Exploración y Producción de Hidrocarburos- IAPG

Exploracin y produccin de hidrocarburos

Aspectos tcnicos, estratgicos y econmicos de la

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Aspectos tcnicos, estratgicos y econmicos de la exploracin y produccin de hidrocarburos

Produce,

y, adems, cuenta con socios personales.

Seccional Norte | Salta

www.iapg.org.ar

Seccional Cuyo | Mendoza

Seccional Comahue | Neuqun

Sede Central | Ciudad de Buenos Aires

Seccional La Plata | La Plata

Seccional Sur | Comodoro Rivadavia

Seccional Ro Gallegos | Ro Gallegos

Seccional Tierra del Fuego | Ro Grande

actual: Instituto

Argentino del Petrleo y del Gas, como

IAPG | Aspectos tcnicos, estratgicos y econmicos de la exploracin y produccin de hidrocarburos

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Introduccin

Captulo 01Introduccin a la geologa

El tiempo geolgico Datacin relativa Datacin absolutaEscala de tiempo geolgicoOrigen de la TierraMineralesRocas Rocas gneas Rocas metamrficas Rocas sedimentariasFacies sedimentarias Clasificacin de las rocas sedimentariasAmbientes sedimentariosEsfuerzo y deformacinInterior de la TierraExterior de la TierraTectnica de placas Mrgenes de placasCuencas sedimentariasOrigen del petrleoSistema petrolero Roca madre Roca reservorio Roca sello Carga geosttica TrampaCuencas productivas de ArgentinaBibliografaGlosario tcnico

Captulo 02La prospeccin petrolera

Mtodos de prospeccin Mtodos de prospeccin para hallar nuevas acumulaciones Geologa de superficie Geologa de subsuelo Gravimetra Magnetometra Magnetoteluria Ssmica Geoqumica de superficieMtodos de evaluacin para cuantificar el volumen de las acumulaciones

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IAPG | Instituto Argentino del Petrleo y del Gas

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El pozo exploratorio El desarrollo Glosario tcnico

Captulo 03La perforacin

Introduccin Qu es un pozo petrolero? Cmo se perfora un pozo petrolero? A qu profundidad se deben perforar los pozos para obtener el hidrocarburo? Cunto se tarda en perforar un pozo?Breve historia de la perforacinEquipos de perforacin Equipos para perforacin terrestre (onshore) Equipos para perforacin costa afuera (offshore) Los equipos de accionamiento mecnico Los equipos de accionamiento elctrico Los equipos elctrico-hidrulicosEl equipo humano Sistema de elevacin La torre o mstil y la subestructura El cuadro de maniobras La corona-aparejo Sistema de circulacin Sistema de rotacin Motores de fondo Sistema de seguridad Equipamientos auxiliares Instalaciones adicionales o equipamientos auxiliaresColumna perforadoraTrpanos Trpanos de conos Trpanos de arrastre o compactos Cul es el mejor trpano para perforar un pozo? Cunto tiempo puede perforar un trpano hasta desgastarse?Locaciones Dimensiones y suelos Pasos a seguir Preservacin del ambienteFluidos de perforacin Composicin de los lodos (lquidos) Propiedades del lodo Tipos de lodos Lodos de base hidrocarburos Sistema de limpieza del lodo Puede el lodo contribuir a perforar ms rpido?


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Entubacin Cabeza de pozoCementacin Accesorios para la cementacin Perfiles relacionados con la cementacinProgramacin del pozo Cuencas en la ArgentinaEquipo de trabajoOffshore Cmo se hace para perforar offshore? Sistemas para aguas profundas El proceso de perforacin Cuestiones particulares para el diseo de pozos offshore Tareas de apoyo de la perforacin offshore Determinacin del equipo a utilizar Base de operaciones Buques de apoyo Transporte de las plataformas al rea de operaciones Ubicacin del equipo en las locaciones Buceo Lo que viene: equipo submarino para exploracin en ambientes rigurososTerminacin de pozos para explotacin de hidrocarburos Equipos para la terminacin de los pozos Seleccin del equipo Terminaciones sin equipo o Rig Less Tipos de terminaciones El tubing Los packers Punzamiento Punzamiento con cargas portadas por el tubing Punzamiento bajo balance Equipamiento de control de superficie Fluidos para terminacin y reparacin de pozos Algunos tipos de fluidos de terminacin y reparacin De base agua con slidos orgnicos solubles en petrleo Sistemas biodegradables y solubles en cido Fluidos con slidos solubles en agua Emulsin de hidrocarburos en agua para punzamiento Fluidos de base hidrocarburo Fluidos para packers Operaciones correctivas Cementaciones auxiliares Tcnicas operativas para cementaciones auxiliaresGlosario tcnico

Captulo 04Puesta en produccin de un yacimiento de petrleo y gas: del subsuelo a la superficie

El reservorio Saturacin y distribucin de los fluidos en el reservorio Los fluidos de reservorio

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Gas seco Gas hmedo Gas y condensado (gas con condensacin retrgrada) Petrleos negros Petrleos voltilesProcesos de recuperacin de hidrocarburos Recuperacin primaria Reservorios de petrleo Reservorios de gas Recuperacin secundaria Eficiencia de recuperacin y movilidad de fluidos Ubicacin de pozos Calidad del agua y de las instalaciones Recuperacin secundaria con gas Recuperacin asistida/EOR Procesos trmicos Procesos con gases Procesos con productos qumicos Otros procesos de recuperacinExplotacin del petrleo y el gas Surgencia natural y mtodos artificiales de extraccin Consideraciones para seleccionar un sistema de levantamiento artificial Mediciones necesarias para el control del reservorio y optimizacin de la produccinInstalaciones para la produccinSistemas de produccin para operaciones costa afuera (offshore) Risers de produccin Instalaciones submarinas Otros aspectos importantes de las instalaciones submarinasRgimen de explotacin ptimo de un yacimiento Algunas consideraciones sobre el movimiento y recuperacin de los fluidos Reservorios de gas seco Reservorios de gas hmedo Reservorios de gas con condensacin retrgrada Reservorios de petrleo subsaturado sin empuje hidrulico Reservorios de petrleo saturado sin empuje hidrulico Reservorios de petrleo con empuje hidrulico o en recuperacin secundaria por inyeccin de agua Reservorios de petrleo voltil saturado Algunas consideraciones sobre las herramientas a utilizar en los clculosYacimientos no convencionales Gas de areniscas compactas (tight gas sands) Petrleo en rocas de baja permeabilidad (low perm oil) Shale gas y shale oil De qu se trata? Estudios necesarios para entender los reservorios shale El shale en los Estados Unidos El shale en la Argentina Petrleo pesado (heavy oil) Gas metano de mantos de carbn (coalbed methane)Inversiones para el desarrollo y la explotacin. Riesgos asociados Descubrimiento, delimitacin y desarrollo de un yacimiento. Pozos de exploracin,

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avanzada y explotacin (desarrollo) Planificacin de proyectos de desarrollo de recuperacin secundaria asistida Planificacin de proyectos de desarrollo de yacimientos no convencionales. Shale oil/gasPrincipales tareas de la ingeniera de reservorios 1. Determinacin del hidrocarburo original in situ 2. Clculo de las reservas 3. Confeccin de los pronsticos de produccin 4. Seguimiento y control operativo del reservorio, durante toda su vidaConsideraciones econmicas sobre la exploracin y explotacin de los hidrocarburos Valor esperado del proyecto Consistencia entre el costo de participacin y la situacin patrimonial de la empresa Metodologas utilizadas para el clculoGlosario tcnico

Captulo 05Seguridad, salud, ambiente y comunidad en la produccin de hidrocarburos

Resea de la evolucin de la salud y seguridad ocupacional a travs de los aos Aspectos de la salud y seguridad en el mundo Relacin entre la Revolucin industrial, la salud ocupacional y seguridad, y el petrleo Antecedentes de la higiene industrial y seguridad en el mundo La legislacin sobre salud ocupacional y seguridad en la ArgentinaPrincipales herramientas de prevencin utilizadas Planes de seguridad ATS, PRP, AST y otras herramientas Brigding documents, tendiendo puentes Los riesgos viales Costa afuera (offshore) Capacitacin y entrenamiento Sistemas de observaciones preventivas Auditoras e inspecciones Control operativo Visibilidad gerencial y cultura de seguridad, una necesidad?Hidrocarburos: salud de los trabajadores durante la exploracin y la explotacin Tipos de riesgos en el petrleoPetrleo y medio ambiente Los mecanismos de proteccin El estudio de impacto ambiental y las auditoras Los riesgos operativos La prospeccin del subsuelo Perforacin: la locacin y el acceso El equipo de perforacin Los sistemas de produccin El abandono de instalaciones Los mecanismos de remediacin Revegetacin Recuperacin de suelos empetrolados Mtodos biolgicos a) Landfarming b) Biopilas Mtodos fsicos

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a) Adsorcin por mezclado b) Incineracin Tratamiento de fondos de tanques y petrleo pesado Alternativas de tratamiento Disposicin final-relleno de seguridad Las empresas de E&P y su relacin con la sociedad Glosario tcnico

Captulo 06Aspectos legales de la exploracin y produccin de hidrocarburos en la Repblica Argentina

Antecedentes internacionales en materia de regulacin de la propiedad originaria de los hidrocarburos Breve descripcin de los principales sistemas dominiales existentes en el contexto internacional a) El derecho de dominio por accesin b) El sistema del dominio estatal originario, soberano o real c) Una breve referencia a los denominados sistemas mixtosIntroduccin al caso argentinoAcciones institucionales y principios legales que estructuraron el desarrollo inicial de la industria de los hidrocarburos en la Repblica Argentina. Resumen de las principales disposiciones La incorporacin de los hidrocarburos al Cdigo de Minera de la Nacin Descubrimiento petrolero en Comodoro Rivadavia y los sucesivos decretos de reserva que lo procedieron Creacin y desarrollo de la futura YPF Intervencin de los organismos nacionales administrativos y legislativos para regular integralmente la industria de los hidrocarburos La Ley N 12.161 La Constitucin nacional del ao 1949 Los contratos petroleros La nulidad de los contratos petrolerosEl marco legal vigente en la actualidad La Ley N 17.319 (octubre de 1967) Principales disposiciones de la Ley N 17.319 La propiedad de los hidrocarburos producidos La libre disponibilidad de los hidrocarburos El caso de la produccin de gas natural Algunas actividades destacadas que la ley regula Permisos de exploracin Concesiones de explotacin Resumen: Ley N 17.319, su contenido actual y su aplicacin real La situacin del marco jurdico luego de la vigencia de la Ley de Emergencia N 25.561 y la normativa posterior. Desde la crisis poltica y econmica de fines de 1990 hasta el presenteNormas recientes dictadas por el Gobierno nacional con relacion a la industria de los hidrocarburos en la Repblica Argentina 1) Reforma constitucional de 1994 2) Sancin de la Ley N 26.197 (enero de 2007) 3) Ley N 26.741 (3 de mayo de 2012) 4) Decreto N 1277 (25 de julio de 2012) del Poder Ejecutivo Nacional La cuestion de la libre disponibilidad de los hidrocarburos producidosGlosario tcnico

Resea de los autores y colaboradores

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En este libro se exponen de manera conceptual los aspectos tcnicos y econmi-cos vinculados a la exploracin y produccin de hidrocarburos, actividad que usualmente se la conoce como E&P. El propsito es presentar en forma simple los

parmetros esenciales que definen la actividad y orientar conceptualmente al lector,

no especialista en el tema, sobre los mecanismos de decisin que una empresa de

E&P utiliza al momento de perforar un pozo, llevar adelante un proyecto de desarro-

llo de un yacimiento, invertir en exploracin, etctera.

