Clase de Ambientes Sedimentarios

UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE ANZOATEGUI

ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE PETRÓLEO

GEOLOGÍA DE PRODUCCIÓN

AMBIENTES SEDIMENTARIOS

Ing. Luis Eduardo Castro

ESTUDIO CIENTÍFICO DE LOS SEDIMENTOS Y

ROCAS SEDIMENTARIAS

Fuente:PDVSA

Relación entre Ambiente Sedimentario,

Mecanismo de Producción y Factor de Recobro

MECANISMOS DE PRODUCCIÓN

A= Acuífero

M=Mixto (combinación de A, ECG y GS)

ECG= Expansión de la Capa de Gas

GS= Gas en Solución

. .

.

. .

. . . .

.

.

.

. 20

0

40

60

80

.

FA

CT

OR

DE

RE

CO

BR

O (

%)

1 2

3

4

5

6

7

8

9

AMBIENTES SEDIMENTARIOS Y MECANISMOS DE PRODUCCIÓN

.

1.- DELTAICO (A)

2.- ISLAS DE BARRERA (A y ECG)

3.- FLUVIAL/DELTAICO (A)

4.- DELTAICO (M)

5.- FLUVIAL (A, GS, ECG)

6.- FLUVIAL/DELTAICO (M, GS)

7.- ISLAS DE BARRERA (M)

8.- DELTAICO (GS)

9.-TALUD/CUENCA (GS)


IMPORTANCIA DE LA SEDIMENTOLOGÍA

Fuente:PDVSA

La totalidad de las características litológicas

y biológicas de un volumen de roca que

representan el resultado de un proceso

sedimentario específico.

Fuente:PDVSA

FACIES

Fuente:PDVSA

DEPÓSITOS DE ROCAS QUE REPRESENTAN UN

EVENTO SEDIMENTARIO PARTICULAR.

LASSETER y WAGGONEER (1986) definen las unidades

sedimentarias como depósitos de rocas que representan un evento

sedimentario particular o evento sedimentario repetitivo.

Agregaban que a esta escala, las heterogeneidades tanto internas

como externas de los yacimientos son sistemáticas y predecibles.

Por lo tanto, su identificación, descripción y apropiada interpretación

permite predecir la arquitectura del yacimiento

Fuente:PDVSA

La mayoría de las propiedades de los reservorios están determinadas por

variaciones ambientales dentro de cada sistema de sedimentación. Cada sistema

produce cuerpos de arena los cuales muestran cierto tamaño y forma y exhiben un

rango característico en composición mineralógica, estructura sedimentaria y

textura.

La sedimentación siguiente y posteriores efectos diagenéticos que afectan

la calidad de yacimiento de las rocas siliciclásticas, normalmente ocurre en

diferentes trayectorias que están directa o indirectamente relacionadas a

características físicas y diferencias en la composición controladas por el

medioambiente.

AMBIENTES DE SEDIMENTACIÓN

La mayoría de los principales

yacimientos de hidrocarburos en

Venezuela se han sedimentado en

ambientes que varían desde fluvial a

deltáico.

AMBIENTES DE SEDIMENTACIÓN

HERRAMIENTAS ÚTILES PARA LA DEFINICIÓN DE


Existen diversas técnicas para extraer, sintetizar y analizar los diversos

datos sedimentológicos, necesarios para construir modelos en el subsuelo. Estas

técnicas son las siguientes:

Núcleos: Constituyen la fuente de información más precisa, si bien

resultan costosos y, en algunos casos imposibles de obtener. Con ellos se pueden

identificar: Litología, ambientes de depositación, estructuras sedimentarias,

actividad de organismos y observaciones que reflejan las características más

importantes de un yacimiento.



