Upload
al-martin
View
34
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
MateriaMateria orgorgnicanica: : formaciformacinn y y preservacipreservacinnGeneraciGeneracinn de de PetrPetrleoleoEvaluaciEvaluacinn de la de la RocaRoca GeneradoraGeneradoraModeloModelo de de MaduraciMaduracinn termaltermal
OrigenOrigen y y MaduraciMaduracinn de la de la MateriaMateriaOrgOrgnicanica en en laslas CuencasCuencas PetrolPetrolferasferas
Lic. Nstor HirtzCt. de Geol. de Yacimientos Combustibles
Fac. de Ciencias NaturalesUniversidad Nac. de la Patagonia, S. J. Bosco
GeneraciGeneracinn del del PetrPetrleoleo
En la memoria de Jos y Ana Fuchs honramos a los esforzados
petroleros que afloraron el hidrocarburo en el Pozo N 2
Pozo N 2
Definicin de Sistemas Petroleros
Es un sistema Es un sistema fisicofisico--ququmico mico dindinmico de generacimico de generacin y n y
concentraciconcentracin de petrn de petrleo que leo que funciona en una escala de tiempo y funciona en una escala de tiempo y
espacio geolespacio geolgico.gico.
(G. (G. DemaisonDemaison))
EL SISTEMA PETROLERO
La Tierra es un gran Laboratorio natural
donde se desarrolla la vida y la materia
orgnica y el terreno que la contiene
evolucionan por la energa del sol y la energa interna del
planeta
Migra
cin
Maduracin
Generacin
Reservorio
Sello
Trampa
Definicin de Sistemas PetrolerosEs un sistema natural que Es un sistema natural que
engloba un volumen de engloba un volumen de roca generadora activa y roca generadora activa y todos los hidrocarburos todos los hidrocarburos
relacionados y que incluye relacionados y que incluye todos los elementos todos los elementos
geolgeolgicos y procesos que gicos y procesos que son esenciales para que la son esenciales para que la
acumulaciacumulacin del n del hidrocarburo exista.hidrocarburo exista.
((MagoonMagoon y y DowDow)
Leslie B. Magoon
)
La GENERACION Y ACUMULACION de HC en forma tcnica y econmicamente
explotable depende del funcionamiento apropiado y concatenado de seis
componentes del sistema:
Migracin
Maduracin
Trampa
Generacin
Flujo trmico- Tiempo
Primaria
Secundaria
Reservorio
Sello
ESTRUCTURACION DEL SISTEMA PETROLERO
Geologa -Geofsica-Geoqumica - Bioestratigrafa
TerminacinIngeniera de reservorios
Produccin
Geologa de reservorios
SISTEMA PETROLERO
PROSPECCIN
DESARROLLO DEL RESERVORIO
SistemaSistema PetroleroPetrolero o (Petroleum System) o (Petroleum System)
HipHiptesistesis de de trabajotrabajo sobresobre::
I. I. GeneraciGeneracinn de de PetrPetrleoleo..
II.II. MigraciMigracinn..
III.III. EntrampamientoEntrampamiento..
IV.IV. AcumulaciAcumulacinn en en ReservorioReservorio
BasadoBasado en en estudiosestudios geolgeolgicosgicos geofgeofsicossicos -- geoqugeoqumicosmicos
Los Los ElementosElementos EscencialesEscenciales parapara tenertener unauna acumulaciacumulacinn son:son:RocasRocas: : GeneradoraGeneradora, , SelloSello, , ReservorioReservorio y de y de CoberturaCobertura
Los Procesos para que la acumulaciLos Procesos para que la acumulacin se cree y perdure:n se cree y perdure:
GeneraciGeneracin, Migracin, Migracin, Entrampamiento y Acumulacin, Entrampamiento y Acumulacinn
Por tratarse de un Por tratarse de un SistemaSistema estos procesos deben actuar en estos procesos deben actuar en forma forma concatenada e interdependienteconcatenada e interdependiente en tiempo y espacio en tiempo y espacio para llegar desde la materia orgpara llegar desde la materia orgnica hasta el reservorio.nica hasta el reservorio.
