Caracterizacin De Las Rocas Sedimentarias .

Noviembre del 2011

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Dedicatoria.

Los integrantes en general hacen una extensa y afectuosa dedicatoria a los padres por de el cada apoyo uno de nosotros brindado no

parara la realizacin de este trabajo, ya que sin el apoyo de ellos, de este. hubiera sido posible la finalizacin

Tambin

se

hace

un

extenso

agradecimiento a la profesora Ma. De Lourdes Quintero Torres ya que sin ella no se hubiera ella nos brindo podido realizar con xito el trabajo, ya que conocimientos y apoyo, que sin estos el trabajo no se hubiera podido realizar

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Para finalizar tambin cada uno de nosotros integrante agradece por su a cada colaboracin,

atencin y por el compaerismo aportado para que este trabajo se haya concluido.

INDICE

Introduccin ...7

1.Generalidades ..10 1.1 Origen 1.2 Transporte del sedimento 1.3 Sedimentacin 1.4 La causa de la sedimentacin 1.5 Abundancia 1.6 Diagnesis 1.7 Ambientes sedimentarios 1.8 Ambientes sedimentarios en Mxico 1.9 Principales procesos de litificacin

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2.- Clasificacin de rocas sedimentarias19 2.1 Rocas sedimentarias clsticas 2.2 Rocas sedimentarias no clsticas o qumicas

3.- Minerales componentes de las rocas sedimentarias.22 3.1 El cuarzo 3.2 Los feldespatos 3.3 La clorita 3.4 La glauconita

4.- Generacin y Madurez de los sedimentos..24 4.1Intemperismo 4.2 Intemperismo fsico 4.3 Intemperismo qumico 4.4 Intemperismo biolgico 4.5 Erosion elica 4.6 Erosion fluvial

5.- Tipos de sedimentos .29

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5.1 Los sedimentos detrticos terrgenos 5.2 Sedimentos carbonatados 5.3 Sedimentos esqueletales 6.- Caractersticas de las rocas sedimentarias.31 6.1 La estratificacin 6.2 Facies sedimentarias 6.3 Color 6.4 Compactacin disolucin por presin 7.- Descripcin de las rocas sedimentarias.34 7.1 Areniscas 7.2 Areniscas de cuarzo 7.3 Arcosa 7.4 Grauvaca 7.5 Brechas 7.6 Conglomerados 7.7 Rocas calcreas 7.8 Calizas 7.9 Dolomas 7.10 Rocas ferruginosas 7.11 Bauxitas y Lateritas 7.12 Evaporitas 7.13 Chert 7.14 Lutita o Shale

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8.- Sedimentos orgnicos. 388.1 Carbn y Petrleo

9.- Geologa del Petrleo.. 39 9.1 Origen, tipos de roca y trampas 9.2Localizacin

10.- Registros geofsicos ..44 10.1La evaluacin de formaciones 10.2 Registros nucleares 10.3 registros resistivos 10.4 registros acsticos

11.- Propiedades petrofsicas de las rocas..62 11.1 Porosidad 11.2 Permeabilidad 11.3 Saturacin de fluidos 11.4 Presin capilar 11.5 Mojabilidad 12.- Evaluacin de las propiedades Petrogrficas- Sedimentolgicas y Petrofsicas .. 67

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1. INTRODUCCIN.

C

aracterizacin de los tipos de rocas sedimentarias es de suma importancia en el campo de la exploracin y produccin de

hidrocarburos de Mxico. Debemos conocer las propiedades de las rocas sedimentarias para aplicarlas en la interpretacin de los diversos registros geofsicos ya que de estos se deriva la diseo de la perforacin, identificacin de cuencas sedimentarias prediccin de reservas, facilitar la petrolferas, conocer la geologa estructural del yacimiento, facilitar el planeacin de operaciones de estimulacin las cuales pueden ser: fracturamientos hidrulicos o estimulacin con cidos u otros elementos, ayuda a la prediccin de produccin de crudo y gas, determina los agentes utilizados para una recuperacin secundaria junto con otros factores igualmente importantes. Es de todos conocido que el almacenamiento y produccin de fluidos, tales como agua, hidrocarburos o energa geotrmica, se encuentra en cualquier tipo de roca, ya sean gneas, metamrficas o sedimentarias, siempre y cuando desarrollen caractersticas fsicas que permitan el almacenamiento y la movilidad de los fluidos a travs de ellas, estas propiedades denominadas comnmente como petrofsicas son principalmente la porosidad y la permeabilidad. Las rocas gneas y metamrficas muy ocasionalmente contienen acumulaciones de petrleo o gas; en su mayora estn relacionados con rocas de origen sedimentario: clsticas o calcreas.

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Rocas clsticas: Los sedimentos clsticos estn principalmente constituidos de partculas de otras rocas o minerales pre-existentes. Por efecto de la meteorizacin, erosin y transporte, estas partculas se depositan con restos orgnicos en cuencas marinas en capas sucesivas. Estas rocas estn conformadas por un conjunto de granos silceos sostenidos por diferentes tipos de matriz calcrea o arcillosa (Figura 32); los espacios entre los granos constituyen el volumen poroso en el cual se almacenan los fluidos. Dentro de las rocas clsticas podemos considerar a los conglomerados, arenas y limos y arcillas. De los tipos de de rocas agua anteriormente e mencionadas, por lo son tanto, las es

sedimentarias, las que presentan comnmente la mayor cantidad de acumulaciones hidrocarburos, recomendable conocer las caractersticas de depsito de las mismas ya que en funcin de ello, el desarrollo de la porosidad y permeabilidad ser ms favorable dependiendo del ambiente en que se hayan formado. Por tal razn es necesario durante la perforacin de los pozos en bsqueda de estos recursos, disponer de la informacin suficiente para conocer las caractersticas litolgicas y petrofsicas de las mismas. Comnmente para obtener los datos litolgicos, se hace acopio de la informacin aportada por las muestras de canal o recortes que se obtienen durante la perforacin de los pozos, o bien, del corte de ncleos de fondo y de pared con los cuales adems de la informacin litolgica se pueden realizar anlisis petrofsicos. Sin embargo, hay otro medio por el cual se obtiene informacin suficiente para evaluar en forma indirecta datos petrofsicos y litolgicos de la columna de rocas atravesadas durante la perforacin y es a travs de los llamados registros geofsicos de pozos.

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Ambos mtodos de evaluacin petrofsica son abordados en este trabajo, presentndose un panorama general del desarrollo en el tiempo de ellos hasta llegar a las evaluaciones actuales que se logran en los laboratorios y con los registros que se adquieren en el campo, proponindose para beneficio de los ingenieros que laboran en la exploracin de energticos o en bsqueda de agua y que requieren de informacin petrofsica. Las rocas sedimentarias son principalmente debido a la

meteorizacin y erosin que producen partculas de diverso tamao que son transportadas por el hielo, el agua o el aire hasta las zonas de mnima energa donde se acumulan. Una vez en reposo los sedimentos sufren procesos que los transforman en rocas sedimentarias. Estas rocas se han formado por la consolidacin o litificacin de sedimentos. Los factores que determinan el tipo de roca son fundamentalmente la fuente de los sedimentos, el agente que los erosiona y transporta, y el medio de deposicin y forma de litificacin.

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1.

GENERALIDADES

1.1 Origen. Los productos de meteorizacin pueden ser transportados en el fondo de las corrientes (por arrastre, rodando o por saltacin) o bien dentro del fluido (en suspensin, solucin o flotando). Aquellas rocas que se originan a partir de partculas que mantienen su integridad fsica durante el transporte, son las detrticas, por ejemplo conglomerados, areniscas, limolitas y arcillolitas, y las que se forman por la precipitacin de sustancias que se encontraban en disolucin, son las de origen fsico-qumico, por ejemplo carbonatos, evaporitas, ferruginosas y fosfatos.

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Existe un tercer grupo de rocas sedimentarias, las biognicas, en cuya formacin interviene directamente la actividad de organismos vivos, por ejemplo carbonatos, fosfatos y silceas, este grupo abarca desde las que se originan por acumulacin de organismos en posicin de vida (calizas de arrecifes, etc.) o que han sufrido un transporte mnimo tras su muerte (diatomitas), hasta aqullas en cuya formacin interviene la precipitacin de sustancias en disolucin favorecida por la actividad orgnica (tobas calcreas formadas por la precipitacin de CaCO3 propiciada por la accin fotosinttica de vegetales). Finalmente las rocas orgnicas que son las formadas por acumulaciones de materia orgnica (carbones y petrleo). Las de origen mecnico o clstico son primordialmente detritos que, transportados y depositados, se litifican por consolidacin o cementacin. Su clasificacin se basa en el tamao de grano de sus componentes. Los sedimentos de origen qumico, son precipitados en los cuales los cristales individuales estn unidos por enlaces qumicos. Dentro de las rocas de origen bigeno las ms representativas son los carbonatos que se clasifican a su vez segn su composicin qumica y el tipo y origen de las partculas que las constituyen. Los sedimentos de origen orgnico se forman por la acumulacin de partes duras de organismos que, al unirse por cementacin, constituyen una roca. Las rocas orgnicas se clasifican segn su grado de madurez, con base en el contenido de carbono y voltiles. En la formacin de una roca sedimentaria pueden actuar ms de un proceso sedimentario por lo que se producen rocas mixtas de difcil asignacin a un grupo concreto. Tal es el caso, por ejemplo, de una roca formada por la acumulacin in situ de las partes duras de organismos y por partculas aportadas por algn mecanismo de transporte. 1.2 Transporte del sedimento. Los materiales disgregados producto de la meteorizacin (sedimentos) son transportados por los agentes geolgicos (agua, hielo o viento) hasta los lugares de acumulacin (cuencas sedimentarias).

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En las corrientes de agua existen partculas que se desplazan por el fondo de la corriente (carga de fondo) y otras que lo hacen en suspensin o disolucin. El transporte de fondo a bajas velocidades hace rodar (transporte por rodadura) o deslizar (reptacin) las partculas, y si aumenta la velocidad se da un transporte discontinuo con movimiento rtmico (saltacin) formndose superficies de ripples. El transporte en suspensin est muy influenciado por la turbulencia. En las acumulaciones de agua (lagos, mares, ocanos) pueden aparecer corrientes en las que los materiales se mueven de manera similar a como lo hacen en las corrientes de agua continentales, pero generalmente con velocidades menores. Las olas originan turbulencias y friccin sobre el fondo que remueven el sedimento y mantienen las partculas finas en suspensin. El transporte realizado por las corrientes de aire es fsicamente idntico al de las corrientes de agua, con menor eficiencia en el transporte, por la diferencia de viscosidad y de densidad. Adems el viento no transporta materiales en disolucin. Los choques de las partculas provocan un rpido redondeamiento de las partculas ms gruesas. El hielo, dada su gran viscosidad, se mueve lentamente y con ausencia de turbulencia. Los depsitos estn muy mal clasificados y slo existe desgaste de los materiales que arrastra por el suelo. 1.3 Sedimentacin. La acumulacin de materiales de procedencia variada que se realiza asociada a diversos procesos geolgicos en la superficie terrestre recibe el nombre de sedimentacin. Las acumulaciones sobre la superficie terrestre de material sin consolidar, que ha sido depositado por la accin de un elemento mvil como hielo, agua o aire, reciben el nombre de sedimentos. Cuando los materiales llegan a consolidarse reciben el nombre de rocas sedimentarias. El resultado de procesos de sedimentacin sucesivos, es la formacin de estratos, llamndose estratificacin a la disposicin en capas de los sedimentos. La sucesin observable de materiales sedimentarios, acumulados en una zona concreta, y dentro de un intervalo de tiempo determinado, recibe el nombre de serie estratigrfica.