Perfiles: El concepto de interpretación de facies mediante el uso de

formas de perfiles obtenidas a hueco abierto fue introducido por Shell en 1956, y

desde entonces, la industria petrolera lo continúa utilizando. Por lo general, para

identificar las facies, se utilizan tres formas de perfiles de rayos gamma y potencial

espontáneo, especialmente en el caso de las areniscas:

Forma de campana o grano decreciente.

Forma de embudo o grano creciente.

Forma cilíndrica o cuadrangular.

HERRAMIENTAS

ÚTILES PARA LA

DEFINICIÓN DE

AMBIENTES

SEDIMENTARIOS



Secuencia de Facies tipo “Coarsening-Up”:

Secuencia negativa.

Aumento de la energía hacia arriba.

Paso gradual de lutita a arenisca.

Aumento del tamaño de grano hacia arriba.

Aumento de la escala de las estructuras

sedimentarias.

Secuencia de Facies tipo “Fining-Up”:

Secuencia positiva.

Disminución de la energía hacia arriba.

Paso gradual de arenisca a lutita.

Disminución del tamaño de grano hacia arriba.

Disminución de la escala de las estructuras

sedimentarias.



Datos de perforación: Entre los cuales se pueden mencionar la curva de

tasa de penetración y las muestras de canal (ripios); estas indican con bastante

exactitud, el tipo de litología presente en el yacimiento.

Cilindrico Embudo Simétrica Campana Irregular

Limpio, sin

tendencia,

Tope Abrupto

Engrosamiento hacia el tope

Base y tope graduales

Base abrupta,

Afinamiento hacia el tope

Mezcla de de areniscas y

lititas.

Sin tendencia

Eolico,Fluvial,

entrelazado,

Plataforma

carbonática,

Arrecife, Cañón

Submarino

Abanico de rotura,

Barra de desembo-

cadura, Isla de

barrera, Marino

somero, Banco de

carbonatos,

Lobulo de Abanico

submarino

Barra de meandro

fluvial, Barra de

meandro tidal,

Canal de abanico

submarino, arenas

trangresivas

Barra costaafuera,

Arenas

transgresivas,

Apilamiento de

barras o canales.

Llanura de

inundación,

Talud

carbonático o

clástico,

Relleno de

cañón

submarino.

INTERPRETACIÓN DE ELECTROFACIES

0 150 0 15

0

0 15

0

0 15

0

0 15

0

AMBIENTE FLUVIAL

Los depósitos fluviales se presentan en una amplia variedad de facies y

de geometrías, lo cual depende de un conjunto de factores relacionados entre sí,

tales como el marco tectónico, la pendiente, las tasas de aporte de sedimentos, el

volumen del flujo del río y la morfología del canal.

Estos depósitos forman generalmente excelentes yacimientos de

hidrocarburos, los cuales varían desde lentes aislados de relleno de canal hasta

extensos depósitos en forma de manto que se extienden por decenas de miles de

kilómetros cuadrados.

Este tipo de ambiente comprende los abanicos aluviales, ríos

entrelazados y ríos meandriformes.

Ambiente Fluviales

. Geometrías lenticulares

(acanaladas)

SISTEMA FLUVIAL. ABANICOS ALUVIALES

Los abanicos aluviales también llamados conos aluviales, consisten en

sistemas de distribución fluvial en forma de cono, que se acumulan en las

adyacencias de áreas de relieves altos en zonas tectónicamente activas.

Son generalmente conglomerados y areniscas de grano grueso que

pueden unirse y formar espesos cuerpos de depósitos de grano grueso. El

decrecimiento de la pendiente del abanicos aguas abajo ocasiona una disminución

rápida del tamaño del grano buzamiento abajo, desde conglomerado en el vértice

del cono hasta arena y lodo hasta y lodo en la llanura aluvial de baja pendiente.

SISTEMA FLUVIAL. CANALES ENTRELAZADOS

Los canales de ríos entrelazados se forman en zonas de pendiente altas,

donde el aporte de sedimento es alto y la carga de sedimentos se caracteriza por

una alta relación (arena+grava)/lodo.