A diferencia de una industria manufacturera, cuyo principal activo es la fbrica,

que no se consume mientras la empresa produce sus bienes, el principal valor de

una empresa de E&P son sus reservas de petrleo y gas que ir consumiendo a medi-

da que desarrolla su produccin. Por ello, el principal objetivo de toda empresa de

E&P ser reponer las reservas que ao tras ao produzca, de modo que estas no se

agoten y la empresa no se achique. Por el contrario, si es posible, aumentar las reser-

vas para poder crecer.

As, la exploracin y produccin de hidrocarburos (petrleo o gas) son activida-

des que irn intrnsecamente unidas. Por un lado, la empresa procurar maximizar

el volumen de su produccin, tanto como sea compatible con el cumplimiento de

las reglas del buen arte para asegurar la mayor recuperacin final de hidrocarburos,

preservando los reservorios de eventuales daos y cumpliendo con las normas y dis-

posiciones regulatorias, ambientales y de seguridad.

A travs de la produccin obtiene el flujo de caja que la empresa necesita para

mantener su actividad. Las reservas, en tanto, constituyen el soporte de su produc-

cin y la base con la que se medir su potencial para crecer, el valor de su accin, su

capacidad para acceder al mercado de capitales, lo que le permitir llevar adelante

sus proyectos, aumentar su patrimonio, asegurar su subsistencia y expansin futura.

Como se detalla en el Captulo 4, se consideran reservas comprobadas a aquellas

cantidades de hidrocarburos que se estima pueden ser recuperadas en forma econmi-

ca, de acumulaciones conocidas, con razonable certeza (no menor del 90%), en forma

y con las tcnicas hoy existentes. Diversos organismos internacionales han definido con

precisin la informacin que debe ser usada para evaluar las reservas comprobadas;

entre ellos, la Securities and Exchange Commission (SEC), obligatorio para las empresas

que coticen en mercados de los Estados Unidos. Tambin la Society of Petroleum

Engineers (SPE), la American Association of Petroleum Geologist (AAPG) y el World Petroleum

Congress (WPC) han establecido parmetros precisos al respecto.

Como dijimos, las empresas necesitan reponer las reservas que produzcan, y para

ello cuentan con diversos mecanismos:

Introduccin

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1) Incorporacin de reservas para exploracin.

2) Incorporacin de reservas probables y posibles en yacimientos en produccin

por mayor conocimiento o mejora tecnolgica.

3) Incorporacin de reservas por aplicacin de tcnicas de recuperacin secundaria

y asistida.

4) Adquisicin de reservas de terceros.

1) Incorporacin de reservas para exploracinDe los mecanismos citados, este es el que conlleva mayor riesgo para la empresa de

E&P, ya que implica asumir elevadas inversiones en exploracin, con el riesgo de no

lograr ningn descubrimiento comercial, lo que la llevar a enviar esas inversiones a

prdida en el ejercicio en que fueron realizadas. De ms est indicar que, por su natu-

raleza de alto riesgo, estas inversiones no son financiables con recursos externos a la

empresa, por lo cual esta deber afrontarlas con recursos propios.

Este riesgo ser mayor si se trata de reas de frontera, an no exploradas o reas

en las que se efectuaron ya algunas actividades, pero sin xito exploratorio. Ejemplo

de estas reas de frontera, en nuestro pas, seran la Cuenca Chaco-Paranaense o las

cuencas de la plataforma martima de Malvinas Este, San Julin, Rawson, Pennsula

de Valds, Colorado, Claromec, Salado, Punta del Este, en las cuales se han llevado

a cabo campaas ssmicas y perforacin de pozos sin resultados positivos y sin haber-

se podido demostrar hasta el presente la existencia de un sistema petrolero.

Por eso, el tamao de cada empresa determinar en qu aventuras exploratorias

se podr embarcar sin poner en riesgo sus recursos econmico-financieros y, por

ende, a la empresa misma.

Para aumentar las chances de xito y no exigirse financieramente ms all de sus lmi-

tes, las empresas de E&P generalmente llevan a cabo este tipo de emprendimientos me-

diante asociaciones con otras empresas, asociaciones que se conocen como joint ventures.

Esto les permite a las empresas, dentro de sus lmites financieros, participar en un

mayor nmero de proyectos, aumentando sus posibilidades de obtener algn descubri-

miento comercial. A esto se lo llama el portafolio exploratorio de cada empresa.

Este portafolio de proyectos exploratorios aumenta la chance estadstica de descubrir

alguna acumulacin de hidrocarburos que pueda ser explotada comercialmente.

Aparte de los aspectos financieros, qu aspectos tendr en cuenta una empresa

de E&P para encarar un proyecto de exploracin?

En primer lugar, mirar la geologa del rea y su ubicacin, evaluar los riesgos que

a priori presenta la cuenca y los premios (descubrimientos) que se podran obtener de

ella y luego, definir si esto enriquece su portafolio de proyectos exploratorios o no.

De considerar el rea de inters, proceder a adquirir toda la informacin que estuvie-

ra disponible sobre ella. De ese modo, podr prepararse para concursar y, eventualmen-

te, obtener los derechos para realizar las tareas exploratorias en el bloque en cuestin.


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Una vez que haya obtenido el permiso exploratorio, completar la informacin

existente con los estudios de relevamiento superficial, gravimtricos, magnetomtri-

cos, geoqumicos, entre otros.

Si considera que el rea tiene mrito, encarar un estudio ssmico que le permiti-

r contar con una mejor evaluacin del subsuelo.

En cada paso, ir decidiendo si el proyecto contina siendo de inters o, por el con-

trario, si decide abandonarlo y absorber como prdida lo invertido hasta ese momento.

De considerar propicios los resultados logrados, la empresa deber tomar la

decisin ms importante en esta aventura exploratoria, que es la de perforar o no

un pozo.

Para ello tiene que haber delineado algn prospecto con posibilidades de haber

acumulado hidrocarburos (fenmenos de migracin, porosidad, permeabilidad y

sello, ver captulos 1, 2 y 4). Asimismo, deber realizar un clculo del valor esperado

del proyecto. Si los datos ameritasen asumir el riesgo, el directorio de la empresa

deber aprobar la perforacin del pozo.

Si el pozo resultase descubridor de petrleo o gas, probablemente se perforen

otros pozos, llamados de avanzada, para cuantificar la magnitud y extensin del even-

tual descubrimiento y planificar su desarrollo inicial.

Como se ver ms adelante en este libro, todo este proceso de estudio, realizacin de

trabajos, toma de decisiones y perforacin, lleva largos plazos de ejecucin. Por ello, en

general los permisos de exploracin se otorgan divididos en varios perodos, siendo el

primer perodo con tiempos que normalmente van de los cuatro a cinco aos. Al segundo

perodo se accede comprometiendo nuevos trabajos de exploracin y, su duracin, en ge-

neral, es de un ao menos que el anterior, debiendo el permisionario devolver algn por-

centaje prestablecido del rea total. Lo mismo ocurre para el tercer perodo, si lo hubiera.

Otro aspecto para tener en cuenta es la ubicacin del rea. Este es un dato fun-

damental, ya que no es lo mismo encarar una explotacin en reas con facilidades

logsticas cercanas ya existentes (transporte, almacenaje, comunicaciones, puertos,

etc.), que en reas remotas, alejadas de estas infraestructuras o en ambientes com-

plejos, como ser costa afuera, selvas o zonas de montaa.

En estos casos habr que prever la construccin de estas costosas estructuras pro-

ductivas y logsticas, lo que podra ocasionar que descubrimientos rentables en otras

condiciones se tornen antieconmicos en tales circunstancias.

2) Incorporacin de reservas probables y posibles en yacimientos en produccin por mayor conocimiento o mejora tecnolgicaCuando se comienza el desarrollo de un descubrimiento, poco se conoce de sus

caractersticas o de su extensin. A medida que avanza la perforacin y la explotacin,

se va obteniendo un mayor conocimiento y control sobre l. Seguramente se cubrir el

rea del yacimiento con ssmica 3D que, sumada a la informacin de los pozos, permi-

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tir detectar nuevas zonas que no son drenadas por los pozos existentes. Ello permitir

evaluar posibilidades de mejoras, tales como perforar nuevos pozos para reducir el espa-

ciamiento entre ellos y as aumentar el drenaje del reservorio, aplicar mejores tcnicas

de perforacin y de terminacin para controlar mejor el dao a la formacin, mejorar

los tratamientos (cidos, fracturas, etc.), mejorar los sistemas de extraccin, etctera.

Asimismo, a medida que la tecnologa avanza, permitir explotar zonas del reser-

vorio de baja permeabilidad o con otros condicionamientos que hacan inviable su

explotacin en el pasado.

Todo esto permite al productor ir incorporando reservas a sus proyectos a medi-

da que la explotacin avanza.

3) Incorporacin de reservas por aplicacin de tcnicas de recuperacin secundaria y asistida La llamada recuperacin secundaria es un barrido del reservorio con agua no po-

table, generalmente de reciclo del propio reservorio, que se inyecta mediante pozos

perforados o convertidos en inyectores para tal efecto.