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1.4 La causa de la sedimentacin. El depsito de partculas obedece a principios fsicos o qumicos sencillos. Cuando la energa de un fluido disminuye, su capacidad de transporte lo hace tambin, y el agente de transporte deposita su carga o parte de ella. Las dos situaciones sedimentarias ms tpicas corresponden a una disminucin de la masa del fluido transportador (por ejemplo, tras una crecida) o a una disminucin de su velocidad (al calmarse el viento, o al perder pendiente un curso de agua). Otros sedimentos se deben a procesos qumicos, en la mayora de los casos debido a sobresaturacin o a la ruptura de un equilibrio qumico que se traduce en la produccin de sales insolubles. 1.5 Abundancia. En los proyectos de ingeniera las rocas sedimentarias son frecuentes. En el volumen de los primeros 15 km. de la corteza las sedimentitas son el 5%; el 95% restante son rocas gneas, pues las metamrficas dominan los ambientes profundos. Por el rea de afloramiento las sedimentarias son el 75% de la superficie el resto son gneas, sin quedar margen de significacin para las metamrficas.

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Ilustracin 1 Smbolos para la representacin litolgica de las principales rocas. Son tres las rocas sedimentarias ms abundantes clasificadas por su participacin: lutitas 45%, areniscas 32% y calizas 22%; otras, 1%. La propiedad fundamental de las lutitas es la plasticidad o la impermeabilidad, la de las areniscas, su posibilidad y eventualmente la dureza (de ser cuarzosa), o de servir como acufero, y la de las calizas, la de ser roca rgida y soluble. Es tambin la caliza la materia prima del cemento. 1.6 Diagnesis. La formacin de las rocas sedimentarias a partir de los sedimentos, comporta la existencia de una serie de procesos que, en general, tienden a la reduccin de la porosidad y al aumento de la compacidad de los materiales. Estos procesos se engloban bajo el nombre de diagnesis. Los procesos diagenticos se inician antes del reposo de los componentes del sedimento, razn por la cual los fragmentos que forman las rocas detrticas pueden quedar cubiertos por capas de

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xidos metlicos y se pueden formar arcillas a partir de algunos minerales que se degradan. En los ambientes marinos, sobre pisos duros, los procesos de perforacin e incrustacin por diversos organismos resultan frecuentes. Entre los componentes de un sedimento en reposo circulan fluidos con iones en disolucin (CA2+ y CO32-) que pueden precipitarse para formar cementos y darle rigidez a los materiales. Sin embargo, la circulacin de fluidos puede tambin producir disolucin. Los procesos de consolidacin provocan a su vez una reduccin de la porosidad; los efectos visibles son la interpenetracin de componentes y las superficies de disolucin que afectan porciones ms extensas de la roca. El conjunto de procesos diagenticos se desarrolla a distintas profundidades sin que exista un lmite neto para los procesos tpicos que ocurren en profundidad y los del metamorfismo de bajo grado. Usualmente se conviene en aceptar que este lmite corresponde a la zona en la que se forma el grafito, a partir de los carbones naturales, y se volatilizan los hidrocarburos. Los procesos diagenticos suelen realzar las diferencias originales que existen entre los sedimentos (tamao y color de granos, etc.) por lo que las rocas sedimentarias se configuran en capas de una cierta continuidad lateral denominadas estratos, donde normalmente su base y techo son plano-paralelos. Algunas veces el paralelismo entre algunas capas presenta distinto ngulo de inclinacin con el resto de la serie. 1.7 Ambientes sedimentarios. Reciben el nombre de ambientes o medios sedimentarios, los lugares donde pueden depositarse preferentemente los sedimentos. Algunos ambientes sedimentarios estn situados dentro de los continentes, como ocurre con el medio fluvial, el cual se forma por la deposicin de partculas en el lecho y a ambos lados de los ros, principalmente durante las crecidas, o el medio lagunar, originado por el material sedimentado en el fondo de los lagos. Otros ambientes se localizan en las zonas costeras y sus aledaos. Entre

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stos se pueden citar los deltas, formados por los sedimentos que lleva el ro al final de su curso, y las playas. Es, sin embargo, en el mar, donde suelen encontrarse los mximos espesores de sedimentos de plataforma continental, pero sobre todo los localizados al pie del talud continental y en la desembocadura de los caones submarinos. En las llanuras abisales, en cambio, el espesor de los sedimentos es muy pequeo, desapareciendo prcticamente al aproximarse a las dorsales. Otras denominaciones de los depsitos se dan segn el agente que los transporta, el lugar donde se depositan o la estructura del depsito. En funcin del agente, se denominan coluvial (ladera), elico (aire), aluvial (ros) y glacial (hielo); segn el lugar, palustre, lacustre, marino y terrgeno, y por la estructura, clstico y no clstico. Tienen que concurrir varios factores para que un medio sedimentario sea eminentemente deposicional. Si se deposita material de origen detrtico (partculas slidas que han sido transportadas mecnicamente por corrientes fluidas, como ros), el medio de transporte de las partculas tendr que perder energa para que pueda llevarse a cabo la sedimentacin del material.

Ilustracin sedimentarios

2

Ambientes

1.8 Ambiente sedimentario en Mxico. Las principales rocas generadoras de la regin estn representadas por lutitas calcreas y

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calizas arcillosas, la mayora de ellas presenta laminacin horizontal. De acuerdo con los datos estratigrficos, sedimentolgicos y paleontolgicos; el depsito ocurri en una plataforma carbonatada tipo rampa, con algunos intervalos de gran aporte de terrgenos de grano fino, la cual era la continuacin occidental de la plataforma marina de Yucatn. En esta plataforma externa haba algunas depresiones profundas que restringan la circulacin de las aguas y por tanto se facilitaban las condiciones de anoxia y reductoras. Para hacer la petrografa orgnica de las rocas, fueron realizados anlisis en luz reflejada en secciones pulidas que usan luz fluorescente azul y luz blanca. La tcnica usada consisti en determinar la ocurrencia y proporcin relativa de diferentes tipos de macerales en los sedimentos. stos se diferenciaron segn su forma, estructura y reflectividad. Los macerales fueron divididos en tres familias principales: liptinitas, vitrinitas e inertinitas que se caracterizan por un grado creciente de reflectividad. El primero incluye alginitas, esporinitas, cutinitas, resinitas y bituminitas (derivadas de algas, esporas, cutculas, resinas y bitmenes). Las liptinitas estn caracterizadas por una fluorescencia fuerte bajo la excitacin luz azul. La vitrinitas se forman de los tejidos celulares macizos de las plantas mayores, o a travs de la precipitacin y gelificacin de substancias hmicas y su poder de reflexin vara en el transcurso de la diagnesis orgnica. El grupo del inertinitas incluye materia orgnica que se ha oxidado por los fuegos naturales (semi-fusinitas y fusinitas) o, porque el esfuerzo trmico ha sido tal, que ya ha alcanzado estados metagniticos. Por lo tanto, las propiedades de los macerales individuales cambian sistemticamente en funcin de la evolucin diagentica o el incremento trmico (Figura 3).

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Ilustracin 3 Distribucin de los kergenos de las rocas generadoras del Tithoniano y su tendencia de madurez, en un Diagrama de Van Krevelen.

Un cierto grado de variabilidad fue observada en la distribucin espacial de materia orgnica de la secuencia del Tithoniano. Esto puede ser debido a las variaciones en las sucesiones sedimentarias, cambios en la hidrodinmica, cambios en el ambiente de depsito local, cambios climticos, cambios en las tasas de sedimentacin, variaciones en el grado de alteracin o variaciones en la madurez. La distribucin de la materia orgnica en los sedimentos vari de predominantemente de laminado a lenticular, continuo y dispersado. Adicionalmente los cambios en la morfologa, color y textura de la materia orgnica fueron considerados en la determinacin de la facies orgnica ms detallada. Una sola facies orgnica fue reconocida en el rea del estudio, con tres subfacies orgnicas que varan con respecto a su madurez y distribucin geogrfica. Estructuras sedimentarias observadas en las rocas generadoras del Tithoniano fueron principalmente laminacin, laminacin cruzada de ngulo bajo y micro-ondulitas. Prcticamente no fue observada ninguna bioturbacin. Algunas micro-estilolitas se encontraron en los sedimentos de la parte del sudoeste del rea del estudio considerando que las partes nororientales y centrales, a pesar del hecho que las profundidades del sepultamiento son mayores a 4 Km., apenas es visible cualquier deformacin del sedimento. Un ejemplo se vio por la presencia de un crneo de pez de que no mostraba

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deformacin alguna, el cual fue observado bajo la luz del microscopio ilustracin 4

Ilustracin 4

Crneo de un pez, a pesar de que el ncleo de roca fue colectado a ms de 4000 metros de columna litolgica, no

presenta casi deformacin.

Ilustracin 5 Muestra representativa de la facies B1, en color rojo la clorofilinita, en color amarillo alginitas. Y en negro pirita botroidal.

La primera sub-facies (facies B1) se encontr en la parte nororiental del rea del estudio. La materia orgnica estaba aqu compuesta de abundantes alginitas (p. ejem. Tasmanites sp.), y material amorfo. La presencia de bituminita es notable, mientras que son escasas las esporinitas. Una caracterstica importante de las muestras analizada fue la presencia de clorofilinita en algunas muestras de ncleos de pozos. Este maceral se caracteriza por un color de fluorescencia rojo vivo que, se altera durante una prolongada exposicin de luz azul (3 a 15 min.) para cambiar a un color de fluorescencia parduzco-amarillo (Plato 1). La presencia de este tipo del maceral normalmente se restringe a sedimentos muy inmaduros depositados bajo las condiciones del anxicas. Bajo la excitacin de luz azul los colores de

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fluorescencia dominantes de las liptinitas fueron amarillos, castao y rojo (ilustracin 5). En la luz blanca reflejada, vitrinitas (telocolinitas y desmocolinitas) e inertinitas (fusinitas) as como las piritas framboidales y otros minerales constituyentes (cuarzo, calcita) fueron reconocidos. Algunas vitrinitas mostraron alteracin debido a la oxidacin, indicando el retrabajo de estas partculas. Aproximadamente 20% del rea total bajo el campo de visin del microscopio consisti de sta materia orgnica. Normalizando toda la materia orgnica 80% consisti de liptinitas, 15% vitrinitas y 5% inertinitas. La sub-facies B2 se encontr en la parte central del rea del estudio. La materia orgnica esta predominantemente compuesta de alginitas, bituminitas y material amorfo. Los colores de fluorescencia son amarillos y anaranjados. Huesos de peces son comunes (ilustracin 6). En luz reflejada, vitrinitas (desmocolinitas y telocolinitas), inertinitas (semifusinitas y fusinitas), tambin se identificaron pirita framboidal y otros minerales. Las vitrinitas oxidados fueron menos comunes que en la sub-facies B1. La materia orgnica contribuy en promedio de un 5% de la muestra total. La ponderacin de la materia orgnica consisti en 75% liptinitas, 15% vitrinitas y 10% inertinitas. La vitrinitas generalmente son de tamao ms pequeo que en la subfacies B1 que va de 6 a 30 \m.