Se les conoce también como ríos con carga de fondo dominante, ya que

contienen una alta proporción de sedimentos transportados como carga de fondo

(arena y grava).

Los ríos entrelazados tienden a migrar lateralmente a través de una llanura

aluvial arenosa y forman extensos mantos constituidos por arenas de relleno de

canal que se conectan


La arquitectura interna de un depósito de río entrelazado es muy

compleja, y no tiene un patrón interno regular.

Consiste de un apilamiento de unidades a pequeña escala de base

erosiva. La conexión lateral de estas secuencia de canal individual y de barra,

forman generalmente espesos cuerpos de areniscas compuestos, muy extensos

lateralmente, con una estructura interna compleja debido a las numerosas

unidades de canal yuxtapuestas.

B B'

Fuente:PDVSA

B B'


Estos sistemas pueden formar excelentes yacimientos de hidrocarburos.

Sin embargo, un factor importante acerca de la calidad de yacimiento es, por una

parte, su grado variable de heterogeneidad, ocasionado por la presencia de

intercalaciones de arcilla, las cuales representan tapones de canal abandonado y,

por la otra, los cambios de tamaño de grano, tanto lateral como vertical, entre los

canales y las barras.

Secciones

Barra

LateralBarra

Canal

Barra de

Meandro

SISTEMA FLUVIAL. CANALES MEANDRIFORMES

Los ríos meandriformes se forman en llanuras aluviales de baja pendiente

donde el aporte sedimentario se caracteriza por una alta relación lodo/arena.

El rasgo sedimentológico principal de estos ríos es la acumulación de

arena bajo la forma de barras en el lado convexo de los meandros, conocidas

como barras de meandro.

A A'

A

A'

FLUVIAL CANALES

MEANDRIFORMES



Las áreas entre canales forman una llanura de inundación, la cual es baja,

plana y pantanosa y está sujeta a inundaciones periódicas.

Adyacente al canal se forma un alto topográfico conocido como dique

natural. Los depósitos de dique están constituidos por arena fina laminada, limo y

arcilla.

Por su parte la llanura de inundación está compuesta esencialmente de

lodo y arcilla orgánica.

Durante las inundaciones, la velocidad de flujo se incrementa y los diques

pueden romperse y depositarse lóbulos de arena en la llanura de inundación, los

cuales se conocen como abanicos de rotura.


Barra de Sedimentos Onda

Deposito

Entrelazado

Barra de Canal

Orilla de Corte

Ondas

Depósito

Meandroso

Barra en Espolón


La sección vertical de facies para ríos meandriformes, exhibe un perfil

sedimentológico con evolución granodecreciente.

En la base del relleno del canal, la superficie de erosión esta compuesta

por depósitos con guijarros y clastos de lodo, los cuales subyacen a una arenisca

de grano medio a grueso con estratificación cruzada.

En el tope del relleno del canal la arena se afina hacia arriba y presenta

laminaciones de lodo intercaladas.

Por encima del relleno arenoso de canal, los depósitos de dique y de

llanura de inundación son predominantemente de lodo con delgadas laminaciones

de arena, arcillas carbonosas con restos de planta y carbón.

Canal

Fluvial

Fuente:PDVSA


Los depósitos arenosos de la barra de meandro son yacimientos buenos

a excelentes.

En cambio, los abanicos de rotura pueden formar yacimientos más

delgados de carácter secundario en grandes sistemas fluviales, mientras que los

depósitos de llanura de inundación y de dique constituyen sellos impermeables.

Las arenas del abanico de rotura se adelgazan al alejarse del canal y se

interdigitan con las lutitas de la llanura de inundación.

Los cinturones de meandros se extienden por varios kilómetros de ancho

pueden formar excelentes trampas estratigráficas.

Dique Natural.