SistemaSistema PetroleroPetrolero: : ElementosElementos y y ProcesosProcesos
GenGenticamenteticamente el el SistemaSistema PetroleroPetrolero comprendecomprende 3 3 factoresfactores::
CargaCarga: : SupercargadoSupercargado -- NormalmenteNormalmente CargadoCargado SubcargadoSubcargado SentidoSentido de de MigraciMigracinn: Vertical : Vertical LateralLateral EstiloEstilo de de EntrampamientoEntrampamiento: Alta : Alta ImpedanciaImpedancia --Baja Baja ImpedanciaImpedancia
Petroleum System o Petroleum System o SistemaSistema PetroleroPetrolero::GuGuaa de de elementoselementos queque lo lo componencomponen
1. 1. MapaMapa del del SistemaSistema PetroleroPetrolero2.2. Corte del Corte del SistemaSistema PetroleroPetrolero3.3. TablaTabla de de yacimientosyacimientos vinculadosvinculados gengenticamenteticamente4.4. NombreNombre del del SistemaSistema PetroleroPetrolero..5.5. GrGrficofico de de soterramientosoterramiento de la de la rocaroca madremadre6.6. CartaCarta resumenresumen de de eventoseventos7.7. TextoTexto resumenresumen
UbicaciUbicacinn geogrgeogrficafica, , estructuraestructura, , estratigrafestratigrafaa, , geoqugeoqumicamicaEvoluciEvolucinn tectosedimentariatectosedimentariaVolumenVolumen de de rocaroca activaactiva: : TipoTipo y y volvolmenmen de HC de HC expelidoexpelidoCaracterCaractersticassticas de MC, de MC, migracimigracinn, , trampastrampas y y reservoriosreservorios
1. 1. MapaMapa
2. Corte2. Corte
SecciSeccinn estratigrestratigrficafica y y estructuralestructural ((edadedad, , evolevol.) en el CM..) en el CM.RocaRoca Madre, Madre, sellosello, , reservorioreservorio y y cubiertacubierta sedimentariasedimentaria..1.1.EspesorEspesor de de soterramientosoterramiento y y variacionesvariaciones porpor erosierosinn, ,
subsidenciasubsidencia, etc. , etc. queque incideninciden en la en la maduracimaduracinn ttrmicarmica..2.2.VVasas ((estratosestratos, , fallasfallas) de ) de ascensoascenso en la en la migracimigracinn..3.3.LitologLitologaa y y estructuraestructura parapara entrampamientoentrampamiento..4.4.CaracterCaractersticassticas y y ubicaciubicacinn de de loslos reservoriosreservorios..
3. 3. TablaTabla de de yacimientosyacimientos vinculadosvinculados gengenticamenteticamente
1. 1. ModeloModelo de de yacimientosyacimientos, , tamatamaoo y y distribucidistribucinn..2.2. ComplejidadComplejidad del del sistemasistema de de extracciextraccinn porpor la la
cantidadcantidad y y caractercaractersticassticas de de loslos reservoriosreservorios3.3. PetrPetrleoleo y gas y gas recuperadorecuperado en en todostodos loslos yacimyacim. .
= = eficienciaeficiencia de de generaccigeneraccinn y y expulsiexpulsinn..4. 4. RocaRoca reservorioreservorio queque dada el el nombrenombre al al SistemaSistema
PetrolPetrolferofero (Petroleum System).(Petroleum System).4.4. NombreNombre del del SistemaSistema PetroleroPetrolero..
NombreNombre geolgeolgicogico de la RM de la RM seguidoseguido del del nombrenombre de de la principal la principal rocaroca reservorioreservorio + + CertidumbreCertidumbre::ConocidoConocido (!) (!) HipotHipotticotico (.) (.) EspeculativoEspeculativo: ( ): ( )
5.5. GrGrficofico de de soterramientosoterramiento de la de la rocaroca madremadre
EspesorEspesor de de soterramientosoterramiento de la de la RocaRoca Madre y Madre y variacionesvariaciones porporerosierosinn, , subsidenciasubsidencia, etc. a , etc. a travtravss del del tiempotiempo, , queque incideninciden en en
forma forma acumulativaacumulativa en la en la maduracimaduracinn ttrmicarmica
MADURACION: tiempo y temperatura de coccin
Subsidencia tectnica
Erosin
Pozo
Hiatus
EjemploEjemplo de de EspesorEspesor de de soterramientosoterramiento de la de la RocaRoca Madre:Madre:VariacionesVariaciones de de tasatasa de de depositacidepositacinn, , erosierosinn y y subsidenciasubsidencia
Roca generadora
Roca reservorio
Roca sello
Roca de cobertura
Trampas
Gen.-Migrac-Acum.