Ilustracin 6

Muestra representativa de la facies B2, gran contenido de material amorfo litodetrinita (alginitas en amarillo), con huesos de peces, radiolarios calcreos.

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Ilustracin 7 Muestra representativa de la facies B3, ntese el color oscuro de la materia orgnica que indica un avanzado esfuerzo trmico.

Estas rocas fueron nombradas Formacin Edzna y divididas en tres miembros por ngeles-Aquino y Cant-Chapa (2001). La unidad consta de tres miembros F, G y H. El miembro ms bajo es un mudstone arcilloso y lutitas bentonticas de color gris claro a castao oscuro. El miembro medio consiste de lutitas calcreas gris oscuro y lutitas calcreo arenosas negras intercaladas con calizas arcillosas de color oscuro. El miembro superior consiste de mudstones arcillosos y bentonticos con apariencia balquecina. Estos mudstones estn dolomitizados en algunas regiones de la plataforma. Esta formacin se correlaciona con las formaciones: La Casita, de los estados de Chihuahua, Coahuila, Zacatecas y Nuevo Len; la formacin Tamn, de los estados de Tamaulipas, San Luis Potos, y Veracruz, la Formacin Pimienta, de los estados Veracruz y Puebla, la Formacin San Andrs, de los estados de Tamaulipas y Veracruz, la Formacin Las Trancas de los estados de Hidalgo y Quertaro, la Formacin Tepexilotla, de los estados de Veracruz y Oaxaca, la Formacin Chinameca, de los estados de Veracruz y Tabasco, la Formacin Todos Santos, de los estados de Tabasco y Chiapas y los Lechos rojos de los estados de Campeche y Yucatn. 1.9 Principales procesos de litificacin. Los principales procesos diagenticos son la cementacin, la consolidacin-desecacin y la cristalizacin. El trmino litificacin se puede entender como el proceso por el cual se forman rocas, en este caso a partir de la consolidacin de los sedimentos.

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2. CLASIFICACION SEDIMENTARIAS

DE

ROCAS

Ilustracin 9 Las rocas sedimentarias.

Las rocas sedimentarias estn caracterizadas, primordialmente, por presentarse formando estratos o capas. Existen dos grandes grupos de rocas sedimentarias: Rocas sedimentarias clsticas y rocas sedimentarias no clsticas o qumicas.

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Ilustracin 10 Ejemplos de Rocas Sedimentarias.

2.1 Las Rocas Sedimentarias Clsticas se forman por la acumulacin mecnica de restos de rocas preexistentes, y, dentro de stas se encuentran desde las de grano ms fino hasta las de grano ms grueso. Cada fragmento o pedazo de roca preexistente que se acumula recibe el nombre de clsto (del griego clsto que significa pedazo o fragmento), y la acumulacin de estos clstos o fragmentos recibe el nombre de sedimento. Es decir, el sedimento est formado por los fragmentos sueltos, que posteriormente, sern soldados uno con otro y formarn una roca sedimentaria clstica.

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Ilustracin 11 Las rocas sedimentarias clsticas.

Como se puede apreciar de la tabla anterior, las principales rocas sedimentarias clsticas son: Conglomerados, Brechas, Areniscas y Lutitas. Los conglomerados son rocas sedimentarias clsticas, cuyos fragmentos constitutivos son mayores de 2 mm y estn redondeados. Si los fragmentos estn angulosos, a este tipo de rocas se les denomina Brechas. Si los fragmentos que constituyen a la brecha o al conglomerado son del mismo tipo de roca, a estas rocas se les designan como oligomgticas, es decir se tienen Conglomerados Oligomgticos y Brechas Oligomgticas. Cuando los fragmentos constituyentes de estas rocas son de diferente tipo, la brecha o el conglomerado reciben el nombre de polimgticos, es decir, tendremos Brecha Polimgtica y Conglomerado Polimgtico. Dentro de las rocas sedimentarias clsticas, las ms importantes desde el punto de vista petrolero son las areniscas, debido a su

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amplia distribucin y propiedades petrofsicas idneas para el entrampamiento de hidrocarburos. Las rocas sedimentarias no clsticas son aquellas generadas por precipitacin directa a partir de una solucin sobresaturada. Los principales representantes de estas rocas son: calizas, dolomas y evaporitas. Los sedimentos precipitados qumicamente ms abundantes son los carbonatos. La caliza (CaCO3), y la Doloma (CaMg(CO3)2), son a menudo llamadas rocas carbonatadas o ms simplemente carbonatos. El ocano es el escenario para la sedimentacin de una gran variedad de carbonatos, desde la formacin de lodos de foraminferos pelgicos en grandes profundidades, hasta acumulaciones en aguas someras de arena y lodo de carbonato de calcio. La ecuacin para la sedimentacin del carbonato es:

Ca

2+

+ + HCO3 CaCO3 + H

Ilustracin 12 Representacin esquemtica de una plataforma carbonatada y litologas asociadas.

As podemos distinguir calizas de plataforma y calizas de cuenca, con sus caractersticas propias, las cuales sirven para diferenciarlas. Las calizas de plataforma son aqullas depositadas sobre la plataforma continental, presentndose en capas muy gruesas (mayores de 30 cm) y generalmente de color crema.

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Las llamadas calizas de cuenca, son aqullas depositadas a grandes profundidades en las cuencas ocenicas y se caracterizan por presentarse en capas muy delgadas (de uno a tres centmetros de espesor), ser de color gris, y generalmente asociadas con pedernal (ya sea en forma de ndulos o en bandas).

3.

MINERALES COMPONENTES DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS.

Son tres los principales: la arcilla, principalmente la illita y la caolinita, el cuarzo y la calcita. Otros minerales son los feldespatos, de sodio y calcio principalmente, dolomita, yeso, anhidrita y halita. En los conglomerados la composicin es cualquiera, dominando el cuarzo. En las areniscas, si es ortocuarcita, domina el cuarzo, si es grawaca habr fragmentos de roca, cuarzo y arcilla y si es arcosa feldespatos, cuarzos, micas y carbonato clcico. En las arcillolitas habr, hidrxidos de hierro y aluminio, en las lateritas; caolinita, en los caolines; montmorillonita, en la bentonita, y arcilla, cuarzo, feldespatos y calcita, en los loess. En las margas se tendr carbonato clcico y arcilla. En travertinos, tobas, calizas, y caliches, habr carbonato clcico, como tambin en las calizas de bacterias y algas; en las cretas y calizas, conchferas y coralinas; en las dolomas y calizas dolomticas, formadas por procesos metasomticos, habr calcita y dolomita. En el slex, pedernal, gliceritas, trpoli, jaspe y lidita, se tiene slice coloidal y criptocristalina. En los yesos, sal gema y otras evaporitas, habr sulfato clcico y cloruros de sodio, potasio y magnesio. En las siderticas y pantanosas, que son ferruginosas, carbonato, xidos e hidrxidos de hierro. En las fosforitas y guano, fosfatos de calcio y otros elementos. 3.1 El cuarzo. Es el mineral ms abundante en las arenitas y los conglomerados. Aderns del tamao y la forma de los granos

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individuales de cuarzo, para obtener informacin sobre el origen del sedimento inicial, tambin deben considerarse las siguientes caractersticas: l. Si los granos de cuarzo son cristales simples (monocristalinos) o constan de numerosos cristales con orientacin diferente (policristalinos). 2. Si la extincin es uniforme (el cristal se extingue completamente en una posicin concreta al girar la platina del microscopio) u ondulante (el grano presenta extinciones parciales en una gama angular al menos de 5", al girar la platina). 3. La presencia o ausencia de inclusiones. 4. En el caso de granos policristalinos, los bordes de sus cristales son rectos o suturados. Los cuarzos compuestos o policristalinos procedentes de rocas gneas tienen, habitualmente, sus lmites cristalinos rectos. El sedimento de grano muy fino que rodea a los granos policristalinos est constituido por cuarzos monocristalinos y unos Fragmentos parduscos, de grano fino. 3.2 Los feldespatos. Son componentes importantes de muchas arenitas y conglomerados. Los feldespatos alcalinos son ms frecuentes que las plagioclasas clcicas en parte debido a su mayor resistencia a la alteracin qumica y tambin porque el origen de muchas rocas detrticas son rocas granticas o gnesicas que contienen, sobre todo, feldespatos alcalinos. La alteracin qumica de los feldespatos puede ser un proceso rpido que genera micas secundarias y minerales arcillosos. Los feldespatos son, por tanto, ms abundantes y estn mejor conservados en rocas formadas por disgregacin mecnica. La identificacin microscpica de los f'eldespatose s sencilla, pues las plagioclasas presentan las tpicas maclas polisintticas, la microclina suele presentar su enrejado caracterstico y, frecuentemente, pueden reconocerse texturas pertticas en los feldespatos alcalinos. La distincin entre la ortosa sin macla y el cuarzo puede ser difcil pero, en este caso, son tiles los criterios siguientes: l . La alteracin: la ortosa es sensible a la alteracin quimica y adquiere unos tonos turbios o coloreados parduscos en Iuz

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polarizada no analizada, mientras que el cuarzo es lmpido (no se altera). 2. El ndice de reflaccin: el del cuarzo es muy prximo al del adhesivo de la lmina, o ligeramente superior, mientras que la ortosa tiene un ndice de refraccin siempre inferior al del adhesivo. 3. Las figuras pticas: la ortosa es bixica con un ngulo 2V moderado y el cuarzo es unixico (excepto si est deformado; en este caso, puede ser bixico). 3.3 La clorita Es un fllosilicato abundante en las rocas

sedimentarias. Puede presentarse en laminillas detrticas procedente, de forma habitual, de rocas metamrficas de bajo grado o como producto de alteracin de fragmentos de rocas volcnicas o, incluso, como mineral autignico rellenando los poros en rocas. Frmula general: (Mg,Fe,Al)12,(Si,Al)8O20 ,(OH)16 3.4 La glauconita Es un aluminosilicato hidratado de hierro y Potasio que se forma exclusivamente en medios sedimentarios marinos y habitualmente en aguas poco profundas. Se presenta, por lo general, en forma de pellets redondeados, formados por agregados de cristales pequeos.4.

