha sido calculado utilizado una herramienta EPT. Varia desde aproximadamente 2 en la parte del fondo de la zona hasta casi 4 en el tope.

En el mismo desplegado esta la porosidad secundaria de la comparacin snica-neutros/densidad. Esto tambin es alto a travs de la zona, pero no siempre refleja las variaciones en m. Por ejemplo en la zona de fondo, la porosidad secundaria lee alrededor de 7%, mientras que m lee 2.5. Mas arriba, la porosidad secundaria es del mismo valor, mientras que m es ahora 3.5.

Notes

Un arrecife es la deposicin mas simple de carbonatos, los esqueletos de los animales del arrecife.

En las lagunas poco profundas, se deposita Carbonato de Calcio. Conchas y cosas parecidas son adicionadas a la mezcla. Los cambios en el nivel del mar, permiten la deposicin de sal o anhidrita, como un sellante.

La deposicin del carbonato es muy compleja, ya que las rocas como tales tienen tamaos de partculas que van desde conchas completas hasta lodo de linea. La deposicin bsica se da en losmares poco profundos, debido a acciones biolgicas y qumicas. El CaCo3 es soluble y por lo tanto puede ser transportado por los alrededores como una sustancia liquida y luego volver a precipitarse en otro lugar.

En adicin a los carbonatos, estos ambientes tambin producen evaporitas tales como sal (NaCl) y anhidrita (CaSo4). Otras rocas incluyen pirita (FeS2) y siderita (FeCo3) y roca cuarzosa, cuarzo microcristalino, y por lo tanto el reservorio de carbonato es muy complejo.

3131

Rocas de Reservorio

Ambiente de Deposicin Carbonatos

Los carbonatos son formados en mares de poca profundidad, conteniendo caractersticas tales como:

Arrecifes

Lagunas

Bancos de orilla

Notes

Estas son las propiedades principales de las rocas. Ellas determinan la cantidad de aceite que puede estar contenido y cuan bien fluir.

Existen muchas otras maneras de describir una roca desde una perspectiva geolgica.

Los constituyentes minoritarios muchas veces determinan como una roca se comportara siendo un reservorio, por lo tanto son incluidas en la descripcin. Por ejemplo el contenido de lutitas de una arenisca y el tipo de lutitas que ser usado.

3232

Rocas de Reservorio

Propiedades de la Roca

Las rocas son descritas por tres propiedades:

Porosidad - cantidad de espacio entre los poros

Permeabilidad habilidad de flujo de una formacin

Matriz mayor constituyente de la roca

Notes

La cantidad de porosidad le da el volumen al reservorio que contiene. Debido a que es una fraccin, puede ser descrita como un numero, por ejemplo 0.25 o comnmente como un porcentaje. La porosidad puede oscilar desde cero hasta mas de un 50%. En los reservorios normales el rango va desde un 20% a un 39%.

3333

Rocas de Reservorio

Definicin de Porosidad

Notes

Los dos modelos de empaque mostrados, representan algunas de las posibilidades. El empaque cbico con una porosidad en exceso de 47%, es el mximo terico, el cual es rara vez alcanzado.

Estos dibujos son validos en muchos casos, ya que los sedimentos de arena depositados son muchas veces de tamao y forma uniforme. La adicin de granos mas pequeos, reducir la porosidad.

La calcita a menudo exhibe empaque cbico.

3434

Rocas de Reservorio

Porosidad de las AreniscasLa porosidad de las areniscas depende del arreglo de empaque de sus granos. El sistema puede ser examinado utilizando esferas.

En un empaque romboedro, el espacio entre los poros ocupa un 26% del volumen total.

Con un arreglo de empaque cbico, el espacio entre los poros llena un 47% del volumen total.

En la practica, el valor teortico es rara vez alcanzado, debido a:

a) Los granos no son perfectamente redondos, y

b) Los granos no son de forma uniforme.