La recuperacin secundaria fue el mecanismo que ms contribuy al aumento y

mantenimiento de la produccin en la Argentina y tambin en el mundo. En nues-

tro pas, aporta actualmente ms del 40% de la produccin total de petrleo, y la

magnitud del esfuerzo puesto en ella se pone de manifiesto en el volumen de agua

inyectada (24 m3 de agua por cada m3 de petrleo producido por este mtodo).

Usualmente, la produccin primaria de petrleo solo permite recuperar 20 o

25% del total del petrleo original existente en el yacimiento; el 80 o 75% restante

permanecer en el subsuelo. La inyeccin de agua puede llevar la recuperacin final

a valores entre un 30 o 35%.

Otro mtodo conocido como EOR por sus siglas en ingls (Enhanced Oil Recovery)

se basa en el agregado de productos qumicos (polmeros y surfactantes) al agua de

inyeccin en los yacimientos explotados con recuperacin secundaria, para mejorar el

barrido de los hidrocarburos; tambin se emplean mtodos basados en la inyeccin de

CO2, vapor o solventes diversos para disminuir la viscosidad de los crudos y facilitar su

desplazamiento desde el reservorio.

Estas operaciones son particularmente interesantes ya que trabajan sobre recursos

conocidos; de esa forma acotan el riesgo geolgico y permiten recuperar interesantes

volmenes adicionales. La contrapartida es que estos mtodos no resultan aplicables

en todos los yacimientos, y los costos operativos asociados a este tipo de operaciones

son elevados, lo que puede atentar contra la economicidad del proyecto.

Para medir la potencialidad de estos mtodos basta decir que por cada 1%

(como valor promedio) de mejora en la recuperacin final del petrleo in situ, apli-

cado a los principales yacimientos argentinos, representara un aumento de reservas

equivalente al consumo interno de uno o dos aos.


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4) Adquisicin de reservas de tercerosEs esta una prctica comn y extendida en la industria petrolera en el mundo.

Por diferentes razones, por ejemplo, necesidad de financiar inversiones de desarrollo

en otros yacimientos de su portafolio, o porque el nivel de produccin de un yacimiento

es considerado marginal, las empresas venden la totalidad o partes de sus yacimientos.

Una empresa que desee invertir en reservas con bajo riesgo o que pretenda ge-

nerar un flujo de fondos en determinada regin para, a partir de ello, encarar otros

proyectos en la zona, seguramente estar dispuesta a adquirir a otra esas reservas.

En general, esta decisin se toma basada en consideraciones estratgicas, si es que

la compaa decide ingresar a una regin y an no posee activos en ella, o porque

la compaa tiene otros activos en la zona y considera que posee mayor tecnologa y

conocimiento que la empresa que vende y puede agregarle mayor potencial al activo,

o porque al ser de menor tamao que la vendedora, considera que puede hacer una

explotacin ms econmica que su predecesor y esto le generara un potencial ma-

yor, etctera.

Al final del Captulo 4 se ha incluido una consideracin sobre estrategias y riesgos en

los proyectos exploratorios. Estos se pueden asimilar a un juego de azar.

Por ejemplo, cada vez que un jugador arroja un dado, apostando a una de sus ca-

ras, cuenta con una probabilidad de xito frente a cinco posibles fracasos. Entonces,

podemos decir que su probabilidad de ganar es de un sexto (1/6) o cerca del 17%, en

tanto que su probabilidad de perder o riesgo, es de cinco sextos (5/6) o 83% aproxi-

madamente. Cmo limitar semejante riesgo y evitar la casi segura prdida de dinero?

La respuesta es no gastar todo el presupuesto disponible en un solo tiro de da-

dos, sino distribuirlo en un nmero elevado de estos.

Efectivamente, si el jugador no apost todo su dinero en el primer tiro e intenta

una segunda oportunidad, la probabilidad matemtica combinada de perder en los

dos tiros se reduce al 69% (5/6). Si es un hbil jugador y distribuye su presupuesto

en un nmero mayor de tiros, sus chances seguirn mejorando en cada partida; por

ejemplo, para 10 tiros, la probabilidad combinada de perder todas se reduce al 16%

(5/6)10. Y si fueran 50 partidas, tal probabilidad caer al 0,01%.

Lo mismo le ocurre a una empresa exploradora. Esta calcula la proporcin de

xitos y fracasos que se pueden dar si perforase un determinado pozo exploratorio y

en funcin de ello, quizs busque protegerse seleccionando tambin otros proyectos

exploratorios acordes con su capacidad de inversin (cuanto mayor es la cantidad

de proyectos, mayores las chances de xito).

Si las inversiones requeridas superaran su presupuesto, o si quisiera aumentar el

nmero de oportunidades, le convendra encarar estrategias de asociacin con otras

empresas que pudieran estar interesadas en esos proyectos.

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Naturalmente, todo esto depender del premio que se obtenga con el proyecto

que resulte exitoso (volumen de hidrocarburos encontrados o en el caso del dado,

cunto se paga por cada acierto). Muchas veces un descubrimiento alcanza para

amortizar lo que se lleva invertido en exploracin (o apostado a un nmero), pero,

otras tantas veces, ese premio no es lo suficientemente grande como para pagar lo

invertido hasta ese momento o hubo que invertir en demasa para llegar a tener un

descubrimiento.

Cmo llevar adelante estos proyectos, cules son los factores tcnicos relevantes,

los riegos econmicos y los aspectos para tener en cuenta en las diversas actividades

de una empresa de E&P, sern tratados en los diversos captulos de este libro.

El Captulo 1 aborda los temas geolgicos, sus tiempos, la Tierra y su naturaleza,

el origen del petrleo, los sistemas petroleros, las cuencas sedimentarias argentinas.

El Captulo 2 cubre los aspectos vinculados con la prospeccin petrolera, sus m-

todos, equipos, nuevos desarrollos tecnolgicos en la materia.

El Captulo 3 expone en detalle las actividades de perforacin, terminacin, re-

paracin y servicio de pozo, tanto para las reas terrestres (onshore), como martimas

(offshore).

El Captulo 4 trata los aspectos vinculados a la produccin propiamente dicha,

incluyendo la caracterizacin de los reservorios y fluidos, los distintos procesos de

recuperacin de hidrocarburos, las definiciones y clculos de reservas, las responsa-

bilidades del ingeniero de reservorio.

El Captulo 5 abarca la problemtica sobre la gestin de la seguridad, la salud, la

proteccin ambiental y la relacin con la comunidad en las actividades de la explo-

racin y la produccin de hidrocarburos.

El Captulos 6 concluye el contenido el libro con un anlisis de los aspectos lega-

les vinculados a la exploracin y produccin de hidrocarburos, incluyendo los ante-

cedentes histricos que fueron conformando esta actividad.

Se han incorporado tambin en los distintos captulos las consideraciones relati-

vas a los llamados reservorios no convencionales, que estn siendo estudiados con

particular inters en la Argentina y han abierto favorables expectativas acerca de su

futuro.

Ernesto A. Lpez Anadn

Presidente del IAPG


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Editor Vctor Casalotti

Correccin tcnica Enrique Kreibohm

Diseo y Produccin Cruz Arcieri & Asociados

Impresin Talleres Trama

La fotografa de la portada es un aparato individual de bombeo, del rea

Cerro Dragn (Chubut y Santa Cruz). Gentileza de Banco de imgenes de Pan

American Energy 2012.

Agradecemos a las empresas socias que facilitaron las imgenes que ilustran

este libro.

Instituto Argentino del Petrleo y del Gas

Queda hecho el depsito que previene la ley 11.723

Reservados todos los derechos.

Aspectos tcnicos, estratgicos y econmicos de la exploracin y

produccin de hidrocarburos /

Luis Stinco ... [et.al.]. - 1a ed. - Buenos Aires : Instituto Argentino

del Petrleo y del Gas, 2013.

260 p. : il. ; 20x28 cm.

ISBN 978-987-9139-63-9

1. Hidrocarburos. I. Stinco, Luis

CDD 661.81

Fecha de catalogacin: 13/03/2013

Esta edicin de 3.000 ejemplares, se termin de imprimir en Talleres Trama, en

abril, 2013.

Impreso en la Argentina.

5 |

Agradecimientos |


Este libro ha sido posible gracias al apoyo de las siguientes empresas:

Bolland & Ca. S.A.

Camuzzi Gas Pampeana S.A.

Chevron Argentina S.R.L.

Compaa General de Combustibles S.A.

Constructora Norberto Odebrecht S.A.

Distribuidora de Gas Centro - Cuyo S.A. (Ecogas)

Gas Natural BAN S.A.

Gas Nor S.A.

Genneia

Litoral Gas S.A.

Metrogas S.A.

Occidental Argentina Exploration & Production Inc.

Pan American Energy LLC.

Petrobras Argentina S.A.

Pluspetrol S.A.

Rafael G. Albanesi S.A.

Tecna

Tecpetrol S.A.

Tenaris (Siderca S.A.)

Total Austral S.A.

Transportadora de Gas del Norte S.A.

Transportadora de Gas del Sur S.A.

Wintershall Energa S.A.

YPF S.A.

Agradecimientos


| 6

A pesar de los esfuerzos puestos en la bsqueda de recursos sustitutos y en el desa-rrollo de otros recursos energticos, la humanidad continuar dependiendo de los hidrocarburos para satisfacer sus necesidades energticas por muchos aos ms.

El World Energy Outlook (2012) de la Agencia Internacional de la Energa

(IEA, por sus siglas en ingls) prev que la demanda mundial de petrleo crece-

r de 87,4 mb/d (millones de barriles por da) en 2011, a 99,7 mb/d en el ao

2035; es decir, de 5.072 a 5.785 millones de m3 por ao. Esta previsin corres-

ponde al escenario que la IEA define como New Policies Scenario, basado en la

efectiva adopcin de un conjunto de polticas gubernamentales para promover

el uso eficiente de la energa y supone precios ms elevados para los hidrocarbu-

ros. En caso de continuarse con las actuales polticas y no lograrse estos propsi-

tos, la demanda de petrleo en el 2035 trepara a 108,5 mb/d.

Respecto al gas natural, la Agencia estima que su consumo aumentar de

2800 Mtep (millones de toneladas equivalentes de petrleo) a 4106 Mtep entre

los mismos aos. Esto representa un incremento del 47% en el perodo, que

supera ampliamente el crecimiento del 32% estimado para el conjunto de los

distintos suministros energticos (carbn, petrleo, gas, nuclear, hidroelectri-

cidad, bioenerga y otros). De este modo, la participacin del gas natural en el

conjunto de los suministros subir del 22% actual al 24% en el ao 2035.