GENERACION Y MADUREZ DE LOS SEDIMENTOS

El concepto de madurez de un sedimento hace referencia al grado de desarrollo que han alcanzado los procesos generadores de ese sedimento y que conducen, en su mxima expresin, a sedimentos estables composicionalmente y texturalmente homogneos (sedimentos maduros). Habitualmente, en los sedimentos se dif'erencian los conceptos de madurez textural y madurez mineralgica.

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La madurez mineralgica implica la retencin por la roca de sus componentes minerales ms estables, es decir, los sedimentos mineralgicamente ms maduros son aquellos que contienen un porcentaje mayor de minerales qumicamente estables y fsicamente ms resistentes, como el cuarzo, fragmentos silexticos y minerales pesadosu ltraestables( circn, turmalina, etc.). En consecuencia, los sedimentos ms inmaduros contienen minerales poco estables como los feldespatos o fragmentos de roca que no estn formados slo por cuarzo. La madurez textural representa el grado de desarrollo que han alcanzado los procesos de transporte y sedimentacin, y si stos han sido o no selectivos. La madurez textural puede ser evaluada mediante parmetros, como el grado de clasificacin, la proporcin de matriz y el redondeamiento de los granos (depende del tamao y la resistencia mecnica de los granos y, en general, aumenta con el transporte). Folk (1951) propone una escala de madurez que comprende: l. Estado inmaduro. del sedimento contiene ms del 5% de matriz arcillosa: los granos estn mal clasificados y con escaso redondeamiento. 2. Estado submaduro: < 5 % de matriz arcillosa los granos estan mal clasificados y con poco redondeamiento. 3. Estado maduro: de escaso a nulo contenido de arcilla los granos estn bien Clasificados aunque no bien redondeados. 4. Estado super maduro: el sedimento carece de arcilla, los granos estan bien clasificados con buena redondez. La estimacin visual del grado de clasificacin o seleccin que pueden presentar los sedimentos, observados en lmina delgada, puede realizarse por comparacin con los esquemas indicados en la figura.

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Ilustracin 13

4.1Intemperismo. El intemperismo se puede definir como la alteracin del material rocoso expuesto a efectos de presin, temperatura, soluciones mineralizantes y seres vivientes. se distinguen tres tipos de Intemperismo. 4.2 Intemperismo Fsico. ste es generado principalmente por cambios de temperatura; si en el da se presenta un aumento de la temperatura, se genera un aumento en el volumen de la roca, es decir se expande la roca y, al llegar la noche se presenta una disminucin de la temperatura, resultando en una contraccin del material rocoso. En un lapso pequeo de tiempo se tiene una variacin de temperatura generando expansiones diurnas y contracciones nocturnas, originando un debilitamiento y fragmentacin del material rocoso.

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Este tipo de intemperismo es mucho ms efectivo en regiones ridas o semiridas, donde las diferencias de temperatura entre el da y la noche son mayores.

Ilustracin 14 Ejemplos de Intemperismo Fsico.

4.3Intemperismo Qumico. Es la alteracin del material rocoso debido a soluciones qumicas. Este tipo de intemperismo es el responsable de la generacin de las arcillas, principalmente alterando los feldespatos de las rocas prehexistentes. 2KAlSi3O8 + 2(HCl) + H2O 2K + 2Cl Al2 Si2O5(OH)4 + 4SiO2 +

La ecuacin anterior representa la alteracin de los feldespatos, por medio de una solucin qumica y la arcilla, como producto de la reaccin. De importancia en la alteracin de las rocas es el cido carbnico, el cul es generado por la lluvia y el bixido de carbono de la atmsfera. H2O + CO2 H2CO3

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Ilustracin 15 Ejemplos de Intemperismo Qumico

4.4 Intemperismo Biolgico. Este tipo de intemperismo es producido por todos los seres vivientes al alterar a las rocas. Los vegetales, al profundizar sus races alteran la roca. Los roedores, al construir sus madrigueras, alteran las rocas, hasta las insignificantes lombrices son parte del intemperismo. El mismo hombre, al realizar sus construcciones, le produce una alteracin al material rocoso, ejemplo de esto pueden ser las grandes carreteras y tneles.

Ilustracin 16 Ejemplos de Intemperismo Biolgico.

El material intemperizado debe ser transportado hasta las cuencas de depsito en donde se acumular, cementar y litificar, para finalmente llegar a constituir una roca sedimentaria. Los procesos de erosin son los que llevan el material desde el rea fuente hasta la cuenca de depsito; por consiguiente, la erosin se puede definir como la alteracin del material rocoso y su transporte hasta la

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cuenca de depsito, por lo tanto, el intemperismo es una parte de la erosin. Se tienen diferentes tipos de erosin: 4.5 Erosin elica, producida por el aire y en la cual los sedimentos son trasportados en suspensin o por saltacin. Los sedimentos ms finos, del tamao de la arcilla son llevados en suspensin por el viento y, los sedimentos ms gruesos del tamao de las arenas y de las gravas, son transportadas por saltacin.

Ilustracin 17 Ejemplos de Erosin Elica.

4.6La erosin fluvial, es aqulla producida por el agua. Aqu el material es transportado en suspensin, solucin, saltacin y traccin de fondo, esto dependiendo de la energa de la corriente. La energa de una corriente se define como la capacidad de sta para acarrear material. Si es capaz de llevar material grueso en suspensin, se dice que tiene alta energa, y si slo es capaz de llevar material fino en suspensin, se dice que tiene baja energa. Los depsitos caractersticos de ste tipo de erosin son los rellenos de canal, barras, barreras, etc.

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Ilustracin 18 Ejemplos de Erosin Fluvial.

Hielo que se desplazan por gravedad. Aqu el material rocoso es transportado en suspensin y por carga de fondo. La capacidad de carga de ste agente erosivo es muy grande, pudiendo transportar en suspensin desde bloques de varias toneladas, hasta material muy fino del tamao de las arenas y las arcillas. Los depsitos caractersticos de este tipo de erosin estn constituidos por las tillitas, las morrenas, tanto terminales como de fondo, los que pueden formar los eskers, cames, etc.

Ilustracin 19 Ejemplos de Erosin Glacial

5. TIPOS DE SEDIMENTOS~ 35 ~

5.1 Los sedimentos detrticos terrgenos estn constituidos por fragmentos transportados, resultantes de la alteracin de rocas gneas, sedimentarias o metamrficas existentes previamente. Estas rocas pueden clasificarse, en primer lugar, atendiendo a su granulometra, segn la escala propuesta por J. A. Udden y C. K. Wentworth. En los sedimentos terrgenos de granulometra intermedia -las limolitas gruesas, las arenitas y los conglomerados y brechas de grano ms fino, es donde ms til puede ser el estudio petrogrfico mediante el microscopio. Los principales componentes de los granos son fragmentos de cuarzo, feldespatos y de rocas. Los espacios entre estos granos pueden estar ocupados bien por una matriz original (formada por los productos de alteracin de grano fino de las rocas madres, como los minerales arcillosos) o diagentica, bien por un cemento. Las arcillas y las pizarras arcillosas tienen una granulometra demasiado fina para estudiarse con el microscopio petrogrfico y deben estudiarse con el microscopio electrnico o mediante difractometra de rayos X. Los componentes de los conglomerados y las brechas pueden identificarse con facilidad, debido a su mayor granulometra, con una simple lupa, pero un estudio completo incluir el estudio microscpico. En la descripcin de las rocas sedimentarias debe considerarse la forma de los granos y su grado de redondez. En la figura A se indican 5 tipos de redondez en granos con dos categoras lmites de esfericidad. En la pgina 24 se discuten las texturas sedimentarias. 5.2 Sedimentos carbonatados. Al contrario de lo que ocurre con las rocas terrgenas, las rocas carbonatadas estn compuestas por material formado mayoritariamente en el mismo lugar donde se produce la acumulacin final del sediment o prximo a l. Gran parte del sedimento se produce por procesos biolgicos. En las calizas antiguas, los dos carbonatos ms comunes son la caliza CaCO3, y la dolomita

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CaMg(CO3)2 , ambos rombodricos. En los sedimentos carbonatados recintes de ambiente marino somero, el aragonito tambin CaCO3, (ortorrmbico) es abundante. Este mineral es metaestable en las condiciones que prevalecen normalmente en los sedimentos y, de modo habitual se disuelve encuanto el sedimento o roca que lo contiene entra en contacto con aguas circulantes de origen meterico. Otra posibilidad de transformacin es la inversin directa de su estructura a la de la calcita. La dolomita es normalmente un mineral secundario por reemplazamiento del carbonato de calcio, si bien esta sustitucin (dolomitizacin) puede producirse en los sedimentos muy poco despus de su depsito. Tanto la calcita como la dolomita pueden contener alguna proporcin de hierro divalente, en cuyo caso se emplea el sufijo. ferrosa, tras la denominacin del mineral, para marcar este carcter. Las propiedades pticas de la calcita y la dolomita son muy similares y por tanto pueden ser difciles de distinguir pticamente. Frecuentemente, los sedimentlogos especializados en rocas carbonatadas emplean algunas tcnicas simples de tincin que les permiten distinguir la calcita de la dolomita as como las variedades ferrosas de estos dos minerales. El colorante rojo de alizarina S se emplea para distinguir la calcita de la dolomita, en tanto que el ferrociaunuro potasico permite diferenciar los minerales ferrosos y no ferrosos. Estos colorantes se disuelven en una solucin ligeramente cida, que tambin ayuda a diferenciar entre dolomita y calcita puesto que la dolomita no reacciona en fijo con cidos diluidos, mientras que la calcita s lo hace, lo cual produce un contraste de relieve entre los dos minerales. La intensidad del color de tincin est relacionada, en parte, con la intensidad ataque con el cido. Las rocas con texturas de grano fino, con muchos bordes cristalinos, resultan atacadas con ms rapidez y por tanto muestran colores de tincin ms intensos que las texturas de grano grueso, con escasos bordes cristalinos.