Notes

En una roca clstica el tamao del grano (granos de igual tamao), no afecta la porosidad. Por lo tanto una arena, un cieno y una lutita, pueden tener la misma porosidad. Las diferencias se presentan en la permeabilidad, en donde el tamao del grano tiene un efecto directo; granos mas grandes, significan una permeabilidad mas alta. Esta es la razn por la cual una transformacin universal de porosidad-permeabilidad, no funciona; dos rocas con la misma porosidad pero diferentes tamaos de granos, no tendrn la misma permeabilidad. La saturacin puede ocurrir, incluso en la misma capa de arenisca, en un reservorio en una secuencia en donde el tamao del grano ha cambiado durante la deposicin, ej. Una secuencia disparada.

Esto implica que los cienos y las lutitas tienen fluido contenedor de porosidad. El fluido es agua, ya que el tamao de los poros es tan pequeo que las fuerzas capilares impiden que el hidrocarburo entre.

3535

Rocas de Reservorio

Porosidad y Tamao de Grano

Una roca puede estar compuesta por granos pequeos o granos grandes, pero tener la misma porosidad.La porosidad depende del empaque del grano, no del tamao del grano.

Notes

Las rocas sedimentarias estn sujetas a cambios a travs del tiempo. Si agua de una composicin qumica diferente fluye a travs de la roca, pueden ocurrir reacciones, cambiando el tipo de roca o disolviendo parte de ella.

Las fuerzas teutnicas siempre estn presentes. Ellas quiebran la roca creando fracturas.

3636

Rocas de Reservorio

Diagnesis

El ambiente tambin puede envolver alteraciones subsecuentes de la roca, tales como:Cambios Qumicos.Diagenesis es la alteracin qumica de la roca despus de su entierro. Un ejemplo es el reemplazo de algunos de los tomos de calcio en piedras calizas por medio del magnesio para formar doloma.

Cambios Mecnicos fracturndose en una regin tectnicamente activa.

Notes

Este juego de tipos de porosidad es clasificado como estructura selectiva.

La porosidad creada debido a cambios en la composicin.

La porosidad inter-cristalina puede ser debido a la dolomiticacin.

La porosidad moldeada es donde conchas especificas han sido lixiviadas de la roca.

3737

Rocas de Reservorio

Tipos de Porosidad del Carbonato 1

Porosidad Inter-partcula:

Cada grano esta separado, dando como resultado un espacio de poros similar al de las areniscas.

Porosidad Inter-granular:

Un espacio de poros se crea dentro de cada grano individual, los cuales estn, a su vez, interconectados.

Porosidad Inter-cristalina:

Producido por medio de los espacios entre los cristales del carbonato.

Porosidad Moldeada:

Poros creados por la disolucin de conchas, etc.

La porosidad del carbonato es muy heterognea y esta clasificada en varios tipos:

Notes

Este juego de porosidades no son de estructura selectiva, es decir, afectan a toda la roca. Las fracturas quiebran a travs de cualquiera de los tipos de minerales o conchas en la roca.

Estos dos juegos no son el final de la clasificacin de tipos de porosidades del carbonato, existen muchos mas esquemas.

Desde el punto de vista petrofsico, la porosidad puede ser clasificada en dos tipos principales.

3838

Rocas de Reservorio

Tipos de Porosidad del Carbonato 2

Porosidad de Fractura:

Espacio de los poros, creado por el quiebre de la estructura de la roca.

Porosidad de Canales:Similar a la porosidad de la fractura, pero ms grande.

Porosidad de Cavernas:Creada por la disolucin de fragmentos, pero sin conexiones.

Notes

Las areniscas tambin pueden contener fracturas y cavernas, sin embargo es menos comn que en los carbonatos. En el caso de las cavernas, las anteriores son solubles, mientras que en areniscas, no lo son.

3939

Rocas de Reservorio

Porosidad del Carbonato

La porosidad Inter-granular es llamada porosidad primaria.

La porosidad creada despus de la deposicin, es llamada porosidad secundaria.

Lo anterior se encuentra en dos formas:

Fracturas

Cavernas

Notes

Las fracturas se clasifican como verticales u horizontales. A pesar de que pueden aparecer en casi cualquier ngulo, la mayora son verticales a sub-verticales. Las fracturas pueden penetrar desde una columna de aceite hasta dentro del agua, y, debido a que tienen una permeabilidad muy alta, pueden crear problemas de produccin.