Preservacin
Duracin
Momento crtico
Mesozoico Cenozoico
Jursico Cretcico Terciario
Tardo Temprano Tardo PaLeo
Eoce-no
Oligo-ceno
Mio-ceno
P
150 100 50 0
Sistema Petrolfero: D-129 Bajo Barreal (!)
Elementos y procesos
Tiempo
6. 6. CartaCarta resumenresumen de la de la CuencaCuenca del del GolfoGolfo S. JorgeS. JorgeEventosEventos principalesprincipales de de ElementosElementos y y ProcesosProcesos del del SistemaSistema PetroleroPetrolero ordenadosordenados en el en el tiempotiempo
A: Curva acumulativa de generacin y expulsin
de HC en el tiempo.
B: Curva de expulsin de gas y petrleo que abarca inicio (O), pico
(P) y deplecin (S) de la RM. El momento crtico,
CM, es seleccionado entre P y S
MOMENTO CRITICO
C M
CoberturaSelloReservorio
RM
MOMENTOS CRITICOS: PUEDEN EXISTIR VARIOS PULSOS DE EXPULSION
I. I. FormaciFormacinn y y preservacipreservacinn de la de la MateriaMateria OrgOrgnicanica en la en la CuencaCuenca
..
II.II. GeneraciGeneracinn de de PetrPetrleoleo..
III.III. EvaluaciEvaluacinn de la de la RocaRoca GeneradoraGeneradora..
IV.IV. ModeloModelo de de MaduraciMaduracinn termaltermal..
V.V. MigraciMigracinn primariaprimaria..
VI.VI. MigraciMigracinn secundariasecundaria..
VII.VII. TrampasTrampas y y SellosSellos..
VIII.VIII. RocaRoca ReservorioReservorio
E
v
o
l
u
c
i
E
v
o
l
u
c
i
n
T
e
c
t
n
T
e
c
t
n
i
c
a
n
i
c
a
-
-
E
s
t
r
a
t
i
g
r
E
s
t
r
a
t
i
g
r
f
i
c
a
f
i
c
a
d
e
l
a
C
u
e
n
c
a
S
e
d
i
m
e
n
t
a
r
i
a
d
e
l
a
C
u
e
n
c
a
S
e
d
i
m
e
n
t
a
r
i
a
DESARROLLO DEL SISTEMA PETROLERO
Anxico
52
2
3
< 0.5
ALTO POTENCIAL DE PRESERVACIN:
Cuerpos de agua estratificados con fondos anxicos (ambiente reductor), impidiendo la mezcla
de aguas y la renovacin del contenido en oxgeno.
plancton sedimentacin
m
l
O
/
l
H
2
O
ALTA PRODUCTIVIDAD ORGANICA: fitoplancton algal en mares y lagosSe produce en reas con profundidades menores de 100 m. y aguas claras con
abundancia de nutrientes (fosfatos, nitratos)
ALTO POTENCIAL DE GENERACION Y PRESERVACION DE LA MATERIA ORGANICA EN LAGOS Y MARES
Solo una molcula de Carbono de cada milln se convierte en HC econmicamente explotable. Solo se extrae un % de ello.
Materia Orgnica con alto Potencial Generador de HCCondiciones de sedimentacin adecuadas:
Sedimentos finos: lutitas y pelitas negrasTasa de sedimentacin y subsidencia adecuadas.Tasa adecuada de Aporte de MO a los sedimentos. Medio estable de baja energa para sedimentar
Potencial Oleogentico y Condiciones de Soterramiento
CARBONO ORGANICO TOTAL
GENERACION: POTENCIAL OLEOGENETICO:Cantidad y Calidad de la Materia Orgnica
El mayor potencial generador lo poseen las lutitas negras ricas en carbono orgnico total, TOC, que representa el 1
al 5% del sedimento.Se compone de:
EOM: Materia Orgnica Extrable o Bitumen (
KEROGENO (CC)Es la fraccin de MO insoluble en disolventes
orgnicos que queda tras la diagnesis.Se compone de fragmentos orgnicos diseminados, que se agrupan en unidades llamadas macerales: Vitrinita, Exinita,
Inertinita y Amorfinita (este ltimo no es maceral real, sus componentes son amorfos. Son los ms interesantes en la
formacin de petrleo).