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Los tres componentes ms importantes de las rocas carbonatadas son los Componentes aloquimicos, la calcita microcristalina y la calcita espartica. l. Los componentes aloquimicos son agregados estructurados de sedimento carbonatado que se han formado dentro de la cuenca de sedimentacin. Incluyen los ooides, bioclastos, peloides, intraclastos y oncoides. 2. La calcita microcristalina o micrita es el sedimento carbonatado en forma de granos de dimetro menor de 5 mm. La mayor parte se forma dentro de la propia cuenca de sedimentacin, bien como precipitado a partir del agua del mar, bien por desintegracin de las partes duras de algunos organismos, como por ejemplo las algas verdes. El trmino barro carbonatado tambin suele ser empleado para referirse a este sedimento fino (el trmino barro, en castellano, no presenta las connotaciones granulomtricas que tiene su equivalente ingls mucl, y es un trmino de uso frecuente). 3. La calcita espartica o esparita se presenta en cristales de ms de 5 mm de dimetro. La mayor parte es de grano grueso, con cristales que fcilmente alcanzan dimensiones de I mm. Habitualmente es el componente principal del cemento de relleno de poros y, por tanto, puede haberse formado en la roca muy posteriormente al depsito original de los aloqumicos y la micrita. 5.3 Sedimentos esqueletales. Las partculas esqueletales o bioclastos son los restos, completos o fragmentados de las partes duras de organismos secretores de carbonato. La variedad en cuanto a mineraloga, estructura y morfologa de las partculas esqueletales es tal que se podran escribir varios libros con este nico tema. Cuando se trata de identificar un bioclasto es necesario poner atencin en las siguientes caractersticas: 1. La morfologa y tamao generales de la partcula. 2. La estructura interna de la pared de carbono en la partcula. Algunas estructuras son de identificacin ms fcil en LPA (nicoles cruzados) que en LPNA. Es importante distinguir aquellos bioclastos que originalmente estaban compuestos por

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calcita y que presentan por tanto estructuras de la pared bien preservadas, de aquellos otros, originalmente compuestos por aragonito y cuya estructura ha sido modificada o reemplazada durante la alteracin a la calcita.

6.

CARACTERISTICAS SEDIMENTARIAS

DE

LAS

ROCAS

Las principales caractersticas de las rocas sedimentarias son la estratificacin, las facies y el color. Estudiando el entorno actual se tienen indicios acerca de la formacin de las rocas sedimentarias: los sedimentos de grano muy fino, en un entorno costero tpico se depositan sobre los pantanos de sal, y los de grano ms grueso, en las dunas y en la playa; en ambos casos habr huellas fsiles que se conservarn para su interpretacin futura. Tambin el tamao de las partculas sedimentarias tiene que ver con el entorno de deposicin: los lodos pantanosos se acumulan en condiciones acuticas de relativa calma, mientras las dunas son depositadas por el viento y las arenas de la playa donde rompen las olas. Los granos, segn su forma y tamao demandan entornos de diferente energa y turbulencia; as la distribucin de los tamaos y forma de los granos en las playas y arenas de las dunas vara: en las primeras la granulometra muestra mejor clasificacin y las partculas aparecen muy bien redondeadas. Tamao, clasificacin y forma de granos condicionan la textura de un sedimento. Contrario a lo que ocurre con los sedimentos de entornos de baja energa, los sedimentos transportados durante largos perodos en entornos de alta energa y depositados en condiciones similares, estn bien redondeados y bien clasificados. Las corrientes rpidas transportan granos mayores no slo en suspensin por el fluido en movimiento, sino tambin por saltacin y rodamiento a lo largo de la superficie del lecho, mientras los lodos del entorno de un pantano de sal han sido depositados de la suspensin, fundamentalmente. Los organismos que viven dentro o en los sedimentos costeros o en un entorno cualquiera, son tambin huellas fsiles potenciales y tiles indicadores del entorno.

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El examen de los diferentes granos de mineral presentes en las rocas sedimentarias permite establecer la naturaleza de la roca fuente y de los procesos de meteorizacin que la degradaron. La interpretacin se facilita en granos gruesos como cantos de playas y se dificulta con una arena donde un grano puede ser slo una parte de un cristal nico. Una arenisca totalmente cuarzosa no informa sobre la roca madre pero s es testigo de varios procesos de meteorizacin, erosin y deposicin. La forma en que la roca fuente haya sido fraccionada por procesos superficiales determina la categora de la roca sedimentaria. El grado de fraccionamiento conseguido en las rocas fuentes es de importancia econmica, toda vez que favorece la formacin de concentraciones de carbono, carbonato clcico, xidos de aluminio y de hierro y evaporitas. Los diferentes tipos de rocas sedimentaria, pueden relacionarse no slo con los procesos de meteorizacin, sino tambin con la zona climtica de la Tierra en que se formaron, pues aqullas estn condicionadas por el clima, as como por las diferentes partes del ambiente tectnico sobre las cuales pueden estar operando los procesos superficiales. 6.1 La estratificacin. Es la ms importante. Cada capa marca la terminacin de un evento. Interesa en una capa su geometra interna en el conjunto, la geometra de las capas, pues dichas estructuras ponen en evidencia el ambiente de formacin. Las capas pueden ser horizontales, si el ambiente de formacin es tranquilo (lacustre); onduladas, si se trata en el ambiente de las dunas; inclinadas, si el ambiente es detrtico; rizadas, cuando son marcas de ambiente de playa; cruzadas, si el ambiente es pantano, y geodas, si son capas esfricas concntricas explicadas por un fenmeno osmtico por diferencia de salinidad. Las grietas de desecacin se producen cuando el barro hmedo se seca al aire y se genera un diseo de grietas de varios lados, tpico de lagos poco profundos que se han secado. La estratificacin grano-clasificada es una estratificacin en la cual las partculas mayores estn en el fondo de una unidad y las pequeas en la parte superior; la estratificacin cruzada es una estratificacin original en la cual los planos de los estratos estn en el

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ngulo de la superficie principal sobre la cual los sedimentos fueron depositados; la estratificacin de corriente es la misma cruzada; la estratificacin de mdano es una estratificacin cruzada de tamao ms bien grande. En las estructuras sedimentarias las ondulitas son marcas como ondas formadas por el movimiento del agua o del aire sobre la superficie de un sedimento recin depositado, y las dos principales ondulitas son la simtrica y las huellas fsiles de corriente asimtrica.

Ilustracin 20

6.2 Facies sedimentaria. El trmino alude a la acumulacin de depsitos con caractersticas especficas que gradan lateralmente a otras acumulaciones sedimentarias, formadas simultneamente, pero que presentan caractersticas diferentes. A veces se subdividen en litofacies o facies litolgicas y biofacies o facies marina. Entre las facies de agua dulce se distinguen la fluvial y la lacustre; entre las marinas, la litoral o costera, la nertica y la abisal, y entre las terrestres o continentales, muy variadas, la fluvial, la elica, la glacial, etc.

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Averiguar en qu tipo de ambiente se origin una roca sedimentaria tiene gran inters en geologa, debido a sus mltiples aplicaciones. Hace posible, por ejemplo, reconstruir la situacin de ros, torrentes y costas, hace millones de aos (reconstrucciones paleogrficas); permiten averiguar los avances y retrocesos del mar que se han producido en otras pocas, as como localizar trampas estratigrficas, lo cual es de gran inters en prospeccin de petrleo. 6.3 Color. En las rocas sedimentarias los colores gris y negro pueden explicarse por la presencia de humus y otras sustancias afines (materiales carbonosos); pero el principal agente colorante son los xidos de hierro, as: por la hematita (Fe2O2) color rosado; por la limonita, (hierro de pantanos) amarillo y caf; por la goethita (hierro acicular) pardo oscuro a negro, y por el hierro libre o nativo, verde, prpura o negro. Se recuerda que el color es una de las propiedades fsicas ms importantes de los minerales, sin embargo, deben tenerse presente: - Puede ser constante y definido para varias muestras de un mismo mineral (la pirita de brillo metlico es un indicador) o puede variar de una a otra muestra en un mismo mineral (en el cuarzo el color no es indicativo). - Como precaucin, la identificacin por los minerales se basar en muestras frescas. Se tendr en cuenta la ptina, que es una alteracin superficial pigmentada por otros minerales. - En minerales opacos y de brillo metlico, no alterados, se expondr el color del mineral. No obstante el color puede variar entre lmites amplios. 6.4 Compactacin disolucin por presin Las arenitas que no han cementado en una etapa diagentica precoz habitualmente muestran seales de compactacin. Como la mayora de sus granos son rgidos por lo general hay pocas evidencias de texturas y fracturas en ellos. Por tanto. Excepto ligeras modificaciones en el empaquetamiento de los granos que se producen durante la diagnesis precoz. los procesos ms efectivos de compactacin son los procesos de disolucin por presin. Este trmino designa a los procesos por los cuales un sedimento bajo carga litosttica desarrolla fenmenos de disolucin selectiva.

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7. DESCRIPCION DE LAS ROCAS SEDIMENTARIASLa descripcin de las rocas se hace en lenguaje grfico y alfabtico. El lenguaje grfico se apoya en diagramas y planos. Cada tipo de roca y cada rasgo estructural, tiene su propia nomenclatura. 7.1 Areniscas. La mayora estn compuestas principalmente de granos de cuarzo y arcilla en pequeas cantidades. Pueden ser, por su composicin, arcosa, si son ricas en feldespatos; cuarzosas, ricas en SiO4; grawacas, ricas en ferromagnesianos, y micazas ricas en micas. Tambin las areniscas se denominan, por la matriz cementante, as: ferruginosa, silicosa, arcillosa y calcrea. Las areniscas son tiles en construccin, revestimientos y fabricacin de vidrio. 7.2 Areniscas de cuarzo. Son el resultado de una considerable fragmentacin de restos de roca soltados por procesos de meteorizacin como lo demuestra su pobreza en minerales incapaces de resistir la meteorizacin qumica. Texturalmente exhiben gran porosidad y permeabilidad, por lo menos inmediatamente despus de su deposicin, pues ms tarde los poros sern rellenados por cemento mineral, compuesto frecuentemente de slice o calcita, e incluso hierro. Una variedad, de las arenas verdes, es arenisca de cuarzo con glauconita, tpica de ambiente marino, y otra las areniscas (y pizarras) de los lechos rojos, a causa de las hematites que recubren los granos de arena y que denuncian un grado de aridez del entorno de deposicin donde la lmina acufera permaneci baja permitiendo a los minerales de hierro su oxidacin. 7.3 Arcosa. Esta arenisca adems de cuarzo, tiene feldespato en una cantidad del orden del 25%. Ambos minerales soportan la degradacin mecnica durante el transporte, siendo el segundo ms susceptible a la descomposicin. Su aparicin en proporciones mayores a las de un pequeo porcentaje, evidencian condiciones de aridez y de transporte corto o rpido.