Inundación cubre la llanura de

Inundación

Cinturones de Meandros

Los deltas ocurren en una

amplia variedad de formas,

dependiendo de la energía de los

procesos costeros y del volumen y

tamaño del grano del influjo fluvial.

Aunque exhiben un amplio

rango de tamaños y morfología,

todos ellos comprenden tres

principales ambientes de

sedimentación: El plano deltáico,

frente deltáico y el prodelta. Lla

nura

Del

taic

a

Distributario

CANAL DEL RÍO

ZONA DISTRIBUTARIA

ZO

NA

INT

ER

DIS

TR

IBU

TA

RIA

Frente Deltaico

Prodelta

ZONA D

ISTRIB

UTARIA

N

0 10 20 Km.

10

20

30

40 50

Lla

nura

Del

taic

a

Distributario

CANAL DEL RÍO

ZONA DISTRIBUTARIA

ZO

NA

INT

ER

DIS

TR

IBU

TA

RIA

Frente Deltaico

Prodelta

ZONA D

ISTRIB

UTARIA

N

0 10 20 Km.

10

20

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40 50

Lla

nura

Del

taic

a

Distributario

CANAL DEL RÍO

ZONA DISTRIBUTARIA

ZO

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Frente Deltaico

Prodelta

ZONA D

ISTRIB

UTARIA

N

0 10 20 Km.0 10 20 Km.

10

20

30

40 50

AMBIENTE DELTÁICO Y COSTERO

A. CANALES DISTRIBUTARIOS: Arena gruesa a fina con estratificación cruzada.

B. LLANURA DELTAICA: Arcillas, restos de plantas.

C. PRODELTA: Arcillas marinas / lagunares.

DELTAICO

A

B

C

AMBIENTE DELTÁICO Y COSTERO

Fuente:PDVSA

AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. PLANO DELTÁICO

Comprende la parte subareal de un delta. Consiste de un plano costero

cubierto de margas, bahías someras y lagunas. Los dos subambientes que pueden

ser distinguidos en un plano deltáico son: canales distributarios y zonas

interdistributarias.

Fuente:PDVSA

Deltas Dominados por Procesos Fluviales

Fuente:PDVSA

DELTA DOMINADO POR LAS OLAS

DELTA DOMINADO POR MAREAS

Fuente:PDVSA


Los canales distributarios forman una ramificación hacia el mar a través

del plano deltáico y transportan sedimentos fluviales hacia la costa. Alcanzan de 10

a 20 metros de profundidad y pueden erosionar depósitos infrayacentes marinos o

depósitos de frente deltáicos lacustrinos.

Lobulo

deltaico

Canal Distributario Canal

Distributario

Canal

Distributario

Fuente:PDVSA


Los canales distributarios forman buenos muy buenos yacimientos. Sin

embargo la geometría de los depósitos de arena es variable y depende del tipo del

sistema fluvial y la naturaleza de los sedimentos fluviales transportados. Los

sedimentos en la zona interdistributaria generalmente consisten de areniscas de

grano muy fino, lodolitas y arcillas carbonosas.

AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. FRENTE DELTÁICO

El frente deltáico consiste de una zona costera somera la cual cubre en

forma de franjas al plano deltáico.

La mayoría de los sedimentos transportados en los distributarios se

acumulan en su desembocadura y forman las barras de desembocadura.

Lóbulo deltáico

Lóbulo deltáico Canal Distributario

Canal Distributario Bahía Interdistributaria Barra de desembocadura

Canal de Meandro Abandonado

AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. FRENTE DELTÁICO

Las barras de desembocadura pueden formar buenos yacimientos, sin

embargo su tamaño, geometría y patrones de facies internas varía

considerablemente de acuerdo al tipo y energía de los procesos costeros y al

volumen de flujo del río.

Con el continuo influjo de los sedimentos fluviales, las barras de

desembocadura progradan sobre arcillas y lodolitas mas distales, formando una

sección regresiva con un engrosamiento del grano hacia la parte superior.