La cantidad de porosidad en una fractura es muy pequea, ya que estas son muy finas, un par de milmetros a lo mximo. Su propiedad mas importante es la permeabilidad.

4040

Rocas de Reservorio

Fracturas

Las fracturas son causadas cuando una roca rgida es tensionada mas all de su limite elstico se quiebra.Las fuerzas que causan el quiebre estn en una direccin constante, por lo tanto, todas las fracturas estn alineadas.Las fracturas son una importante fuente de permeabilidad en reservorios de baja porosidad de carbonatos.

Notes

La definicin completa de cavernas es mas complicada. Son huecos irregulares en la roca. Las cavernas se han formado por medio de la disolucin de fragmentos de conchas (etc.) y tambin algo de la matriz que los rodea. Su tamao puede variar extensamente, desde unos pocos micrones hasta metros. En este contexto se les considera de centmetros, a lo mximo. En la mayora de los casos las cavernas no estn conectadas una a la otra, de forma productora y por lo tanto no contribuyen a la productividad de las formaciones.

Las rocas carbonatos frecuentemente contendrn ambas, cavernas y fracturas.

4141

Rocas de Reservorio

Cavernas

Las cavernas son definidas como espacios no-conectados.Ellas no contribuyen al total de fluido producible. Las cavernas son creadas por medio de la disolucin de material soluble, tal como fragmentos de conchas, despus de que la roca ha sido formada. Usualmente tienen formas irregulares.

Notes

La diferencia mas grande entre las dos propiedades, porosidad y permeabilidad, es que la primera es una propiedad de la roca esttica mientras que la segunda, es una propiedad de la roca dinmica y del fluido. Las relaciones entre porosidad y permeabilidad son usadas en reservorios para investigar las permeabilidades cambiantes a travs de una formacin. Ellas son muchas veces utilizadas como una clasificacin/descripcin litofases.

4242

Rocas de Reservorio

Definicin de Permeabilidad

El gasto de flujo de un liquido a travs de una formacin, depende de:

La cada de presin.La viscosidad del fluido.La permeabilidad.

La cada de presin, es una propiedad del reservorio.La viscosidad es una propiedad del fluido.La permeabilidad es una medida de la facilidad a la cual el fluido puede fluir a travs de una formacin.A pesar de que no son universales, existen relaciones entre la permeabilidad y la porosidad para formaciones dadas.Una roca debe tener porosidad para tener cualquier permeabilidad.La unidad de medicin es el Darcy.La permeabilidad del reservorio es usualmente expresada en millidarcies, (md).

Notes

El gasto de flujo se incrementa con una cada de presin incrementada; disminuye con una longitud en incremento; se incrementa con un rea superficial en incremento; disminuye con una viscosidad en incremento. Si colocamos todo esto junto nos da una ecuacin con lo desconocido, como la permeabilidad, K.

El termino clave en esta ecuacin es k/?, denominado la movilidad. Esto determina como se comportara un reservorio dado, dependiendo del fluido que contenga.

4343

Rocas de Reservorio

Experimento de Darcy

El flujo de fluido de viscosidad m, a travs de un medio poroso, fue investigado por primera vez por Henri Darcy en 1856.El relaciono el flujo de agua a travs de una unidad de volumen de arena, al gradiente de presin a travs de el.En el experimento el gasto de flujo puede ser cambiado, por medio de la alteracin de los parmetros, como sigue:

Notes

La permeabilidad es una unidad mtrica (pero no SI).

Note que la permeabilidad depende directamente del gasto de flujo, Q.

4444

Rocas de Reservorio

Ley de Darcy

K = permeabilidad, en Darcies.L = longitud de la seccin de la roca, en centmetros.Q = gasto de flujo en centmetros/seg.P1, P2 = presiones en bancos.A = rea superficial, en cm2. = viscosidad en centipoise.

Notes

El gasto de flujo a travs de los grandes espacios entre los poros, es alto, y por lo tanto la permeabilidad es alta tambin.