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7.4 Grawaca. El trmino significa gris y duro y describe bien esta arenisca que contiene una mezcla de productos de meteorizacin de rocas gneas y metamrficas, en los que se incluyen, adems de partculas de descomposicin mecnica, minerales arcillosos de la meteorizacin qumica. Las grawacas son el resultado de un fraccionamiento incompleto de productos de meteorizacin, reflejado en la pobre clasificacin y escasa redondez de los clastos. Las rocas usualmente duras y oscuras en extremo pueden confundirse con basaltos si las variedades de grano son finas. Se asocian con pizarras negras, sobre todo cuando son fruto de corrientes de turbidez o de densidad. 7.5Brechas. La palabra significa cascote y con ellas se describe una roca formada por fragmentos angulosos; dichaangulosidad significa una cantidad mnima de transporte, razn por la cual la fuente est cercana y puede estar asociada a arrecifes de coral, fsil y moderno. Los depsitos de brechas pueden formarse por la meteorizacin mecnica en la cara de los acantilados en cuya base se forman los taludes o depsitos de deyeccin; tambin pueden ser depositados por ros de flujo espordico en regiones ridas. Las brechas son tiles en construccin, revestimiento y decoracin. 7.6 Conglomerados. Se distinguen de las brechas por la naturaleza redondeada de sus clastos. Si los clastos se tocan entre s se dice que es clastosoportado y se sabe que ha sido depositado en condiciones de alta energa, como puede ser el contexto de playa o la llanura de inundacin de un gran ro no sujeto a perodos de desecacin. Si es matriz soportado, caso en que los clastos ms grandes se separan por una matriz fina de arena y arcilla, indica que el material sedimentario fue transportado y depositado rpidamente sin dar lugar a la clasificacin del depsito. 7.7Rocas calcreas. Calizas y dolomas, contienen por lo menos la mitad, o bien de calcita o bien de dolomita. Ambos minerales pueden estar formados como precipitaciones directas del agua del mar, pero la forma ms importante en la que el calcio y el magnesio - liberados originalmente por meteorizacin qumica- quedan fijados, es mediante la secrecin de minerales carbonatados, por animales y plantas.

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En la actualidad, los sedimentos calcreos, aparte de los lodos de mares profundos, se encuentran frecuentemente slo en clima tropical y subtropical donde florecen los organismos secretores del carbonato. Su aparicin, la de antiguas rocas calcreas, es un indicador paleoclimtico. 7.8 Calizas. Pueden ser de agua dulce o de origen marino, y componerse de material qumicamente precipitado, orgnico o detrtico. La mayora de las calizas se formaron en aguas poco profundas y las condiciones de turbulencia o de ambiente tranquilo se reflejan en la existencia del soporte de grano con relleno de calcita cementante en el primer caso, o la existencia de espacios porosos rellenos con lodo carbonatado, en el segundo. Las calizas son la materia prima de la cal y el cemento, complementando el proceso con arcillas ferruginosas. Las calizas fosfricas son tiles como materia prima para fertilizantes. Hay calizas tiles en litografa (detrtica de ambiente marino) y para productos refractarios (organgena marina). 7.9 Dolomas. La roca tiene una mezcla de carbonato clcico y magnsico y puede tener dos orgenes. El primero aparece dentro de la cuenca de deposicin, slo a unos cuantos decmetros por debajo de la superficie e inmediatamente despus de la deposicin de la caliza, en un proceso asociado a la formacin de las evaporitas, y el segundo tiene lugar a ms profundidad y mucho tiempo despus de la deposicin (aqu se produce una dolomita de grano grueso y la sustitucin est causada por soluciones ricas en magnesio que se filtran a travs de la caliza). 7.10 Rocas ferruginosas. Pueden ser de tres tipos: las ferruginosas veteadas, de edad precmbrica, que muestran lminas de xido de hierro, carbonato de hierro o sulfuro de hierro, y slice tipo calcedonia. Contienen varias estructuras sedimentarias incluyendo marcas de rizadura y grietas de lodo, las que sugieren deposicin en aguas poco profundas. Las rocas de hierro ooltico sedimentario, formadas durante los ltimos 600 millones de aos, que poseen las caractersticas texturales de las calizas, pero no estn compuestas de carbonato clcico sino de minerales de hierro, incluyendo el carbonato de hierro y los silicatos ferroalumnicos que pueden

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formarse slo en condiciones anxidas, y las rocas ferruginosas de arcilla, que resultan insignificantes cuantitativamente, hoy en da, pero que soportaron la industria del acero asociada a campos de carbn. Estn conformadas por acumulaciones redondas de carbonato de hierro, que sustituyen las pizarras en muchos estratos, especialmente cubriendo vetas de carbn. Estas rocas, de ambiente continental y marino, facilitan la obtencin del hierro. 7.11 Bauxitas y lateritas. Dos productos de la meteorizacin qumica en donde el material no ha sido disuelto incluso despus del ms intenso ataque por aguas subterrneas cidas y se han dado condiciones para que la erosin mecnica y la retirada del material sean virtualmente nulas. Este es el ambiente tropical de las tierras bajas o las reas planas mal drenadas, donde la capa residual del perfil de meteorizacin, compuesta de hidrxidos de hierro y aluminio, se conoce como laterita. Cuando la mayor parte de los componentes de hierro es lixiviada de una laterita, se convierte en la bauxita; ambos depsitos estn coloreados generalmente con profundos tintes de rojo, marrn y naranja. 7.12 Evaporitas. Son rocas sedimentarias producidas en clima clido y rido, por la evaporacin del agua del mar. Experimentalmente al evaporarse el agua marina se origina la formacin de carbonato clcico, despus sulfato clcico (yeso) y finalmente las sales ms solubles, incluida la halita (sal comn). Sin embargo, cuantitativamente las evaporitas no pueden deberse a una simple evaporacin puesto que una capa de metro y medio de halita requiere la desecacin de 100 metros de profundidad marina y hay muchos depsitos de sal con cientos de metros de espesor en mares abiertos. El resultado de tales procesos, si se dan sedimentos porosos, es que la caliza original se sustituye por dolomita de grano fino y el sulfato clcico (anhidrita) crece dentro del sedimento y lo deforma. 7.13 Chert. Roca silcea densa y dura, compuesta de slice casi pura, bien con una cristalizacin extremadamente fina o criptocristalina que no muestra evidencia alguna de estructura cristalina regular. El jaspe, el pedernal y el palo son variedades denominadas

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calcedonias. Hay dos tipos diferentes de chert: los que sustituyen a las calizas en forma de ndulos o vetas de calcedonia y los realmente estratificados asociados con pizarras o con formaciones estratificadas de piedra ferruginosa. Los primeros provienen de microfsiles silceos como los organismos unicelulares marinos llamados radiolarios; los segundos forman el slex, son de origen inorgnico y pueden estar asociados a precipitados, lavas submarinas o ceniza volcnica. 7.14 Shale o lutita. Se denominan as a las limolitas y arcillolitas mejor consolidadas. La marga es una lutita calcrea. Segn el grado de consolidacin diagentica, pueden clasificarse as: - De bajo grado de consolidacin. Arcillolita, lodolita y limolita. - De mediano grado de consolidacin. Shale arenoso, shale lodoso y limolita laminada. - De alto grado de consolidacin. Argilita, una roca ms competente que las anteriores. Aunque la argilita sea ms resistente y menos deformable, no es por ello la ms durable, pues las lutitas, pueden tener mucho o poco cementante pero su durabilidad est supeditada a su naturaleza silcea, ferruginosa o calcrea.

8. SEDIMENTOS ORGANICOSLos compuestos orgnicos se descomponen rpidamente por la accin de bacterias anaerbicas (o de putrefaccin) pues en contacto con el aire se oxidan por la accin de bacterias aerbicas (que consumen oxgeno). Si los materiales se cubren de aguas pobres en oxgeno se fermentan por la accin anaerbica incrementando su porcentaje de carbono libre. 8.1 Carbn y petrleo. El carbn se forma en los continentes a partir de materiales vegetales; el petrleo en el ocano a partir de microorganismos animales y vegetales (plancton). Del metamorfismo de los carbones se obtienen esquistos grafitosos, no el diamante, asociado a rocas gneas ultrabsicas.

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- El carbn. Existen dos tipos de cuencas hulleras, las parlicas o costeras como el Cerrejn, que son extensas pero de poca potencia (medio metro de espesor en promedio) y las lmnicas o intramontaosas, cuenca carbonfera de Quincha- Riosucio, del terciario carbonfero de Antioquia que son de poca extensin pero cuya potencia llega a los 5 metros en promedio. En las cuencas costeras los estratos del ciclotema son: conglomerados, areniscas, pizarras arenosas y con races, pizarras fsiles y estriles, vienen luego las capas marinas (caliza marina y pizarra marina, ambas con fsiles y pizarras ferruginosas). En las cuencas continentales, faltan en el ciclotema las capas marinas. - Petrleo. Los hidrocarburos slidos, lquidos y gaseosos dependen de la longitud de las cadenas de los compuestos. Las largas para los primeros, por ej., asfalto y betunes, las ms cortas para los gaseosos, como metano, acetileno, propano y butano. La porcin lquida flotar sobre aguas marinas fsiles. La presin de extraccin del yacimiento la dan los gases, disueltos. Todo el compuesto se origina del plancton que por accin anaerbica, similar al proceso de carbonatacin, se transforma en sapropel - hay carbn saproplico- y luego en hidrocarburos. La roca madre es marina pero en la orogenia el petrleo aprovecha acuferos y emigra al continente a zonas de menor presin con dos posibilidades: dispersarse en la atmsfera para perderse en la accin anaerbica o entrar a reservorios preservndose gracias a trampas de cinco tipos: pliegues anticlinales, fallas, diapiros salinos (domos), lentes de masas coralinas (calizas) y otros tipos de discordancias.

9. GEOLOGA DEL PETRLEO.9.1 Origen, tipos de roca y trampas. El producto es un compuesto qumico complejo en el que coexisten partes slidas, lquidas y gaseosas. Lo forman, por una parte, unos compuestos denominados hidrocarburos, formados por tomos de carbono e hidrgeno y, por otra, pequeas proporciones de nitrgeno, azufre,

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oxgeno y algunos metales. Se presenta de forma natural en depsitos de roca sedimentaria y slo en lugares en los que hubo mar. Su color es variable, entre el mbar y el negro, el significado etimolgico de la palabra petrleo es aceite de piedra, por tener la textura de un aceite y encontrarse en yacimientos de roca sedimentaria. Factores para su formacin: Ausencia de aire. Restos de plantas y animales (sobre todo, plancton marino). Gran presin de las capas de tierra. Altas temperaturas. Accin de bacterias.

Los restos de animales y plantas, cubiertos por sedimentos durante muchos millones de aos sometidos por tanto a grandes presiones y altas temperaturas, junto con la accin de bacterias anaerobias (es decir, que viven en ausencia de aire) provocan la formacin del petrleo. El hecho de que su origen sea muy diverso, dependiendo de la combinacin de los factores anteriormente citados, provoca que su presencia sea tambin muy variada: lquido, dentro de rocas porosas y entre los huecos de las piedras; voltil, es decir, un lquido que se vuelve gas al contacto con el aire; semislido, con textura de ceras. En cualquier caso, el petrleo, de por s, es un lquido y se encuentra mezclado con gases y con agua. 9.2 Localizacin. Al ser un compuesto lquido, su presencia no se localiza habitualmente en el lugar en el que se gener, sino que ha sufrido previamente un movimiento vertical o lateral, filtrndose a travs de rocas porosas, a veces una distancia considerable, hasta encontrar una salida al exterior en cuyo caso parte se evapora y parte se oxida al contactar con el aire, con lo cual el petrleo en s desaparece- o hasta encontrar una roca no porosa que le impide la salida. Entonces se habla de un yacimiento. NOTA: El petrleo no forma lagos subterrneos; siempre aparece impregnado en las rocas porosas. Yacimiento Estratigrfico: En forma de cua alargada que se inserta entre dos estratos.