Segn su origen y composicin se puede dividir en cuatro tipos:Tipo I - derivado de lpidos. Tipo II - derivado mayormente de fuentes marinasTipo III - rico en vitrinita, yTipo IV - rico en inertinita; no produce HC.
BITUMEN (MOS)Fraccin de MO soluble en disolventes orgnicos
Kergeno Tipo IKergeno de alta calidad, derivado del fitoplancton
lacustre. Se genera en lagos, albsferas, estuarios: Cuenca del Golfo S. Jorge
Es excelente Roca Generadora, con muy alta relacin H/C vs O/C. Mejor productor de petrleos ricos HC saturados.
Kergeno Tipo II
Su origen es planctnico-marino, habitualmente acumulado en plataformas ocenicas (TST).Es mucho ms frecuente
que el Tipo I.Presenta en general una buena calidad como Roca Madre o
Generadora. Alta relacin H/C vs O/C.
Kergeno Tipo IIIDeriva de vegetales superiores terrestres, habitualmente
acumulados en pantanos, deltas, valles de incisin y planicies costeras.El maceral ms comn es la VITRINITA.
M. O. leosa: ( productora de gas).Baja relacin H/C
Kergeno Tipo IVEst compuesto por restos de Materia Orgnica de
carcter residual, fuertemente oxidada. Muy baja relacin H/C vs O/C. Es improductivo.
Diagrama de Van Krevelen: Vincula el tipo de Kergeno (potencial de generacin) con el Grado de Maduracin termal (hidrocarburo
generado) en base a la relacin Hidrg./ Carbono vs Oxg./Carbono
O/C
H/CTipo I
Tipo II
Tipo III
Tipo IV
O/C
H/CTipo I
Tipo II
Tipo III
Tipo IV
Ro: 2,0
Ro: 1,2
Ro: 0,5
Peters, 1986
HI
OI
Otros autores: Tissot et al., 1974
Tipo I
Tipo IV
Tipo III
Tipo II Tipo II
Tipo I
Tipo III
H/C
O/C
OI y HI obtenidos de ensayos de
Pirlisis
Patrones Evolutivos del Kergeno
*
* ***
+
+
++
I: LagosAlbsferasEstuarios
II: Marino (TST)
III: Canales abandonadosValles de insicinPlanicies costeras
IV: M O detrtica, oxidadareciclada
*
****
*
H/C
O/C
Tissot et. al.
Cuenca Golfo S. Jorge (lacustre)Cuenca de Pars (L.Toarcian)Spitzbergen (Upper Paleoz.Trias)Sahara (Silurian)Cca. L. Mannville, Canad
0 10 20 30
1,50
1,00
0,50
0,25
EVOLUCION Y MADURACION DE LA MATERIA ORGANICA
la generacin de HC depende de:
tipo de Kergenogradiente geotrmico localhistoria de soterramiento (profundidad vstiempo)
El tiempo y la temperatura se complementan de modo que una cuenca joven y con alta temperatura y una antigua y con baja temperatura pueden generar
hidrocarburos, aunque la segunda habr tardado mucho ms tiempo que la primera.
ETAPAS DE MADURACION DE LA MATERIA ORGANICA
Al soterrarse, la materia orgnica incluida en las arcillas se transforma por varios procesos hasta
convertirse en Hidrocarburo.
Los procesos de maduracin actan en tres etapas progresivas:
DiagnesisCatagnesismetagnesis
Modelo Cintico de Sweeney et al., 1987
Depsito Orgnico
CC: Kergeno MOS: Bitumen
Petrleo Gas
Metano
Reservorio
Carbn
Sote
rram
ient
o y
C alent
amient
o pr
ogre
siv o
Diagnesis
Catagnesis
Metagnesis
Craqueo
M
i
g
r
a
c
i
n
Degradacin Termal
Diagnesis (Etapa Inmadura)Alteracin fisicoqumica y biolgica de la Materia Orgnica desde la depositacin del sedimento hasta alcanzar temperaturas entre 60/80C y Ro< 0.6%: Descomposicin de MO por accin de hongos y bacterias generando metano biognico.El producto final es el Kergeno.