4545

Rocas de Reservorio

Permeabilidad y Rocas

En formaciones con granos grandes la permeabilidad es alta y el gasto de flujo mayor.

Notes

El gasto de flujo a travs de las rocas de granos pequeos es bajo y por lo tanto la permeabilidad es baja. La formacin contrasta con la que vimos en la lamina anterior; con la misma porosidad, las permeabilidades pueden diferir dramticamente. El mayor contraste es entre una lutita de granos muy finos con cero permeabilidad y una arenisca gruesa con alta permeabilidad.

Debo a la estratificacin la permeabilidad puede cambiar verticalmente para una secuencia clstica. La permeabilidad vertical kv es determinada por la capa de permeabilidad mas baja. La permeabilidad horizontal kh no tiene este problema. La anisotropa Kv/Kh, describe la diferencia entre ambas. Esta proporcin es siempre menor que o igual a 1.

4646

Rocas de Reservorio

Permeabilidad y Rocas 2

En una roca con granos pequeos, la permeabilidad es menor y el flujo mas bajo.

El tamao del grano no tiene efecto en la porosidad, pero tiene un gran efecto en la permeabilidad.

Notes

4747

Rocas de Reservorio

Anisotropa

Permeabilidad Horizontal

Permeabilidad Vertical

La permeabilidad en direccin horizontal es controlada por los granos grandes.

La permeabilidad en direccin vertical es controlada por los granos pequeos.

1H

V

KK

1H

V

KK 1

h

V

KK

Notes

Como ya se ha mencionado, la roca puede tener porosidad pero no permeabilidad. Si tiene cero porosidad, tendr cero permeabilidad. En trminos prcticos, los reservorios de baja porosidad (< 10%) existen.

4848

Rocas de Reservorio

Rocas de Reservorio

Las rocas de reservorio necesitan dos propiedades para ser exitosas:Que los espacios porosos sean capaces de retener el hidrocarburo.Permeabilidad, la cual permite que el fluido se mueva.

Notes

Los reservorios de arenisca comprenden la mayora de los campos del mundo. Siempre existirn variaciones de estratificacin conllevando a diferencias en la calidad de los reservorios. La porosidad y permeabilidad son relativamente simples de evaluar por medio de las muestras de poros.

Las fracturas podran ser importantes en reservorios de baja porosidad.

4949

Rocas de Reservorio

Reservorios Clsticos

La arenisca usualmente tiene granos regulares y se denomina como roca de grano.

PorosidadDeterminada bsicamente por el

empaque y mezcla de los granos.

PermeabilidadDeterminada bsicamente por el

tamao y empaque, conectividad y contenido de lutita, de los granos.

Las fracturas se podran presentar.

Notes

Los reservorios de carbonato son difciles debido a que sus propiedades cambian en ambas direcciones, vertical y horizontal, y a menudo en direcciones impredecibles.

Las fracturas estn casi siempre presentes y pueden ser esenciales para la produccin.

5050

Rocas de Reservorio

Reservorios de Carbonato

Los carbonatos tienen normalmente una estructura muy irregular.

Porosidad:Determinada por el tipo de

conchas, etc. y por los eventos de deposicin y posteriores a la deposicin (fractura, lixiviacin, etc.). Permeabilidad:

Determinada por los eventos de deposicin y posteriores a la deposicin, fracturas.

Las fracturas pueden ser muy importantes en reservorios de carbonato.

Notes

La mayora de las rocas sellantes son lutitas, ya que son estas las rocas que se encuentran normalmente presentes. Los carbonatos con cero porosidad no solamente forman rocas sellantes, pero tambin barreras en el reservorio como tal.

5151

Rocas de Reservorio

Roca Sellante

Un reservorio necesita una roca sellante.

Las rocas sellantes impermeables mantienen al fluido atrapado en el reservorio.Debe tener cero permeabilidadAlgunos ejemplos son:

Lutitas.Evaporitas tales como sal o anhidrita.Carbonatos con cero porosidad.

Notes

La roca de fuente es reconocida en los registros por un alto RG (debido al alto contenido de uranio de material orgnico) y una alta resistividad. Esto es diferente de la baja resistividad de la mayora de las lutitas.