El mismo trabajo estima que el total de las inversiones mundiales en el

upstream para petrleo y gas, alcanzar 619 mil millones de dlares solamente en

el ao 2012, cinco veces el nivel del ao 2000; y se mantendr aproximadamen-

te en ese nivel durante todo el perodo mencionado.

En lo que respecta a la Argentina, hubo en los ltimos cuarenta aos una

gradual sustitucin de petrleo por gas natural. Los hidrocarburos en conjunto

aportaron ms del 85% de la matriz energtica del pas durante esos aos. En

el futuro, si bien es previsible un aumento en la participacin de otras fuentes

energticas, la demanda de petrleo y gas seguir creciendo, acompaando el

incremento general del consumo, y la matriz energtica continuar basada, fun-

damentalmente, en los hidrocarburos.

Esta realidad representa un gran desafo para la actividad de exploracin y

produccin (E&P) del pas. Los actuales yacimientos de hidrocarburos en pro-

duccin se encuentran en un avanzado estado de madurez. Se trata de yacimien-

tos con varias dcadas de explotacin, que ya han alcanzado su pico de produc-

cin y ahora estn declinando la productividad promedio por pozo, que pas

de 9,6 m3/d en 1998 a 4,0 m3/d en la actualidad, en el caso del petrleo; y de

143 mil m3/da a 61 mil m3/d en los pozos de gas, en el mismo perodo. Ello

implica que se necesita ms del doble de pozos en produccin efectiva para man-

tener los niveles de produccin.

Prlogo

7 |

Prlogo |


Sin duda, el petrleo fcil ser cada vez ms escaso. Los hidrocarburos por

extraer en el futuro provendrn de estos yacimientos cada vez ms maduros, o

de los llamados reservorios no convencionales, conformados por rocas de baja per-

meabilidad/arenas compactas. La tecnologa de produccin de estos reservorios

es compleja, y los costos de produccin, significativamente ms elevados.

Sin embargo, todo ello importa una oportunidad para la industria de E&P

en la Argentina, que parece estar ante una nueva etapa de su desarrollo, y cuya

historia recin comienza a escribirse.

Por un lado, el reciente desarrollo y la aplicacin de nuevas tecnologas para

mejorar el factor de recuperacin de los hidrocarburos in situ permiten vislum-

brar una importante incorporacin de reservas y de produccin por este medio,

en yacimientos convencionales.

Por otra parte, aun cuando falta la evaluacin cuantitativa definitiva, el pas

se encuentra bien posicionado respecto a la posibilidad de explotar los recursos

hidrocarburferos provenientes de los antes citados reservorios no convenciona-

les. En los ltimos aos se han mejorado las tecnologas y se han incorporado

experiencias, que abren favorables expectativas al respecto.

Como vemos, el futuro es desafiante, pero prometedor. El aprovechamiento

de estas oportunidades puede significar un verdadero salto para esta industria.

Estas circunstancias han motivado al Instituto Argentino del Petrleo y del

Gas para encargar la edicin de este nuevo libro. El propsito es describir para

el lector no especializado en el tema, los aspectos tcnicos, estratgicos y econ-

micos de la actividad de exploracin y produccin de hidrocarburos, como asi-

mismo, las consideraciones estratgicas de una empresa de E&P al momento de

tomar una decisin, como desarrollar reservas, licitar por una nueva rea, eva-

luar inversiones, planificar nuevos desarrollos, etc. Continuamos de este modo

con la tarea que iniciamos con la edicin del primer libro de esta serie, sobre la

refinacin del petrleo, en el ao 2011.

Se ha tratado de mantener un lenguaje simple, de fcil entendimiento, ya

que el libro est destinado a todas aquellas personas que deseen comprender la

problemtica y la lgica asociadas a las decisiones y sus consecuencias en la acti-

vidad de E&P. Especficamente est dirigido a profesionales de otras disciplinas

que deseen interiorizarse de forma general en estos aspectos, a estudiantes y al

pblico interesado en esta materia.

Es mi deseo que su lectura resulte amena e ilustrativa para tal fin.

Cierro este prlogo con un reconocimiento especial a los autores que aporta-

ron su conocimiento en cada tema y con ello hicieron posible la publicacin de

este libro. A todos ellos, muchas gracias.

Ernesto A. Lpez Anadn

Presidente del IAPG


| 260

Resea de los autores y colaboradores

Luis StincoLicenciado en Ciencias Geolgicas Universidad de Buenos Aires

(UBA). Cuenta con ms de 25 aos de experiencia en la industria

del petrleo tanto en instituciones oficiales, como en empresas de

servicio y operadoras. Actualmente es consultor independiente.

Adems, es profesor titular en el Instituto Tecnolgico de Buenos

Aires (ITBA), profesor del Instituto del Gas y del Petrleo (IGPUBA)

y director del curso Geociencias aplicadas a la exploracin y desa-

rrollo de los hidrocarburos que se dicta en la UBA. En el ao 2008

fue presidente del VII Congreso de Exploracin y Desarrollo de

Hidrocarburos, organizado por el Instituto Argentino del Petrleo

y del Gas (IAPG). Ha escrito numerosos trabajos tcnicos referidos

a la exploracin y caracterizacin de reservorios y es autor del libro

Introduccin a la caracterizacin de reservorios de hidrocarburos. Empleo de

tcnicas de subsuelo en la evaluacin de formaciones.

Mario Schiuma

Licenciado en Geologa, Universidad Nacional de La Plata (UNLP).

Posee 35 aos de experiencia en la industria, en YPF y como ge-

logo consultor en diversas empresas. Es Especialista en Minera

del petrleo y gas (UBA), con slida experiencia en yacimientos

naturalmente fracturados. En el ao 1994 obtuvo el ttulo de Doctor

en Geologa en la UNLP por su tesis Intrusivos del Valle del Ro

Grande, Provincia de Mendoza, su importancia como reservorios de

hidrocarburos. Present numerosos trabajos en congresos naciona-

les e internacionales. Adems, fue el editor del libro Rocas reservorio

de las cuencas productivas de la Argentina. Fue presidente de la Comi-

sin de Exploracin del IAPG y presidente del VIII Congreso de

Exploracin y Desarrollo de Hidrocarburos.

Luis Mara Cabanillas

Ingeniero gegrafo, Universidad Nacional de Rosario (UNR) e

Ingeniero en Petrleo, especialidad Geofsica, Instituto del Petr-

leo, UBA. Entre enero de 1972 y diciembre de 2011 ocup diversos

cargos en YPF, Repsol-YPF. Asimismo, es geofsico Especialista en

Mtodos no ssmicos. Ex profesor adjunto de las materias Geomag-

netismo y Prospeccin gravimtrica y magnetomtrica del Instituto

de Geodesia (UBA).

Daniel Casalis

Ingeniero electromecnico (UTN). Posee un posgrado especiali-

zado en explotacin de yacimientos, Instituto del Petrleo, UBA.

Tiene 30 aos de experiencia en la industria en el rea de Perfora-

cin e Ingeniera de Pozos en la Argentina, Brasil, Ecuador y Per.

Public y present numerosos trabajos tcnicos en seminarios y

congresos sobre temas de perforacin. En la actualidad, es el presi-

dente de la Comisin de Perforacin del IAPG.

Luis Rabanaque Daz

Ingeniero mecnico, UNLP e Ingeniero en Petrleo, UBA. Es

miembro de la Comisin de Perforacin del IAPG. Se desempea

en la actividad petrolera desde el ao 1960, en la Argentina y en

proyectos del exterior; en operaciones onshore y offshore. Adems, es

profesor titular de la ctedra Perforacin y jefe del Departamento

de Explotacin en la Universidad Nacional de Cuyo; profesor ti-

tular de las ctedras Perforacin petrolera 1 y 2, ITBA y consultor

privado.

Gabino Velasco

Ingeniero mecnico, Universidad Nacional de Baha Blanca e In-

geniero en petrleo, UBA. Con ms de 50 aos de experiencia en

perforacin y cementacin de pozos, aislacin del casing, a presin

(squeeze) y en etapas (stage cementing), en YPF y otras empresas. Estuvo

a cargo de las operaciones especiales de perforacin, se desempe

en ingeniera de perforacin, programacin de pozos y desarrollo

de nuevas tecnologas (perforacin con lodo de emulsin inversa y

obtencin de ncleos de formacin con sacatestigos de cortadores

diamantados). En la actualidad, es representante en la Argentina de

Howard Supply Company de Fort Worth, Texas, EE. UU.

Fabin Benedetto

Ingeniero en reservorios, UBA. Se desempea en Siderca desde

1990: trabaj en el Laboratorio de Ensayos a Plena Escala del

Centro de Investigaciones Industriales y, desde 1997, trabaja en

el Departamento de Asistencia tcnica a clientes. Ha participado

en la evaluacin y desarrollo de numerosos productos tubulares.

Actualmente tiene a cargo el departamento Technical Sales de

Tenaris para el Cono Sur. Autor y coautor de diferentes trabajos

publicados en congresos nacionales e internacionales sobre diseo

de tuberas, seleccin de conexiones para uso petrolero, seleccin

de recubrimientos y de materiales. Es socio activo del IAPG y de

instituciones vinculadas al sector.

Jorge Buciak

Ingeniero especializado en explotacin de yacimientos de hidro-

carburos, UBA. Con ms de 25 aos de experiencia, desarrollada

en las empresas YPF, Bridas y, actualmente, en CAPSA-Capex, don-

de se desempea como gerente de Ingeniera en la sede central de

Buenos Aires.Ha realizado tareas relacionadas con laingenierade

reservorios, diseo eimplementacin de nuevos proyectos. En

losltimosaos se ha dedicado a proyectos especiales: recupera-

cinasistida, tight sands, shale gas y shale oil, entre otros. Profesor

durante ms de 20 aos en el ITBA y en la UniversidadNacionalde

la Patagonia. Ha presidido el captulo argentino de la Society of

Petroelum Engineers (SPE) Seccin Argentina por dos perodos.