Catagnesis (Etapa Madura)Grado de maduracin mayor, con Crakeo del kergeno a
temperaturas comprendidas 60/80 a 150/200.La Ventana de Generacin de Petrleo va de 60 y Ro 0.6% comenzando con petrleos negros ricos en NSO, A los 100C se produce la mxima generacin.y disminuyendo para finalizar con petrleos livianos y gas a los 150C y Ro1.35%.La Ventana de Gas Hmedo (metano etano propano) va desde los 150 a 200C y Ro 1.35 a 2
Petrleo pesado
Petrleo liviano
Metano Biognico
Gas Hmedo
Gas Seco
Diagnesis
Catagnesis
Metagnesis
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
(
C
)
60
100
150
200
315
I
n
m
a
d
u
r
a
Z
o
n
a
d
e
P
e
t
r
l
e
o
G
a
s
G
a
s
s
e
c
o
Intensidad de Generacin
Petrleo pesado
Petrleo liviano
Metano Biognico
Gas Hmedo
Gas Seco
Diagnesis
Catagnesis
Metagnesis
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
(
C
)
60
100
150
200
315
I
n
m
a
d
u
r
a
Z
o
n
a
d
e
P
e
t
r
l
e
o
G
a
s
G
a
s
s
e
c
o
Intensidad de Generacin
Metagnesis ( Etapa Senil)Cesa la generacin de petrleo y gas hmedo y se pasa al Gas Seco de composicin cada vez ms simple por la progresiva alteracin (crakeo trmico) del hidrocarburo generado previamente, hasta quedar Metano (> 98 %) y un residuo graftico (a ms de 200) debido a la sobremaduracin. Ro entre 2.0 y 4.0%.
Prof.
1000
3500
Evolucin con la profundidad
Petrleos negros
Petrleos livianos
Petrleos pesadosy medianos
Carbon residual
Gas hmedo
Gas seco
La mayor parte del hidrocarburo se genera a expensas de la transformacin del Kergeno. Los tipos de kergenos se definen en base a la relacin entre el Indice Oxgeno (OI)
vs el Indice Hidrgeno (HI)= S2. 100/TOC.
Hidrocarburo Expelido
EOMCARBONO
CARBONOCONVERTIBLE
CARBONORESIDUAL
COT = Carbono Orgnico Total
EOMCARBO
NO
CARBONOCONVERTIBLE
CARBONOCONVERTIBLE
CARBONORESIDUAL
CARBONORESIDUAL
EOMCARBO
NO
MADU
RACIO
N TER
MAL BITUMEN KEROGENO
S1 S2 S3
IV.IV. ModeloModelo de de MaduraciMaduracinn termaltermal
PotencialPotencial generadorgenerador de la de la MateriaMateria OrgOrgnicanica: Cantidad Tipo o calidad
El TOC o COT: Carbono Orgnico Total representa entre el 1 al 5% del peso del sedimento.
Se determina por Pirlisis y se compone del:
EOM: Materia Orgnica Extrable (S1, bitumen)
CC: Carbono Convertible del kergeno (S2)
CR: Carbono residual del kergeno, estril (S3)
1er trim.2do trim.3er trim.Sector 4
CarbonoResidual
EOM
1er trim.2do trim.3er trim.Sector 4
CarbonoConvertible
CarbonoResidual
CarbonoConvertible
EOM
1er trim.2do trim.3er trim.Sector 4
CarbonoResidual
CarbonoConvertible
EOM
TIPOS DE KEROGENOSTIPO ITIPO II TIPO III
petrleopetrleo/gasgas=
El Tipo I tiene ms de 70% de carbono convertibleEl Tipo II tiene entre 30 y 70% y El Tipo III menos del 30%
S1: Producido de HC de la MOS (soluble): BitumenS2:Derivado del Craking del Kergeno: CCS3: CO2 liberado de los componentes del Kergeno
Trampa de CO2
TDC
Pirolizador
Mezclador
S1 Tmax
Esquema General del Equipo de Pirlisis
He o N2
300 S2
F I D
S3
Destilacin de Hidrocarburos con el Incremento de la Temperatura
Muestra Inmadura
Tmax
S1: indica los Hidrocarb.(bitumen)S2: indica el craking KergenoS3: CO2, compon. del Kergeno
IP= S1/(S1+S2)
HI= S2/TOC H/C (Van Kr.)OI= S3/TOC O/C (Van Kr.)Tmx. fc (madurez y tipo MO)
S1
S2
Mtodos de Estudio:c) Pirlisis
VENTANA DE HIDROCARBURO
IP 0,1 y Tmx 435 a 445 C.IP 0,4 y Tmx 470 C.