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Yacimiento en Anticlinal: En un repliegue del subsuelo, que se almacena el petrleo en el arqueamiento del mismo. Yacimiento en Falla: Cuando el terreno se fractura, los estratos que antes coincidan se separan. Si el estrato que contena petrleo encuentra entonces una roca no porosa por consecuencia de la falla, se forma el yacimiento.

En las ltimas dcadas se ha desarrollado enormemente la bsqueda de yacimientos bajo el mar, los cuales, si bien tienen similares caractersticas que los terrestres en cuanto a estructura de los yacimientos, presentan mayores dificultades a la hora de su localizacin y, por aadidura, de su explotacin. La interpretacin de la historia tectnica de una regin, se basa en gran parte en las relaciones mutuas de los estratos y la identificacin de discontinuidades de diversos tipos en la sucesin sedimentaria. Diastemas. El techo de cualquier capa ha funcionado como parte del fondo del mar, de un lago o de un ro, y sobre ella se produjo posteriormente una depositacin, o bien, durante cierto tiempo se form una superficie en tierra firme, como en el lado de depsitos elicos. Tales superficies representan un determinado perodo de tiempo, del orden de horas o minutos, en el caso de la depositacin torrencial de gravas y arenas, pero en otros medios, es de millares de aos. El tiempo transcurrido hasta la nueva depositacin es un diastema. Los diastemas son las discontinuidades ms pequeas identificables en el depsito de las series sedimentarias.

En una disconformidad, las capas ms recientes yacen sobre otras con seguridad de ms antigedad. Las capas son aproximadamente paralelas pero existe un intervalo erosivo en su contacto.

Una discordancia, o mejor dicho, una discordancia angular, tiene lugar cuando unas capas ms recientes se encuentran sobre otras ms antiguas, las cuales han sido inclinadas o plegadas y sobre las que posteriormente ha actuado la erosin antes del depsito de los estratos suprayacentes. Existen diferencias de echado o de echado y azimuth, entre los dos grupos de capas.

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El trmino disconformidad se puede utilizar en el caso de una superficie de erosin fosilizada que separa un cuerpo intrusivo de los sedimentos suprayacentes. La evaluacin del tiempo transcurrido o hiato, representado por una discordancia y su significado respecto a la erosin y falta de depositacin, no es tarea fcil.

Ilustracin 21 Diferentes tipos de discordancias

Los hidrocarburos se encuentran en y ocupando los huecos o poros de las rocas sedimentarias, ya sean clsticas, como areniscas y brechas, o no clsticas, representadas por las calizas y dolomas. En ellas, la porosidad puede ser sucrsica o de matrz para las areniscas y denominada primaria para las calizas y dolomas.

En las dos clases de rocas se puede tener porosidad secundaria, representada en ambas, por la presencia de fracturas, y en las no clsticas, esta propiedad es incrementada por la presencia de la porosidad vugular (del ingls vugs) o por cavidades de disolucin. Las rocas que presentan las anteriores caractersticas reciben el

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nombre de rocas almacenadoras, ya que como se observa, son las que almacenan a los fluidos. De lo que se puede derivar el clculo de la saturacin de agua (Sw) y consecuentemente la de hidrocarburos (Shr). La facilidad con que los fluidos pueden desplazarse a travs de las rocas es la permeabilidad, la que tambin es importante definir para poder calcular la productividad de un estrato. Las capas de rocas sedimentarias con impregnacin forman yacimientos, los que requieren de la presencia de un tipo de roca que evite la migracin de los fluidos, que se denomina roca sello, y cuya caracterstica es que son de grano muy fino y por lo tanto impermeable. Buenos representantes de este tipo son las lutitas y las anhidritas. La trampa es el elemento geolgico base, indispensable para la acumulacin de hidrocarburos. sta puede ser de tipo estructural, estratigrfica y combinada. Las del primer tipo son formadas por esfuerzos tectnicos, resultando ciertas estructuras, entre stas la ms conocida, la trampa anticlinal, y otras, como fallas, discordancias, etc.

Ilustracin 22 Ejemplos de diferentes tipos de trampas.

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Las trampas estratigrficas estn representadas por cambios de facies, generalmente laterales, pudiendo indicar transgresiones y regresiones con sus cambios litolgicos asociados. Las trampas combinadas son, como su nombre lo dice, una combinacin de las dos previamente descritas. Ubicar todas las caractersticas antes mencionadas en el espacio para delimitar zonas con ms posibilidades petrolferas, resulta en una zona de plataforma continental, en donde se renen las condiciones para la generacin, acumulacin y entrampamiento de hidrocarburos.

Ilustracin 23 Ejemplo de una roca madre.

Aqu se est considerando el origen orgnico del petrleo, formado a partir de la acumulacin de materia orgnica, que como se ha demostrado actualmente, est mayormente constituida por plancton, (fitoplancton y zooplancton, siendo animales y plantas microscpicas, respectivamente) que es una nata de organismos microscpicos que se encuentran flotando en las aguas de los ocanos, que son ms abundantes en las desembocaduras de los grandes ros, y consecuentemente, sobre las plataformas continentales, los que al morir son cubiertos inmediatamente por sedimento fino, evitando su descomposicin, formando as las rocas generadoras.

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Implicando tiempo geolgico, temperatura y presin, se tendr la generacin de hidrocarburos, que se acumularn en rocas almacenadoras, depositadas en la misma plataforma, y que pueden ser areniscas, calizas y hasta brechas arrecifales, si existen las condiciones ambientales para la existencia de esta estructura de origen orgnico. La existencia de sedimentos y/o condiciones para la precipitacin de evaporitas, generar la roca sello necesaria.

Las trampas necesarias para la acumulacin econmica y el medio ambiente de depsito arriba descrito, sugiere la existencia de un geosinclinal (grandes cuencas de depsito, de miles de kilmetros de largo y cientos de kilmetros de ancho, generalmente localizados en las mrgenes de los continentes) en el que se presentan las condiciones antes descritas para el depsito, acumulacin y entrampamiento de hidrocarburos, lo que ocurre en la etapa final de deformacin del geosinclinal, formando tipos de pliegues como sinclinales y anticlinales con todas sus variantes, es decir, fallas mayormente inversas que resultan de la deformacin final, y normales, que pueden ser atribuidas al reacomodo isosttico despus de que ha finalizado la deformacin del geosinclinal.

1. REGISTROS GEOFISICOS10.1 La evaluacin de formaciones. A principios del siglo pasado la perforacin de los pozos en bsqueda de agua se realizaba a travs de la tcnica conocida como de pulseta o percusin (ilustracin 24), la que tambin era utilizada en la industria petrolera mundial y en la cual ya se iniciaba el empleo del mtodo de la perforacin rotatoria (ilustracin 24).

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Ilustracin 24

En ambos casos el control litolgico durante el avance de la perforacin era deficiente, siendo ms acentuado en el primer mtodo al efectuarse la recuperacin de los recortes despus de cierto intervalo de avance en la perforacin, usando una cubeta la cual recuperaba los detritos mezclados del intervalo perforado (ilustracin 25).

Ilustracin 25

Con el mtodo rotatorio, la calidad y la confiabilidad de la recuperacin de los recortes (ilustracin 25) mejor siempre y cuandose contara con un buen control del tiempo de atraso, es decir el tiempo de viaje del recorte del fondo a la superficie, sin embargo, con una buena observacin del avance y control del tiempo de perforacin es posible definir los contactos litolgicos identificando los quiebres de velocidad (ilustracin 26).

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Ilustracin 26

An con este avance tecnolgico en la perforacin, las descripciones litolgicas, contactos formacionales o control paleontolgico no ha dejado de tener un cierto grado de contaminacin. El 5 de septiembre de 1927, hace acto de presencia el registro elctrico, invencin de Conrad Schlumberger, obtenindose por primera vez en el pozo Diefenbach No. 2905 de la Compaa Pechelbronn S.A.S.M. (ilustracin 27), tecnologa que permiti hacer definiciones de lmites de capas, as como, correlacin entre pozos, aplicaciones que a la fecha de hoy siguen siendo de actualidad.

Ilustracin 27

Estaba constituido nicamente por una curva de resistividad la cual era obtenida en estaciones de metro en metro, y an con esta limitada informacin fue posible definir contactos entre litologas, proporcionando un apoyo invaluable a los gelogos para marcar cambios litolgicos con mucho ms precisin y con datos paleontolgicos fue posible marcar cambios formacionales (ilustracin 28). R. Desbrandes defini un registro de pozo como

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toda aquella presentacin grfica de una caracterstica de las formaciones atravesadas por un pozo en funcin de la profundidad.

Ilustracin 28

El xito de esta tecnologa ofreci una amplia visin de aplicaciones en la industria petrolera mundial, se tiene conocimiento que el registro elctrico lleg entre 1929-1931 a Venezuela (pozo La Rosa No. 216), a Canad y a Mxico a travs de las compaas Royal Dutch-Shell y British Petroleum antes de 1938, obtenindose tres curvas de potencial natural y dos de resistividad. A partir del 18 de marzo de 1938, los equipos Schlumberger que estaban en el pas fueron acondicionados y operados por tcnicos mexicanos, siendo el primer pozo perforado por Petrleos Mexicanos en 1938, el Plan No. 55, situado en un lugar cercano al poblado de las Choapas, Ver., llegando a una profundidad de 841 m, donde tambin se tom su registro elctrico con los equipos que haban quedado en territorio mexicano (ilustracin 29).

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Ilustracin 29

Durante el periodo comprendido entre 1938 y 1943, la empresa Schlumberger ofreci a PEMEX ventas de equipo y refacciones para mantener en actividad aquellos pocos equipos existentes a travs de su agencia en Panam, sin embargo, el 25 de octubre de 1943, se firm el contrato entre Petrleos Mexicanos y Schlumberger Surenco S. A. en el cual se acord la operacin, venta del equipo y la capacitacin para operacin del mismo. Fue el 20 de diciembre del mismo ao, cuando la compaa mencionada corri su primer registro elctrico en el pozo Poza Rica No. 25 (ilustracin 30), con tcnicos extranjeros y mexicanos; este registro se present con dos curvas de potencial natural y una de resistividad.

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Ilustracin 30

Es alrededor de 1945 cuando aparece el registro elctrico con las curvas de potencial natural con dos y tres curvas de resistividad; se tienen ya claros los conceptos de efecto de invasin del filtrado de lodo, as como, las limitaciones de los arreglos de medicin en su resolucin vertical en capas de poco espesor o frente a estratificacin de capas delgadas (ilustracin31).