261 |

Resea de los autores y colaboradores | A


Juan Rosbaco

Ingeniero qumico, UBA. Trabaja en la industria petrolera desde

1969 en reconocidas empresas: YPF, Prez Companc y Petrolera

Argentina San Jorge. Desde 1998 es consultor en temas de reservo-

rios y evaluacin de proyectos. Profesor en Evaluacin de proyectos

y reservorios, posgrado en el Instituto del Petrleo y Gas de la UBA

y de grado y posgrado en el ITBA. Autor de numerosos artculos y

de los libros: Evaluacin de Proyectos. Teora General y su Aplicacin a

la Explotacin de Hidrocarburos y Obtencin y Utilizacin de las Curvas de

Permeabilidad Relativa. En 1996 recibi el Premio Internacional de

la SPE en Economa y Evaluacin de Proyectos.

Marcelo Crotti

Licenciado en Qumica, exprofesor de la ctedra Petrofsica y

fluidos de reservorio de la carrera Ingeniera en Petrleo (ITBA)

y exdirector adjunto del Posgrado en Ingeniera de Reservorios

(ITBA). Autor de numerosas publicaciones especializadas y del

libro Movimiento de Fluidos en Reservorios de Hidrocarburos. La mayor

parte de su carrera profesional la realiz en INLAB SA, actualmen-

te como vicepresidente y director de Desarrollo y Nuevas Tecno-

logas. Particip del proyecto de reprocesamiento de combustible

nuclear en la Comisin Nacional de Energa Atmica. En 2009, por

sus contribuciones a la Ingeniera de reservorios, recibi un Regio-

nal Technical Award en Reservoir Description & Dynamics de la SPE.

Adems, es integrante de la Comisin de Produccin y presidente

de la Comisin de Innovacin Tecnolgica, ambas del IAPG.

Jos Estrada

Ingeniero en Petrleo, UBA. Se desempe en las reas de Reser-

vorios, Produccin y Management en empresas productoras de la

Argentina con operaciones en el pas y exterior. Es Certificador

de Reservas de la Secretara de Energa de Argentina, profesor y

director de tesis en los posgrados de Reservorios y Produccin de

Hidrocarburos de la UBA.

Santiago Salvia

Ingeniero en Petrleo (ITBA). Adems, posee un mster en Explo-

racin y Produccin de hidrocarburos ISE-Heriot Watt University.

Trabaj en Chevron como ingeniero de produccin en la Cuenca

Neuquina, en Petroleum Experts en Edimburgo y brind asistencia

en modelos integrados de produccin a compaas alrededor del

mundo: Malasia, Egipto, Tailandia, Reino Unido, Estados Unidos,

Brasil, Bolivia, Chile, Nigeria, Italia. Actualmente se desempea

como consultor en IFM-SOLUTIONS.

Diego Rosa

Licenciado en Ciencias Biolgicas, UBA; Especialista en Ingeniera

Ambiental, UTN y en Seguridad e Higiene, UBA. Actualmente se

desempea como gerente de Medio Ambiente, Seguridad e Higie-

ne y Relaciones con la Comunidad en Gran Tierra Energy Argenti-

na SRL. Ha trabajado como consultor en diversas industrias para el

desarrollo de polticas y sistemas de gestin ambiental, tratamiento

de efluentes industriales y en la actividad petrolera desde el ao

2001 en el asesoramiento de remediaciones de reas en temas de

gestin ambiental, seguridad e higiene. Es docente universitario y

ha sumado experiencia en auditoras de gestin pblica en materia

de recursos naturales y gestin ambiental.

Jorge Fasano

Licenciado en Geologa, UNLP. Se desempe como docente en la

Universidad Nacional de Mar del Plata e investigador del

CONICET. Durante los ltimos 21 aos ocup varias posiciones

asociadas a medio ambiente, seguridad y calidad en la industria del

petrleo y gas. Actualmente es gerente de CSMS de E&P, Comer-

cial y Contingencias de Petrobras Argentina S.A.

Luis Concina

Ingeniero en Petrleo orientacin Exploracin Geofsica con

Maestra en Gestin Ambiental. Trabaj desde 1976 hasta 2008 en

YPF, como jefe de Operaciones Geofsicas del Distrito Geofsico

Austral y del Distrito Geofsico Centro de Yacimientos Petrolferos

Fiscales; gerente de Operaciones Geofsicas de la empresa ANDI-

NA y MAXUS Bolivia; gerente de Relaciones con la Comunidad

de REPSOL YPF y, actualmente, como asesor en Seguridad y

Medioambiente de la Gerencia General de AESA. Asimismo fue

representante de Repsol YPF en el Grupo de Relaciones Comunita-

rias de ARPEL (2002/2008).

Leandro Doglio

Es Lead Auditor IRCA OHSAS 18001:2007, TUV Rheinland Buenos

Aires, acreditado por la TV Akademie Rheinland en Alemania;

Lead Auditor IRCA ISO 14001:2004, TUV Rheinland Buenos Aires,

acreditado por la TV Akademie Rheinland en Alemania. Licencia-

do en Higiene y Seguridad en el Trabajo, Universidad de la Marina

Mercante, Ciudad Autnoma de Buenos Aires. Auditor Ambiental

ISO 14001:1996, GAMMA International / Aspects International.

Acreditado por la EARA (Reino Unido). Tcnico en Saneamiento

Ambiental, Escuela Superior de Sanidad del Ministerio de Salud, La

Plata. Tcnico Superior en Seguridad e Higiene Industrial, Escuela

Nacional de Educacin Tcnica N 1 Albert Thomas, La Plata.

Gino Ronco

Tcnico Mecnico, ENET N 1 de San Martn y Tcnico Superior

en Higiene y Seguridad Industrial, IAS. Desarroll su carrera


| 262

laboral en Saipem, Compaa de Perforaciones Ro Colorado y

DLS (1963-2006),donde ocup posiciones de creciente responsa-

bilidaden Oficina Tcnica, Produccin yOperaciones de Pulling,

W.O. y Perforacin, hasta llegar a la posicin de gerente en las

diferentes bases del interior del pas. En la actualidad, es consultor

en Higiene y Seguridad Operativa de equipos de torre. Adems,

participa en las Comisiones de Perforacin y Seguridad del IAPG.

Elas Dajczgewand

Licenciado en Ciencias Qumicas, UBA. Ha desempeado su ca-

rrera profesional en YPF donde ocup distintos puestos en diversas

actividades de exploracin y produccin, hasta alcanzar el nivel

gerencial en Ingeniera de Produccin y en Salud, Seguridad y Am-

biente. Actualmente se desempea como consultor independiente,

no solo en la industria petrolera, sino tambin en la minera, ali-

menticia, hidroelctrica, siderrgica y otras.

Romina Tobares

Ingeniera Qumica, con Posgrado en Gestin Ambiental. Cuenta

con 8 aos de experiencia en diversas reas y empresas: en rea

Medio Ambiente, Industria Oil&Gas; Ing. Medio Ambiente- Petro-

bras Energa S.A.- Planta Fertilizantes. Actualmente se desempea

como Coordinadora Medio Ambiente en AESA, YPF S.A. Adems

particip en el diseo y fabricacin de equipos; ejecucin de pro-

yectos y montaje de plantas llave en mano para la industria del

petrleo y en servicios petroleros.

Jorge Salem

Mdico UBA. Especialista en Medicina del Trabajo SMTBA; Espe-

cialista en Higiene y Seguridad industrial, UBA y Especialista en

Cardiologa UBA. Es docente de la ctedra de Higiene y Seguridad

en el Trabajo de la Facultad de Ingeniera de la UBA y docente de

la ctedra de la Carrera de Especialista en Medicina del Trabajo de

la Universidad Catlica Argentina (UCA). Actualmente se desem-

pea como Lder de Salud Ocupacional de Pan American Energy.

Mariana Quaglia

Licenciada en Ciencias Qumicas, UBA; Especialista en Ciencias

Qumicas y Ambiente, UBA; en Comercializacin de Hidrocarbu-

ros, ITBA; en Higiene, Seguridad y Proteccin Ambiental, UCA y

en Contaminacin Marina, Universidad Europea Miguel de Cer-

vantes. Desde 1994 trabaja en el sector ambiental en la industria

hidrocarburfera. Actualmente se desempea como Coordinadora

de Medio Ambiente en Total Austral.

Eugenia Quiroga

Ingeniera Qumica, UTN de Crdoba, con Maestra en Ingeniera

Ambiental, UTN y en Direccin y Administracin Empresaria,

UBA. Actualmente se desempea como asesora para el diagnstico

ambiental con la colaboracin de grupos interdisciplinarios, par-

ticipa en la gestin de tecnologas adecuadas para el monitoreo,

el control, y la remediacin ambiental, el desarrollo de sistemas

de gestin ambiental, la conduccin de inspecciones de campo y

supervisin para establecer datos o niveles de contaminacin, la

realizacin de auditoras para evaluar el funcionamiento ambiental

de actividades particulares y las evaluaciones de impacto ambiental

para una amplia gama de proyectos.

Mnica Julia Gaillard

Licenciada en RRPP, Traductora Pblica y profesora universitaria

de ingls con formacin de posgrado. Actualmente trabaja en Pan

American Energy como responsable de Responsabilidad Corpo-

rativa. Se ha desempeado como profesora adjunta de la materia

Semitica y profesora asociada en Planificacin Estratgica de

Campaas de Comunicacin en la Carrera de Relaciones Pblicas

de la Universidad de Morn.

Alberto Francisco Andrade

Ingeniero mecnico; Ingeniero laboral; Especialista en Higiene y

Seguridad Laboral. Realiz cursos de posgrado en Medio Ambiente

y Sistemas de Gestin. Desde 1986 hasta 2006 fue jefe de Seguridad

y Medio Ambiente en A-Evangelista S.A. Actualmente es auditor en

la misma empresa. Adems, es socio fundador de la Comisin de

Higiene y Seguridad del COPIME y presidente de la Comisin de

Seguridad, Salud Ocupacional y Medio Ambiente del IAPG.

Eduardo Zapata

Abogado, UCA y Diplomado en Historia Poltica Argentina en la

Universidad de Ciencias Empresariales y Sociales (UCES). Actual-

mente es director de la Carrera Especializacin en Estructura jur-

dico-econmica de la regulacin energtica; director del Programa

de Actualizacin en Regulacin Energtica (modalidad semipre-

sencial) y profesor de la materia Derecho de la Energa, UBA,

Maestra Interdisciplinaria en Energa. Asimismo, es presidente de

la Comisin de Asuntos Legales del IAPG.