S1S2
0 200 400 600
Muestra Madura
PY= S1+S2 < 2 Pobre2 6 Reg. a Bueno> 6 Muy bueno
IP= S1/S1+S2
Tmax
Inmaduro
Final de zona degas seco
Zona dePetrleo
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
0
1
2
3
0
1
2
3
1
23
45
Zona Inmadura
Temp: C.
1
2
3
4
5Zona dePetrleo
1
23
45
440 450 460 470
Zona Inmadura
Zona Sobremadura
Zona Sobremadura
Zona dePetrleo
800 m.
1800 m.
2140 m.
2480 m.
2770 m.
Mtodos de Estudio:Pirlisis
Cambios en S1 y S2 en la maduracin y su incidencia en IP
y Tmax
Pico 1 con rea S1 hasta 300 C:
Bitumen
Pico 2 con rea S2 relacionado con el
Kergeno
CARACTERIZACION DEL POTENCIAL OLEOGENETICO
OI HI TOC edad Potencial Ro/Tmax S1 y IP .
TOC= : > 2S1 : > 2S2 : > 10S2/S3 : > 5IP= S1/(S1+S2): 0.1 a 0.4HI=S2/TOC : > 300OI=S3/TOC : < 50Tmx. :435 -470Ro : 0.6 a 1.4
Potencial de Generacin
TOC(%)
S1 S2
Pobre 0.0 0.5 0.0 0.5 0.0 2.5
Medio 0.5 1.0 0.5 1.0 2.5 5.0
Bueno 1.0 2.0 1.0 2.0 5.0 10.0
Muy Bueno > 2.0 > 2.0 > 10.0
Tipo HI (mg HC/g Corg) S2/S3
Gas 0 150 0 3
Gas/Petr. 150 - 300 3 5
Petrleo > 300 > 5
INDICADORES DE POTENCIAL DE GENERACION
IP (S1/S1+S2) Tmx. Ro
~ 0.1 ~ 430 - 440 ~ 0.6
~ 0.4 ~ 460 -470 ~ 1.4
Maduracin
Tope Ventana Petrleo
Final de la V. de Petrleo
Peters, 1986
TOC/100(Wt%)
Densidad Fm(d, g/cm3)
Volumen de laUnidad (V, cm3)
Masa de TOC(M, g TOC)
xHI previo a la generacin
Hio, mg HC/g TOCHI actual
Hia, mg HC/g TOC
HC generado por gramo de TOC(R, mg HC/g TOC)
Masa de TOC(M, g TOC)
10 -6 (kg/mg)
HC generado por gramo de TOC(R, mg HC/g TOC)
HC generado por Unidad(HCG, kg HC)
x =
- =
x x =
TR (Tasa de Transformacin)Cantidad de HC generado por craqueo primario
Mxima cantidad que se puede generar=
EE (Eficiencia de expulsin)Cantidad de HC Expulsado
=Cantidad de HC generado
(Eficiencia de Generacin) HGG:
GAE (Eficiencia de generacin / acumulacinHC Almacenado (in place, kg)
=HC generado (kg)
INDICADORES
> 10 Eficiente1-10 Moderado< 1 Ineficiente
RM conteniendo kergeno Tipo I (Gen. oil) que ha madurado a travs de la ventana de oil y ventana de gas hasta la sobremaduracin.