Barra

AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. PRODELTA

Representa la parte más distal de los deltas, donde limos y arcillas

suspendidas se mezclan. Consiste de depósitos de lodos marinos o lacustrinos y

acumulaciones hacia el mar producto de los efectos de las olas, mareas y

corrientes fluviales.

AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO.

PRODELTA

Dependiendo de la tasa de sedimentación y

salinidad del agua, los sedimentos de grano fino del

prodelta contendrán fauna de costa afuera o lacustre

con variable incremento de bioturbación.

Los deltas sobre líneas de costas marinas que

progradan hacia el mar sobre la plataforma, pueden

eventualmente llegar al extremo de la plataforma,

debido al volumen de sedimentos transportados.

La sección comienza hacia la base, con

sedimentos de grano muy fino del prodelta, cubierta por

limolitas arenosas del frente deltáico y areniscas de

barras de desembocadura.

Flecha litoral

Cordon litoral


Los depósitos del frente deltáico son comúnmente cubiertos por rellenos

de canales distributarios los cuales erosionan el frente deltáico.

El tope de la sucesión generalmente consiste de delgadas arcillas

carbonosas las cuales representan el plano deltaico. Las plantas cubren la

acumulación entre los canales distributarios.

Flecha litoral

Isla Barrera


Los principales yacimientos de hidrocarburos en deltas son formados por

canales distributarios y barras de desembocaduras depositadas como deltas

progradantes.

Otros tipos de areniscas depositadas como abanicos de rotura puede

también formar buenos, aunque mas limitados yacimientos. La geometría y

arquitectura interna de los canales distributarios y barras de desembocadura esta

en función del proceso que controla el transporte de sedimento (ríos, olas y

mareas).

Cordon litoral

Albufera

Isla Barrera

AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. LLANURA DELTÁICA

Es la zona donde el canal principal se ramifica en canales distributarios y

donde se desarrollan depósitos arenosos de grano grueso a fino.

Se origina por la divagación del río en la planicie y por el efecto de la

sedimentación de granos de arena y partículas más finas de limo y arcilla, en las

áreas donde disminuye la velocidad de la corriente.

AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. LLANURA DELTÁICA

En la parte superior del delta, el río en épocas de inundación rompe orillas

o diques naturales y puede desarrollar depósitos en forma de pequeños deltas o

abanicos de rotura de grano fino; al mismo tiempo, arrastra partículas de arena y

es depositada en el fondo y lados del curso del río, construyendo depósitos en

forma de canales y barras de meandros.

Integración del Modelo Estático

Mapa Paleoambiental

UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE ANZOATEGUI

ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE PETRÓLEO

GEOLOGÍA DE PRODUCCIÓN


Ing. Luis Eduardo Castro

ACCESORIOS LITOLÓGICOS

RESPUESTAS EN PERFILES

Rayos

Gamma

Resistividad Sónico Densida

d

Neutró

n

CARBÓN

SIDERITA

(en lutita)

LUTITA

ORGÁNICA

CARBONATOS

ARENAS

GLAUCONÍTICAS

Y MICÁCEAS

PIRITA

(en lutita)

GR R

GR R

GR R

GR R

GR R

PS GR CNL FDC

CNL FDC

CNL FDC

CNL FDC

CNL FDC t

t

t

t

Potasio

radiactivo

(TOMADA DE ALLEN, G. P., 1997)

ESTRATIGRAFÍA ESQUEMÁTICA DE DEPÓSITOS DE BARRAS Y CANALES

Canal Simple

Marcador Erosionado

Canales Múltiples

Marcador

Marcador

GR A

B

Marcador

Marcador

Marcador

Canal Splay

Canal-Barra

Barra Simple

Canal Barra

Canal-Abanico

(TOMADO DE ALLEN, G. P., 1997).

Clase de Ambientes Sedimentarios

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