La coordinacin de contenidos, revisin general y edicin de este

libro estuvo a cargo de: Vctor Casalotti, Director Tcnico de Petr-

leo y Gas del IAPG.

21 |

Introduccin a la geologa | 1


Introduccin a la geologa

Aspectos tcnicos, estratgicos y econmicos de la exploracin y produccin de hidrocarburos

01

CAPTULO - 01

Luis Stinco

IAPG| Aspectos tcnicos, estratgicos y econmicos de la exploracin y produccin de hidrocarburos

| 22

El trmino geologa proviene del griego geo (tierra o la Tierra) y logos (discurso). Es la ciencia que estudia nuestro planeta y, por extensin, los materiales que lo componen, los procesos que se desarrollan interna y externamente a l, as como su evolucin a lo largo del tiempo incluyendo los organismos que han habitado el planeta. Jean Andr de Luc fue el primero que propuso la utilizacin de este trmino en 1778 (Rudwick, 2001).

Las ciencias geolgicas han evolucionado sustancialmente desde que James Hutton publicara Theory of the Earth en 1795 y Charles Lyell, Principles of Geology en 1830. La cristalografa, la mineraloga y la gemologa estudian los cristales, los minerales y las piedras preciosas respectivamente. La petrologa investiga las asociaciones de minerales, y la petrografa las describe. El estudio de las cavidades naturales es realizado por la espeleologa. La estratigrafa determina las edades relativas entre las distintas sucesiones de rocas sedimentarias (estra-tos), y la sedimentologa centra su atencin en la gnesis de estas rocas y de los ambientes sedimentarios correspondientes. La geologa ambiental se especiali-za en optimizar la utilizacin de los recursos naturales preservando el planeta. A la geologa del petrleo y del gas le concierne la exploracin y la produccin de los hidrocarburos en las diversas formas en que se presentan en la natura-leza, as como la geologa econmica se orienta a la exploracin y explotacin de los minerales. La geologa estructural estudia la deformacin de las rocas y los resultados de estas. La geologa histrica analiza la evolucin del planeta desde su gnesis, la geologa regional trata sobre las caractersticas geolgicas de determinadas reas en particular, en tanto que la geologa planetaria ex-tiende los conocimientos geolgicos hacia el universo. Las formas del paisaje terrestre son estudiadas por la geomorfologa. La geoqumica hace referencia al estudio del planeta sobre la base de la composicin qumica de sus consti-tuyentes, en tanto que la geofsica lo hace desde las caractersticas fsicas de estos. La hidrogeologa investiga sobre la interrelacin del agua con las rocas y su posterior utilizacin por el hombre. La paleontologa (estudio de los orga-nismos fsiles) y la palinologa (estudio de polen, esporas y dinoflagelados), se han especializado en discernir los procesos evolutivos biolgicos terrestres. La comprensin de los sismos es realizada por la sismologa, en tanto que la volca-nologa estudia la actividad volcnica y sus procesos asociados.

El tiempo geolgico

La evolucin del conocimiento cientfico sobre la Tierra permiti que en me-nos de 4 siglos se pasara de asignarle una edad de solo 6.000 aos a ms de 4.600

01 | Introduccin a la geologa

23 |



millones de aos (Ma). Asimismo, se lleg a la conclusin de que los procesos que actualmente modifican tanto la superficie como el interior del planeta han estado presentes desde su origen. Resulta claro, entonces, que la perspectiva geo-lgica del tiempo y del espacio produjo cambios sustanciales en el pensamiento de las sociedades, lo que afect la percepcin que se tena del planeta.

No obstante, para los gelogos hablar de edades en general no implica considerar los mismos intervalos de tiempo que habitualmente otras discipli-nas estn acostumbradas a utilizar. En particular, con anterioridad al descubri-miento de la radiactividad, no exista mtodo alguno que permitiera obtener una edad absoluta confiable.

Datacin relativaPara poder asignar una continuidad lgica, y de acuerdo con los procesos

naturales de sucesin de eventos, se utiliz y an se recurre al concepto de datacin relativa. De esta manera, si bien no es posible establecer en qu mo-mento sucedi un evento, s es factible determinar el orden de estos, estiman-do cul ocurri en primer lugar, cul en segundo y as sucesivamente. Nicols Steno (1638-1686) estipul tres principios fundamentales para el concepto de datacin relativa:

1) Horizontalidad original: el material naturalmente fragmentado (sedi-mento) se deposit de manera horizontal aun cuando en la actualidad lo encontremos inclinado.

2) Continuidad lateral: con continuidad lateral, independientemente de que hoy se lo encuentre segmentado o truncado.

3) Superposicin: y con lo ms moderno por encima de lo ms antiguo.A estos cabe sumarle el principio de interseccin, en donde se establece

que cualquier evento que intersecte a otro es posterior en el tiempo. Del mismo modo, la inclusin de fragmentos de roca ms antiguos contenidos dentro de otra ms joven proporciona una herramienta adicional al momento de determi-nar las edades relativas.

Estos conceptos asumen que el material se ha depositado de manera con-tinua y sin interrupciones, de forma concordante. Sin embargo, a lo largo de la historia de la Tierra, se han producido discontinuidades; concretamente existen intervalos de tiempo no representados en las rocas que deben ser re-conocidos cuando construimos la escala de tiempo.

Dado que la escala de tiempo geolgico debe cumplir con la condicin de ser utilizable en todo el planeta, es fundamental contar con herramientas que permitan comparar y reconocer rocas correlacionar en posiciones geogr-ficas distantes. Los fsiles, restos de organismos o sus improntas (marcas de actividad biolgica), tienen una funcin destacada en todo esto. A partir del principio de sucesin bitica, que postula que los organismos fsiles se en-cuentran en las rocas en un orden definido y determinable, es posible recono-cer los perodos de tiempo correspondientes sobre la base del contenido fo-silfero. As, al comparar su registro fsil es que pueden correlacionarse rocas de edades similares o bien distinguir cul es la ms antigua o la ms moderna. Los denominados fsiles guas tienen la particularidad de que alcanzaron una distribucin geogrfica importante en un perodo de tiempo acotado, por lo tanto, toda vez que se los encuentra es posible asignarle a la roca que los con-tiene la misma edad con independencia de su localizacin geogrfica.

Figura 1. Ammonites de la Isla Marambio (foto L. Stinco).


| 24

Datacin absolutaAdems de describir la secuencia de eventos y de poder establecer fechas

relativas, en geologa es necesario contar con una datacin absoluta. La cons-truccin y ensamblado de una escala de tiempo geolgico requiere de una serie de pasos bien definidos: a) construccin de una escala cronolgica de los regis-tros de roca terrestres, b) identificacin de niveles patrn de calibracin para el uso de radioistopos, c) utilizacin de ciclos orbitales terrestres para calibrar secuencias con suficiente informacin de fsiles o magntica, d) capacidad de interpolar los datos entre las escalas cronolgica y de rocas, y e) estimacin de los niveles de error asociados a las determinaciones (Gradstein y Ogg, 2005).

Para los ltimos 23 Ma de historia geolgica, se utilizan caractersticas astronmicas para ajustar en detalle la cronologa de los eventos. Las inte-racciones gravitacionales entre la Tierra, el Sol, la Luna y los dems planetas producen cambios sistemticos en la rbita y en la rotacin terrestres. El re-sultado es la existencia de oscilaciones cclicas en la excentricidad de la rbi-ta del planeta y en la inclinacin y precesin del eje rotacional de la Tierra, con perodos dominantes de 410.000, 106.000, 41.000, 23.000 y 19.000 aos (House, 1995).

Para rocas ms antiguas, la escala de tiempo geolgico se fundamenta en la datacin radimtrica de los elementos. Por intermedio de esta, se estable-cen en una roca o mineral las proporciones de un istopo padre con res-pecto al istopo hijo producto de su perodo de semidesintegracin (vida media), o tiempo transcurrido para que se desintegre la mitad de los tomos existentes al principio. Las velocidades con que se desintegran los distintos istopos son constantes y han sido establecidas con suma precisin, de mane-ra tal que esta particularidad es empleada para determinar las edades absolu-tas. Algunos elementos radiactivos, como el 238U, tienen perodos de semides-integracin de miles de millones de aos, en tanto que otros presentan vidas medias del orden de los minutos, tal el caso del 15O, e incluso hay menores.

Figura 2. Algunos istopos radiactivos naturales y sus vidas medias.

Istopo Radiactivo (Original) Producto (Derivado) Vida Media (Aos)Samario-147 Neodimio-143 106 billones10

9

Rubidio-87 Estroncio-87 48,8 billones109

Renio-187 Osmio-187 42 billones109

Lutecio-176 Hafnio-176 38 billones109

Torio-232 Plomo-208 14 billones109

Uranio-238 Plomo-206 4,5 billones109

Potasio-40 Argn-40 1,26 billones109

Uranio-235 Plomo-207 0,7 billones109

Berilio-10 Boro-10 1.52 millones106

Cloro-36 Argn-36 300.000

Carbono-14 Nitrgeno-14 5.715

Uranio-234 Torio-230 248.000

Torio-230 Radio-226 75.400

La mayora de las vidas medias estn tomadas de Holden, N.E. (1990).Qumica Pura y Aplicada 62: 941-958.

25 |



Figura 3. Escala de tiempo geolgico.

En Era Perodo

Cuaternario

TerciarioCen

ozo

ica

Mes

ozo

ica

Fan

ero

zoic

o

Car

bo

nf

ero

Pal

eozo

ica

Cretcico

Jursico

Trisico

Prmico

Pensilvaniense

Misisipiense

Devnico

Silrico

Ordovcico

Cmbrico

Proterozoico

Arqueano

Hdico

poca

Holoceno Desarrollo de losseres humanos

Edad de los mamferos

Edad de los reptiles

Edad de los anfibios

Edad de los peces

Edad de los invertebrados

Denominado colectivamente precmbrico, abarca alrededor del 88% de la escalade tiempo geolgico

Extincin de los dinosauriosy otras muchas especies

Primeras plantascon flores

Primeras aves

Dinosaurios dominantes

Extincin de los trilobitesy muchos otros animales

marinos

Primeros reptiles

Grandes pantanoscarbonferos

Anfibios abundantes

Primeros insectos fsiles

Peces dominantes

Primeras plantas terrestres

Primeros peces

Trilobites dominantes

Primeros organismoscon concha

Primeros organismospluricelulares

Primeros organismosunicelulares

Origen de la Tierra

Pleistoceno

Plioceno

Mioceno

Oligoceno

Eoceno

Paleoceno

Desarrollo de plantasy animales

0,01

144

206

248

290

323

354

417

443

490

2.500

3.800

540

4.500

1,8

5,3

23,8

33,7

54,8

65,0


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En consecuencia, los elementos radiactivos de vida media-larga se utilizan para confeccionar la escala de tiempo geolgico.