Todo el proceso asociado con una roca de fuente, sedimentacin, creacin de hidrocarburo y migracin, toma mucho tiempo en suceder.

5252

Rocas de Reservorio

Rocas de FuenteEl hidrocarburo se origina de organismos-minuto, en mares y lagos. Cuando estos mueren, se hunden al fondo, en donde formaran lodos orgnicamente ricos, en finos sedimentos.Estos lodos se encuentran en un ambiente reductor o cocina, que despoja a los sedimentos del oxigeno, dejando hidrogeno y carbn.Estos sedimentos son compactados para formar rocas orgnicamente ricas con una muy baja permeabilidad.El hidrocarburo puede migrar muy lentamente a rocas porosas cercanas, desplazando la formacin original de agua.

Notes

La temperatura a la cual la roca de fuente has sido cocida, es importante para la viabilidad del reservorio. Esta cercanamente relacionado a la profundidad en la cual a roca fue enterrada. Debido a que todo esto sucedi hace mucho tiempo en el pasado, el gelogo tiene que rastrear la historia de la roca de fuente.

5353

Rocas de Reservorio

Ventana de Temperatura

Si la temperatura es muy baja, el material orgnico no se puede transformar en hidrocarburo.Si la temperatura es muy alta, el material orgnico y el hidrocarburo, sern destruidos.

Notes

La migracin secundaria es simple de entender, con el hidrocarburo mas alto flotando para descansar encima del agua original. La parte primaria del proceso es mucho mas compleja. El mecanismo exacto es incierto, debido a que el experimento no puede ser realizado en el laboratorio (altas temperaturas y presin y mucho tiempo.

5454

Rocas de Reservorio

Migracin de Hidrocarburo

La migracin de hidrocarburo se lleva a cabo en dos etapas:Migracin Primaria desde la roca de fuente hasta una roca porosa. Esto es un proceso complejo que no es totalmente comprendido. Esta, probablemente, limitado a unos pocos cientos de metros. Migracin secundaria a lo largo de la roca porosa hasta la trampa. Esto ocurre por medio de la flotacin, presin capilar e hidrodinmica a travs de un sistema de poros continuamente lleno de agua. Pueden llevarse a cabo sobre grandes distancias.

Notes

Las rocas clsticas estn clasificadas inicialmente por el tamao de sus granos. Existen muchas mas clasificaciones complejas para este tipo de roca, pero esta es la mas simple. En esta lista los Conglomerados y Areniscas son rocas de reservorio, Las piedras de Cieno y Lutitas son rocas de fuente y las Lutitas tambin son rocas sellantes.

Las rocas no-clsticas pueden ser descritas por su composicin qumica, existen, una vez mas, muchas mas descripciones complejas. Aqu la Piedra Caliza y la Doloma son rocas de reservorio y la Sal y la Anhidrita son rocas sellantes.

5555

Rocas de Reservorio

Clasificacin de las Rocas

ClsticasTipo de Roca Dimetro de la Partcula

ConglomeradoGuijarros 2 - 64mmArenisca Arena .06 - 2mmPiedra de Cieno .003 - .06mmLutita Arcilla

Notes

Las rocas que comprenden el reservorio estn expuestas a cambios significativos debido a los movimientos teutnicos. Los mas importantes son el doblamiento y las fallas, ya que son estas alteraciones a la strata horizontal las que crean las estructuras, formando trampas de reservorio. El ambiente de deposicin contribuye altamente a la variedad de trampas. Las lagunas de poca profundidad pueden tener arrecifes as como tambin capas de carbonatos.

5656

Rocas de Reservorio

Estructura del ReservorioExisten muchos otros tipos de estructuras.El criterio para una estructura es que debe tener:

Clausura, es decir, los fluidos no son capaces de escapar.Ser lo suficientemente grande para ser

econmico.La forma exacta del reservorio depende del ambiente de deposicin y los eventos posteriores a la deposicin, tales como doblamientos y fallas.

Notes

Los conceptos claves son los de pago Neto y Bruto.

El pago Bruto es siempre > que el pago Neto. Esto tambin puede ser descrito por la proporcin Neto-a-Bruto, que es siempre menor que o igual a uno.