Ilustracin 31

Para esta poca con los trabajos de Archie, entre otros, ya se tenan claros los conceptos de Rt para resistividad verdadera de la formacin sin influencia del filtrado de lodo y de Ro para la

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resistividad de la formacin considerando que est saturada totalmente por agua (ilustracin 31); as como, los de factor de formacin, ndice de resistividad y saturacin de agua (ilustracin 32), sin embargo, las determinaciones de porosidad no pudieron realizarse con cierta confiabilidad hasta que no hizo su aparicin el registro microelctrico o micro registro como era comnmente llamado, herramienta que se introduce en nuestro pas en 1950.

Ilustracin 32

Ilustracin 33

Con la presencia de esta herramienta (ilustracin 32) con la cual era posible medir la resistividad en la zona de mxima influencia de

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filtrado, se determinaba un valor de porosidad despus de llegar artificiosamente a un valor de Rxo (ilustracin 33) y cualitativamente a la conclusin de la presencia de permeabilidad, siempre y cuando la porosidad fuera mayor a 0.10, los llamados mtodos de anlisis de Arenas Arcillosas (Shaly Sands) para evaluacin de cuerpos arenosos y de Montaas Rocallosas (Rocky Mountain) para rocas calcreas, eran los mtodos ms utilizados en la interpretacin de los registros elctricos.

Ilustracin 34

Ilustracin 35

Los Analistas de Registros de esa poca con esta limitada informacin, mas la del registro Radioactivo (Rayos Gamma-Neutrn) (ilustracin 34) que se oper a partir de 1954 en Mxico, se obtenan los datos mnimos necesarios para considerar que intervalo tena posibilidad de ser productor de hidrocarburos, tales como espesor, porosidad, saturacin de agua, su complemento, saturacin de hidrocarburos y volumen de arcillocidad (ilustracin 34); datos que son requeridos en el clculo de reservas, contando, naturalmente con un plano estructural del yacimiento descubierto (ilustracin 35) y cualitativamente la presencia de permeabilidad.

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Ilustracin 36

Ilustracin 37

Ilustracin 38

En el inicio de los aos 60 se comienzan a utilizar en nuestro pas los registros de Induccin (IES) con la sonda 6FF40 (ilustracin 36) y Snico de porosidad (BHC) (ilustracin 37); estos registros ya se estaban utilizando en el mundo petrolero desde 1950, pero con versiones que estaban en desarrollo y modificaciones, con ellos los mtodos convencionales de interpretacin comienzan a ser modificados, siendo los departamentos de Geologa del Subsuelo de la Gerencia de Exploracin de distintas zonas petroleras de Mxico las que establecen los cambios y criterios en los mtodos de interpretacin basados principalmente en conceptos geolgicos.

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Ilustracin 39

Ilustracin 40

Los antiguos Analistas de Registros inician la Evaluacin de Formaciones considerando que las rocas almacenadoras y potencialmente productoras de fluidos deben de reunir ciertas caractersticas fsicas como son la porosidad y permeabilidad entre otras, las cuales dependen de sus caractersticas geolgicas en su depsito. Caso concreto al respecto, se menciona en el llamado DFNE (Distrito Frontera Noreste), ahora denominado Cuenca de Burgos (ilustracin 39), los cuerpos arenosos productores del rea que van del Paleoceno al Mioceno; hasta el ao de 1965 era regla no recomendar intervalos con saturaciones de agua, superiores al 0.50 pues se consideraba que estos produciran agua; hoy se han considerado como potencialmente productores de hidrocarburos an con saturaciones de agua entre 0.65-0.70.

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Ilustracin 41

Con la llegada de los registros de Induccin y Snico anteriormente mencionados, se comienza a utilizar en 1966 un mtodo de interpretacin conocido como el Rw, as como, FR/FS, con estos mtodos en la seccin de Evaluacin de Formaciones del Departamento de Geologa del Subsuelo del DFNE en Reynosa se comenzaron a romper paradigmas sobre los lmites de saturacin de agua y que este depende del volumen de agua adherida a la pared de los poros los cuales son controlados por el tamao y acomodo de los clsticos, consecuencia de los ambientes de depsito. Otro mtodo tambin empleado para la evaluacin de porosidad y saturacin de agua en esa poca por las secciones de Evaluacin de Formaciones de Exploracin, fue el denominado Porosidad vs Resistividad (Grfico de Hingle) (ilustracin 42 y 43), utilizando los registros de Induccin y Snico de Porosidad; con este modelo de interpretacin era posible determinar simultneamente un valor bastante aproximado de la resistividad del agua de formacin (Rw).

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Ilustracin 42

Ilustracin 43

En 1969 se comienzan a utilizar los registros de Densidad de Formacin (ilustracin 44) y Neutrn Lateral de Porosidad (ilustracin 45), tambin conocido como Epitermal y que fue el antecesor del Neutrn Compensado de Porosidad; con estos dos registros y la informacin del Snico de Porosidad, Microproximidad e Induccin, se efectu en 1970 el primer registro computarizado manualmente en PEMEX en el pozo Topo No. 1, en el cual se interpretaron los intervalos que resultaron productores en la Formacin Queen City (Anexos 4 y 5).

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Ilustracin 44

Ilustracin 45

Otro ejemplo de interpretacin continua efectuada manualmente se muestra en la evaluacin de movilidad de hidrocarburos del pozo Arenque No. 22 efectuado en 1972 (ilustracin 45), en el cual en un intervalo del Jursico San Andrs, en un grainstone ooltico con buena porosidad e impregnacin de hidrocarburos, una seccin, no result productora por presentar muy baja permeabilidad; la razn fue determinada en un anlisis petrogrfico en donde se concluy que por un proceso diagentico tardo, la porosidad haba quedado ocluida, no permitiendo la movilidad de los hidrocarburos. Seccin iluminada con mayor presencia de hidrocarburos.

Ilustracin 46

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En estos aos 1965-1972 en PEMEX no se tenan equipos para digitalizar la informacin analgica de los registros geofsicos de pozos y para efectuar las evaluaciones antes mencionadas fue necesario leer los registros a cada metro o a cada medio metro en copias en papel en escala 1:200 y la informacin digital procesarla en un centro de cmputo utilizando los algoritmos o las grficas de interpretacin publicadas por las diferentes compaas de registros. En los finales de los aos 60 se intensific la exploracin en el Golfo de Mesozoico de Sabinas (ilustracin 46), dando por resultado el establecimiento de produccin de gas en el inicio de los aos 70 en el pozo Buena Suerte 2A, siendo muy oportuno mencionar que para esta provincia geolgica, los objetivos de prospeccin petrolera son rocas del Cretcico y Jursico, constituidas por calizas y dolomas de baja porosidad primaria, pero los intervalos que han resultado productores se ha observado que estn fracturados.

Ilustracin 47

Para esta poca como anteriormente fue anotado, el registro con el cual se lograba una lectura de Rt confiable en rocas de mediana a baja resistividad en la industria petrolera mexicana, era el registro de

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induccin, sin embargo, ante rocas de baja porosidad la resistividad es muy alta (superior a 200 ohm-m) (ilustracin 46), y ante esta situacin el registro mencionado no mostraba lecturas confiables, sin embargo se logr una identificacin de las zonas de inters utilizando un mtodo conocido como M-N plot o de litoporosidad (ilustracin 47) utilizando la combinacin de los registros Snico, Densidad y Neutrn, que permitieron definir las zonas de fracturas y con gas (Anexo 6).

Ilustracin 48

Ilustracin 49

En donde:

El pozo Buena Suerte 2A no se manifest en el intervalo productor durante su perforacin (ilustracin 48), pero fue identificado con el modelo de interpretacin mencionado y ms tarde confirmado con el uso de un registro denominado Snico de Densidad Variable (ilustracin 49).

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Ilustracin 50

Ilustracin 51

Este mtodo fue utilizado en el DFNE en la evaluacin de formaciones de los pozos con objetivos mesozoicos y paleozoicos. La informacin integrada de los tres registros snico, densidad y neutrn (ilustracin 50) permitieron en los departamentos de estudios sedimentarios la construccin de registros compuestos con los cuales adems de definir los lmites de capas, permitan incluir los cambios litolgicos y de facies en la sedimentacin, incorporando datos paleontolgicos, de anlisis petrogrficos y sedimentolgicos observados tanto en los recortes de perforacin como en los ncleos.

Ilustracin 52

En 1974 se inician las operaciones con el registro Doble Elctrico Enfocado (DLL) (ilustracin 52) con el cual se satisfacen los requerimientos de lecturas de Rt en rocas de alta resistividad y por consecuencia se facilita la evaluacin de las rocas carbonatadas

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tanto en la Regin Norte como del Sur, en donde a partir de 1972 se haban descubierto los yacimientos mesozoicos de Chiapas-Tabasco. Registros nucleares. La determinacin de la porosidad de la formacin se puede hacer de manera indirecta a travs de las medidas obtenidas de herramientas nucleares. Las herramientas nucleares utilizan fuentes radiactivas. Mediante la medicin de la forma de interactuar, con la formacin de las partculas irradiadas por la fuente, se puede determinar algunas caractersticas. Se tienen tres tipos de herramientas nucleares: Rayos Gamma y espectroscopia mediante radiacin natural. Neutrn compensado mediante neutrones Litodensidad compensada mediante rayos gamma. Las herramientas para medir la radiacin natural no requiere de fuentes radiactivas y la informacin que proporcionan es til para determinar la arcillosidad y contenido de minerales radiactivos de la roca. Las herramientas de neutrn compensado y litodensidad requieren fuentes radiactivas emisoras de neutrones rapidos y rayps gamma de alta energa, respectivamente. Dada la forma diferente en que las partculas interaccionan con la materia, resulta til la comparacin directa de las respuestas obtenidas para la deteccin de zonas con gas, arcillosas, etc. De manera general tenemos:

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Ilustracin 54

En donde: porosidad del registro neutrn compensado D porosidad del registro de lithodensidad.

Registros resistivos. La resistividad de la formacin es un parmetro clave para determinar la saturacin de hidrocarburos. La electricidad puede pasar a travs de una formacin solo debido al agua conductiva que contenga dicha formacin. La resistividad de una formacin depende de: La resistividad de agua de formacin. La cantidad de agua presente.

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La geometra estructural de los poros.

La resistividad de una sustancia, es la resistencia medida entre lados opuestos de un cubo unitario de la sustancia a una temperatura especfica. La resistividad se presenta en forma matemtica de la siguiente manera:R=r AL

Donde: R es la resistividad en ohmio-metros, r es la resistencia en ohmios, A es el rea en metros cuadrados, y L es la longitud en metros.

La cantidad de aceite o gas contenido en una unidad de volumen del yacimiento, es el producto de su porosidad por la saturacion de hidrocarburos. Para deducir la resistividad de formacion en la zona no invadida, las medidas de resistividad se usan, solas o en cimbinacion. Es deicr, atrs de la zona contaminada por los fluidos de control del pozo. Tambien se usan para determinar la resistividad cercana al agujero. Las medidas de resistividad junto con las de porosidad y resistividad del agua de formacion se usan para obtener la saturacion de agua. La saturcion obtenida de las resistividades somera y profunda se comparan para evaluar la productividad de la formacion. La resistiviad de una formacion