Cuando la proporcin padre/hijo es 1/1 ha transcurrido un perodo de semidesintegracin, si esta relacin es 1/3 se han cumplido dos perodos, en tanto que si la proporcin es 1/7 se estaran cumpliendo tres perodos de se-midesintegracin. Llevado a tiempos absolutos en este ejemplo, si el istopo inestable exhibe perodos de semidesintegracin de 2 Ma, la muestra tendra unos 6 millones de aos de edad.

Escala de tiempo geolgico

La escala de tiempo geolgico representa la totalidad de la historia de la Tierra a partir de utilizar unidades de magnitud variable, tales como los eo-nes: Hdico, Arcaico, Proterozoico y Fanerozoico. Este ltimo subdividido en eras: Paleozoica, Mesozoica y Cenozoica que, a su vez se dividen en perodos, pocas y edades (o pisos). La forma ms frecuente de presentacin de la es-cala de tiempo geolgico es mediante un grfico que hacia la parte inferior representa los tiempos mayores y en la superior, los ms recientes (figura 3).

Origen de la Tierra

De acuerdo con los estudios ms recientes, el planeta Tierra y los dems integrantes del sistema solar se han formado hace unos 4.600 Ma a partir de la condensacin de materiales gaseosos y polvo estelar. Este proceso conllev a la creacin de una nueva estrella, el Sol, en su centro, y las concentraciones locales de materiales que lo circundaban dieron por resultado los plane-tas y dems cuerpos estelares que lo acompaan orbitando a su alrededor. Gradualmente, el interior primitivo que se encontraba fro aument su tem-peratura debido a que se fue comprimiendo, a que continu el proceso de acrecin (agregado) de materiales y, adems, a que se sumaron los procesos de decaimiento natural propios de los elementos radiactivos. Por todo esto, el calor producido fue mayor de lo que poda transmitirse hacia el espacio, lo que dio por resultado el fundido de ciertos constituyentes que, junto con los materiales ms pesados, fueron arrastrados por las fuerzas gravitacionales hacia el interior del planeta. Los zircones (ZrSiO4) encontrados en el oeste de Australia, con 4.400 Ma, corresponden a los minerales ms antiguos hasta la fecha. La Tierra lentamente desarroll distintas capas concntricas, producto del enfriamiento, con propiedades fisicoqumicas diferenciadas: ncleo, man-to y corteza, respectivamente. Tanto el ocano como la atmsfera primigenias se formaron a partir de la separacin de los elementos voltiles ms livianos (McCall, 2005).

Hasta los 4.200 Ma es muy probable que la Tierra haya estado sometida a un intenso bombardeo de cuerpos provenientes del espacio y, en aquellos casos en donde las dimensiones de estos eran lo suficientemente grandes con relacin al planeta, es muy factible que el impacto de estos cuerpos haya re-sultado en la destruccin de cualquier actividad biolgica. Por esta razn, la

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aparicin de vida se sita en el intervalo comprendido entre los 4.200 y 3.500 Ma a partir del reconocimiento de la actividad de microorganismos. El impacto de objetos de menor tamao sobre la superficie continu sucediendo y posi-blemente haya eliminado la vida sobre ella aun cuando la actividad biolgica se pudo haber preservado en las profundidades ocenicas en donde la fuente de energa era el calor emanado por el planeta (Bailey, 2005). Tanto los pro-cesos fisicoqumicos como el origen de la vida an nos dejan un sinnmero de interrogantes y solo con el avance del conocimiento ser posible desentra-ar los ms mnimos detalles.

Minerales

Los minerales (por ejemplo: cuarzo, galena, calcita, yeso, oro) son sustan-cias resultantes de procesos geolgicos que tienen lugar tanto en nuestro pla-neta como en cuerpos extraterrestres. Un mineral se define sobre la base de su composicin qumica y estructura cristalina; por lo tanto, para cumplir con este requerimiento debe poseer una combinacin nica de estas propiedades (Nickel y Grice, 1998).

Por su parte, los mineraloides (por ejemplo: palo, mbar, perlas) son sus-tancias que solo exhiben algunas de las propiedades de los minerales. Entre estas se incluyen aquellas de origen primariamente biognico. Adems, las que carecen de estructura interna ordenada son consideradas sustancias amorfas.

Existen unos 4.000 minerales en la Tierra y se los clasifica segn su compo-sicin en:

El cristal es la expresin externa del ordenamiento atmico de los mine-rales, representado por una forma polidrica (en el sentido geomtrico) con una disposicin especfica de caras, vrtices y aristas que responden al equili-brio electroesttico de los tomos. Las sustancias metamcticas (por ejemplo: zircn, titanita) que contienen elementos radiactivos y su estructura interna es variable en el tiempo, el mercurio y el agua como hielo formado natural-mente tambin son considerados minerales.

SilicatosMuscovita

KAI2(OHF)2AISi3O10

CarbonatosCalcitaCaCO3

xidosHematita

Fe2O3

SulfurosGalena

PbS

SulfatosYeso

CaSO42H2O

Elementos nativosOro - Au

HalurosHalitaNaCI

HidrxidosManganita

MnOOH

FosfatosFluorapatitoCa5(PO4)3F

Figura 4. Clasificacin de minerales.


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Los minerales se discriminan por sus elementos de simetra (eje, plano y centro) que pueden presentarse solos o combinarse en el mismo cristal. Las posibles agrupaciones de los elementos de simetra son 32 y a estos correspon-den otras tantas clases cristalinas, ms una a la que no corresponde ninguno de tales elementos de simetra. Todos los cristales se hallan comprendidos en estas 32 clases que, a su vez, se reagrupan en 6 sistemas (cbico o isomtrico, hexagonal, tetragonal, ortorrmbico, monoclnico y triclnico).

Las propiedades fsicas ms importantes de los minerales son: forma, bri-llo, color, raya, dureza, exfoliacin, fractura, luminiscencia, densidad, trans-parencia, fluorescencia, tacto, sabor, birrefringencia y magnetismo. Todas estas propiedades, en conjunto con su composicin qumica, son bsicas al momento de distinguir cada uno los minerales.

El agua lquida, las sustancias producidas por el hombre y los deshechos no son considerados minerales.

Rocas

Las rocas son agregados de minerales o mineraloides sin composicin qu-mica definida que, incluso, pueden estar constituidas por un nico mineral. Conforman el elemento bsico de la parte slida del planeta. En su descrip-cin siempre se considera la composicin, el color y sus propiedades textura-les. Se las clasifica segn su origen en gneas, metamrficas y sedimentarias.

Figura 6. Cristales de yeso (foto S. Barredo).

Figura 5. Sistemas cristalinos.

Isomtrico Hexagonal Tetragonal Ortorrmbico Monoclnico Triclnico

29 |



Rocas gneasLas rocas gneas se forman a partir del enfriamiento del magma (material

fundido con abundantes gases y vapor de agua), que cuando alcanza la super-ficie terrestre se lo denomina lava. La posicin relativa del magma al enfriarse controla la textura, tamao, forma y ordenamiento de los cristales de la roca. De enfriarse lentamente, en ambientes de altas temperaturas y presin como los existentes en el interior del planeta, resultan rocas cristalinas (con granos gruesos: textura fanertica) y estas, en funcin de la composicin qumica del magma original, el tiempo de cristalizacin, el espacio disponible para que se formen, desarrollen y ordenen los cristales, y su interrelacin con el entorno darn origen a distintos tipos de rocas gneas intrusivas o plutnicas (por ejemplo: granito, gabro). Por el contrario, la lava se enfra rpidamente (con granos finos: textura afantica) dado que las condiciones fisicoqumicas de la superficie terrestre son muy dismiles respecto de lo que sucede en el interior terrestre. La brusca prdida de temperatura, presin y gases da por resultado rocas gneas extrusivas (por ejemplo: riolita, basalto).

Rocas metamrficasEl metamorfismo es un proceso de transformacin mediante el cual la

composicin mineral, la textura o ambas de una roca cambian y crean una nueva roca roca metamrfica por efectos de presin, temperatura y fluidos qumicamente activos. Este proceso se lleva a cabo cuando las temperaturas son mayores a 200 C y las presiones exceden los 300 MPa (mega pascales). Los factores que lo controlan son: composicin inicial, presin, temperatura, esfuerzos, tiempo y reactividad qumica de los fluidos. Se reconocen distintos tipos de metamorfismo: regional (de gran desarrollo areal), de sepultamiento (con esfuerzos homogneos y a gran profundidad), cataclstico (por deforma-cin mecnica) y de contacto (por recristalizacin qumica). Texturalmente pueden exhibir orientacin de los minerales que la componen (foliacin) o carecer de esta caracterstica y desarrollar cristales (blastos).

Figura 7. Granito (foto S. Barredo).

Figura 8. Clasificacin de rocas gneas.

Flsicas (granticas) Intermedias (andesticas) Mficos (baslticos) UltramficosFanerticas (grano grueso) Granito Diorita Gabro Peridotita

Afanticas (grano fino) Riolita Andesita Basalto Komatita (rara)

Composicin mineral Cuarzo Anfbol Plagioclasa clcica Olivino

Feldespato potsico Plagioclasa intermedia Piroxeno Piroxeno

Plagioclasa sdica

Constituyentes minerales menores Moscovita Piroxeno Olivino Plagioclasa clcica

Biotita Anfbol Anfbol

Anfbol Biotita

Color de la roca basado en Colores claros. De colores medios. Gris oscuro a negro. Verde oscuro a negro.

el porcentaje de minerales Menos del 15% de 15-40% de minerales Ms de 40% de Casi un 100% de

oscuros (mficos) minerales oscuros. oscuros. minerales oscuros. minerales oscuros.


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Rocas sedimentariasLas continuas transformaciones que sufre el planeta son impulsadas por

fuerzas de origen interno (endgenas) y externo (exgenas). Las primeras son el resultado de la dinmica terrestre y son responsables de la modificacin de la corteza por medio de la formacin de las montaas y de cuencas sedimentarias (zonas deprimidas de origen tectnico que actan como receptculo para la sedimentacin), entre otras cosas. Las de origen externo, en cambio, tienden a

Figura 10. Gneiss (foto S. Barredo).