El plano de vertido es el nivel mximo al que este reservorio en particular puede ser llenado, antes de que el prximo anticlinal se comience a llenar.

5757

Rocas de Reservorio

Trampas en General

Notes

Las trampas estructurales describen todas las grandes caractersticas, incluyendo los domos, anticlinales y fallas. Estos reservorios de grandes escalas incluyen la mayora de los gigantes del Medio Oriente.

La diferencia entre estas dos formas esta en la forma de su creacin, es decir, la fuerza aplicada a ellas. Debido a que son creadas por presiones teutnicas, invariablemente habr fallas asociadas con estas estructuras.

5858

Rocas de Reservorio

Trampas Estructurales

La forma mas simple de una trampa, es un domo. Esto es creado por el movimiento hacia arriba o el doblamiento de sedimentos subyacentes.

Un anticlinal es otra forma de trampa simple. Esta es formada por el doblamiento de las capas de rocas sedimentarias.

Notes

Las fallas son un mecanismo importante en la mayora de los reservorios. Forma reservorios a su propio derecho y tambin parte otros reservorios en bloques especficos. La medicin de pozos ayuda a determinar los parmetros de fallas, tales como distancia de un pozo, ngulo, etc.

Las fallas de bloques mas viejos creando fosas teutnicas, tambin crea ambientes de deposicin para la formacin de nuevos reservorios.

En adicin, las fallas en reservorios cambian la estructura para crear, como es el caso en este diagrama, capas repetidas y en el tipo opuesto de fallas, formaciones perdidas.

5959

Rocas de Reservorio

Trampas de Fallas

Las fallas ocurren cuando la roca se fractura debido a los esfuerzos. El reservorio a menudo se forma en estas zonas de fallas. Una capa porosa e permeable podra atrapar fluidos debido a su localizacin a lo largo de una falla impermeable o juxtaposicionado a lo largo de un estrato impermeable.Las fallas son encontradas en conjuncin con otras estructuras tales como anticlinales, domos y domos de sal.

Notes

La sal al crear los domos tambin adiciona fallas y fracturas, debido a la presin adicional en las rocas. Las trampas alrededor del domo son difciles de encontrar, debido a que cualquier cosa por debajo de la sal, es invisible para la ssmica superficial (el contraste entre la sal y cualquier otra cosa, es muy grande). Sin embargo pueden ser excelentes reservorios, ya que la sal las habr fracturado, dando buenas caractersticas de permeabilidad.

6060

Rocas de Reservorio

Trampa de Domo de SalLas trampas de domos de sal son causadas cuando sal plstica es forzada hacia arriba. El domo de sal punza a travs de capas y comprime las rocas por encima. Esto resulta en la formacin de varias trampas:En domos creados por formaciones empujadas hacia arriba por la sal. A lo largo de los flancos y por debajo del saliente en rocas porosas colindantes con la sal impermeable como tal.

Notes

Las trampas estratigrficas describen las trampas asociadas con el ambiente de deposicin. Los arrecifes, canales y bancos, son de ambientes especficos. Las inconformidades existen debido a movimientos teutnicos cuando existe una formacin; un anticlinal es erosionado en el diagrama (esta por encima del nivel del suelo). Este es entonces enterrado y mas sedimentos son adicionados, creando el sello y por lo tanto el reservorio.

6161

Rocas de Reservorio

Trampas Estratigrficas

Notes

La mayora de los mapas de reservorio en el mundo, utilizan M.S.L. como referencia. Las profundidades de las capas se incrementan lejos del arrecife de la estructura. La referencia es necesaria porque el equipo de perforacin puede estar en la cima de una montaa o en una plataforma costa. En cada uno de los casos la profundidad medida de la misma capa es diferente, as como tambin ser diferente la referencia de perforacin.

6262

Rocas de Reservorio

Mapeo del Reservorio

Los contornos del reservorio son usualmente medidos para estar por debajo del Nivel Promedio del Mar (MSL).Ellos pueden representar ya sea la estructura de formacin del reservorio o las capas de fluido.