Figura 9. Clasificacin de rocas metamrficas.

No foliada

Text

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Foliada

Fibrosa Granosa fina

CalcitaCarbn

Feldespatos

Anfiboles piroxenos

Cuarzo

Micas

Arcillas

Serpentina

Granosa finaGranosa fina

a gruesaGranosa media

a gruesa

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destruir las irregularidades de la superficie de los continentes originadas por las fuerzas internas y a restablecer su equilibrio. Se manifiestan en los procesos de erosin y transporte de materiales por el viento, cursos de agua continentales, mares y ocanos, glaciares y la gravedad (Barredo, 2006).

De manera que se puede hablar de un ciclo donde alternan los procesos destructivos y constructivos de los materiales de la corteza terrestre, que as est sometida a cambios constantes.

Los procesos formadores de las rocas sedimentarias tienen lugar en la su-perficie terrestre o muy cerca de ella y corresponden a los procesos exgenos. En contraposicin con los formadores de las rocas gneas y metamrficas que son los endgenos. Los procesos exgenos dan lugar a la redistribucin y a la reorganizacin de los materiales terrestres como resultado del intercambio con la atmsfera y la hidrsfera. La redistribucin tiene lugar por la degra-dacin de las rocas que constituyen reas elevadas en la superficie terrestre y por la posterior depositacin de los materiales removidos en las reas depri-midas o agradacin. Esta tendencia a la nivelacin de la superficie terrestre se denomina gradacin.

Las rocas sedimentarias se forman a partir de la meteorizacin (desinte-gracin mecnica, descomposicin qumica), erosin (por aguas, glaciares, viento y gravedad), transporte (por traccin, saltacin, suspensin y solu-cin), depositacin y diagnesis de los materiales presentes en la seccin ms externa del planeta. La depositacin sucede normalmente en las cuencas se-dimentarias cuando el agente de transporte ya no puede movilizar el material. A consecuencia de la compactacin, cementacin, autognesis y recristaliza-cin, los materiales sueltos o sedimentos se litifican (consolidan) y el resulta-do es la roca sedimentaria.

La textura de las rocas sedimentarias hace referencia a las caractersticas indi-viduales o las relaciones que tienen entre s las partculas (tamao y forma entre

Figura 11. Dinmica terrestre.


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otras). La estructura comprende a los rasgos mayores que caracterizan a los de-psitos y estn relacionados con la organizacin geomtrica de estos (por ejem-plo, la estratificacin). Los estratos se caracterizan por su composicin y textura, espesor, extensin lateral y ausencia o presencia de estructuras sedimentarias.

Facies sedimentarias

Al conjunto de caractersticas (fsicas, qumicas y biolgicas) que diferen-cian a las unidades sedimentarias (estratos), y que eventualmente puede ser utilizado para interpretar su ambiente depositacional se lo denomina facies. As, es frecuente utilizar los trminos: biofacies (facies con asociacin de f-siles), litofacies (facies con asociaciones litolgicas), sismofacies (facies con respuesta ssmica caracterstica), electrofacies (facies reconocibles a partir de su respuesta en registros elctricos de pozo).

Clasificacin de las rocas sedimentariasDe acuerdo con su gnesis, las rocas sedimentarias se clasifican en clsticas

(compuestas por clastos o fragmentos), no clsticas (qumicas y organgenas) y residuales. Esta divisin es aproximada, dado que los procesos no son exclu-yentes entre s.

Las rocas sedimentarias clsticas a su vez se subdividen en epiclsticas y pi-roclsticas, segn:

En las epiclsticas, los clastos son producto de la fragmentacin de rocas preexistentes rocas gneas, metamrficas o sedimentarias aflorantes en la superficie terrestre que estn sujetas a los procesos formadores de las rocas sedimentarias. En orden decreciente de tamao de clasto, encontramos a los

Figura 12. Estratificacin a orillas del ro Senguer, Chubut (foto L. Stinco).

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conglomerados y areniscas, limonitas y arcillas. La figura 13 muestra la clasifi-cacin de Udden-Wentworth (Pettijohn, 1963).

La textura caracterstica de esta roca es la clstica. En esta se diferencian los elementos mayores o clastos que componen la fraccin principal y el material ligante que rellena los intersticios entre los clastos y que puede ser tambin qumico, en cuyo caso se llama cemento, o puede corresponder a una

Tamaomm

Nombre de losindividuos

Can

to r

od

ado

Gra

vaA

ren

a

Co

ng

lom

erad

oA

ren

isca

Pse

fita

Psa

mit

aP

elit

a

Nombre del sedimentoAgregado no consolidado

Nombre de rocaAgregado consolidado

Bloque Aglomerado Aglomerado

Guijn

Guijarro

Grano

Partcula

Guija

Gruesa

Mediana

Fina

Gruesa

Mediana

Fina

Gruesa

Mediana

Fina

Gruesa

Mediana

Fina

Limo Limolita

Arcilla Arcilla

256

2

1/16

64

16

4

1

1/2

1/4

1/8

1/256

Figura 13. Clasificacin de las rocas sedimentarias clsticas de Udden-Wentworth (modificada de Pettijohn, 1963).

Figura 14. Arenisca. (Foto: L. Stinco).


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fraccin clstica ms fina que la del resto, que se denomina matriz.Los rasgos texturales ms importantes al describir las rocas sedimentarias son: Tamao de grano. Esfericidad (compara la forma del clasto respecto de una esfera).

Clasificacin de las rocas piroclsticas

mm

BloqueCascajopiroclstico

Brechapiroclstico

Aglomeradopiroclstico

Aglomeradopiroclstico

Bomba

Lapillo Lapilli Lapillita

Triza Ceniza Toba

Pulvcula Polvo Chonita

Piroclasto (individuo)

Tefra(agregado inconsolidado)

Piroclastita(agregado consolidado)

32

2

0,062

Pir

op

elit

asP

rop

sam

itas

Pir

op

sefi

tas

Figura 16. Clasificacin de Teruggi et l. (1978), modificada por Mazzoni (1986).

Figura 15. Microfotografa de una arenisca. Obsrvense los distintos elementos de la textura clstica: elementos mayores o clastos y el material ligante que rellena los espacios remanentes, compuesto por la matriz (representada por los clastos menores) y el cemento (color negro). Se observan recubrimientos arcillosos. (Gonzalez et l., 2002).

35 |



Redondez (grado de angulosidad de las aristas y vrtices de los clastos). Seleccin (grado de variacin del tamao de las partculas). Fbrica (orientacin o falta de ella en los elementos que componen la

roca). Empaquetamiento (grado de contacto entre los clastos). Porosidad (volumen libre respecto del volumen total de la roca). Permeabilidad (capacidad de transmitir fluidos).

Las areniscas son muy importantes dentro de la industria petrolera, dado que poseen caractersticas tales que permiten acumular los hidrocarburos (ro-cas reservorio).

Por su parte, las pelitas exhiben la propiedad de ser impermeables, de manera tal que impiden que los hidrocarburos migren y, por ende, favorecen su acumulacin (rocas sello). Asimismo, si estas poseen materia orgnica, al verse sometidas a presin y temperatura generan los distintos tipos de hidro-carburos (roca madre o generadora).

Las piroclsticas son el resultado de la acumulacin de material de ori-gen volcnico. Una vez que el material abandona el aparato volcnico, este forma parte del paisaje y es trabajado por los agentes de transporte como una partcula ms.

Las rocas sedimentarias no clsticas incluyen a las rocas qumicas producto de la evaporacin del agua, precipitacin de soluciones o coloides (evapori-

Figura 17. Toba (foto S. Barredo).

Figura 18. Roca carbontica (foto S. Barredo).


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tas, ftanitas, fosforitas), organgenas como resultado de la actividad biolgica (calizas arrecifales y pelgicas, coquinas, carbones, diatomeas, radiolaritas y cretas) y las carbonticas (calizas y dolomitas).

Las evaporitas, como el yeso (CaSO4.2H2O), anhidrita (CaSO4) y halita o sal (NaCl), son las ms comunes y cumplen un rol muy importante en la in-dustria del petrleo ya que, al carecer de permeabilidad, actan como barre-ras para su desplazamiento y facilitan su acumulacin (rocas sello).

Por su parte, las rocas carbonticas comprenden a las calizas, constituidas mayormente por calcita/aragonita (CaCO3), y a las dolomas, compuestas principalmente por dolomita (CaMg(CO3)2), ambas excelentes rocas para acumular hidrocarburos (rocas reservorio). Asimismo, si poseen materia org-nica, luego de evolucionar por la accin de la temperatura y presin pueden generar hidrocarburos (roca madre o generadora).

Las calizas y dolomitas en su gran mayora (90%) son el producto de la depositacin de sedimentos carbonticos relacionados con actividad biolgica desarrollada mayormente en arrecifes, rampas y plataformas carbonticas en ambientes marinos.

Se clasifican en funcin del reconocimiento de los elementos texturales primarios en muestras de mano (figura 18) y en microscopio.

Dentro de las rocas sedimentarias residuales, cuya importancia en la in-dustria del petrleo es mnima, se incluyen las lateritas (ricas en xidos e hi-drxidos de hierro y aluminio), suelos desarrollados en zonas subtropicales a tropicales y hmedas.

Ambientes sedimentarios

El trmino ambientes sedimentarios refiere al entorno geogrfico en donde se depositan los sedimentos; genricamente es el paisaje (lagos, ros, montaas, etc.). La interpretacin de las caractersticas texturales, estructuras, fsiles y relaciones espaciales de las rocas sedimentarias permite reconocer los ambientes sedimentarios.

Figura 19. Clasificacin de Dunham (1962).

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Para la industria petrolera son de particular inters los ambientes fluvial, lacustre, elico, deltas, barras litorales, costas y plataformas continentales. En estos es posible encontrar las rocas reservorio (de muy buena calidad) y sello, elementos fundamentales del sistema petrolero.

Esfuerzo y deformacin

Las rocas que observamos en la superficie terrestre estn deformadas, al igual que sucede con las que conforman el subsuelo. La accin de la gravedad afecta a la totalidad de las rocas y perpendicularmente respecto de la superfi-cie terrest

Exploración y Producción de Hidrocarburos- IAPG

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