Suponiendo que la trampa fuera capaz de almacenar el HC expelido en cada etapa la composicin final esta determinada por la proporcin de:
TrampaRM
a) Expulsin de petrleo eficiente b) Expulsin de petrleo ineficiente
Inmadura
Gen. PetrleoFinal de la
Ventana de Petrleo
Craqueo de oil_gasFinal de la
Ventana de Gas
RM Trampa
RM RM
Petrleo (bajo GOR) expelido en la ventana de petrleo
Petrleo (alto GOR) expelido en la ventana de gas
Trampa TrampaS
o
t
e
r
r
a
m
i
e
n
t
o
y
c
o
c
i
n
a
m
i
e
n
t
o
Sobremaduracin
Ejemplo de Generacin y Migracin: Cuenca de Amazonas
0246
Mapa de contorno estructural con borde
de basamento Precmbrico basado en ssmica y pozos
Corte AA: rift asimtrico
VOLUMEN DE PETROLEO GENERADO Y EXPELIDO
Pozo BModelo de Generacin y Migracin: Cuenca de Amazonas
Modelo de Generacin y Migracin: Cuenca de Amazonas
RM: F. Barreirinha TOC: 5% S2:15 mg HC/g roca
HI: 300 mg HC/g TOC
Isopquico de la F. Barreirinha: Gr en arcillas radioactivas
Pozo C
Pozo B
Pozo A
El Espesor y Volumen de la Roca Generadora
Qu obtengo?
No. Solo aquel que alcanz la madurez termal adecuada
Todo el Volumen de RM gener HC?
PGI: Fraccin de petrleo generado y PEE: Eficiencia de Expulsin
Pozo B Pozo CPozo A
Pozo B
Pozo APozo C
Marginal Eje de Cuenca Depocentro Cuenca
Tres eventos tecto-termales superpuestos
por subsidencia, dieron la Ea
HCG
HCG
HCG
EE
EE
Evolucin de la Madurez Termal en el Tiempo
Corte AB
Los biomarcadores e indicadores geoqumicos dieron la relacin de transformacin a HC usada en el modelado
Modelo Cintico
Direccin de Migracin
Zona de Falla
Modelo de Generacin y Migracin: Cuenca de Amazonas
Zona de Generacin y Expulsin
Zona EstrilF. Barreirinha
Reconstruccin palinsptica final Prmico: Principal etapa de expulsin de petrleo: Relacin RM activa y migracin
Corte A - B
Area: 70.625 Km2Espesor: 132 m.Densidad: 2.52 T/m3S2o: 15 Kg HC/ Ton.Transf.:80 %Efic. Exp.EE:27%
A: 7.500 Km2Espesor: 160 m.Dens: 2.52 T/m3S2o: 15 Kg.Trans.: 95 %E Exp.EE:55%
HC Expelido:
1.13 x 1014 kg
1.88 x 1011 m3
+ =
CARACTERIZACION DE LAS ROCAS GENERADORAS Y RESERVORIOS- VINCULACIN ENTRE ELLAS
METODOS Y TCNICAS: Pirlisis y cromatografa de gases (CG)
Cromatografa de gases (CG) y Espectrometra de Masa (CG- MS).
Biomarcadores
OBJETIVOS:
Correlacin petrleo Roca Madre Biodegradacin y otros procesos (lixiviac. etc.) Madurez trmica y potencial de generacin
Correlaciones genticas petrleo- petrleo y petrleo roca generadora
Sistema Agrio - Troncoso
Sistema Agrio - Troncoso
Efecto de la Biodegradacin en HC saturados
Fraccionamiento y alteracin en la migracin, carga y post- carga: biodegradation lavado por agua adsorcin sobre las superficies de minerales precipitacin de asfaltenos o ceras
Otros procesos:
No degradado Degradado
Identificacion de sp de palinomorfoscaractersticos. Caracterizacin de la MO en:
inerte, generadora de gas o de petrleo, proporciones relativas y riqueza orgnica global
(simil a TOC). Su color, indica el grado de madurez mediante el Indice de Alteracin Trmica.
Pronstico de petrleo, MO amorfaPronstico de gas (fitocstos)
Estudios palinolgicos en laboratorio
Transicin
Transicin
Batten (1996): Color de las Esporas y Madurez Termal
1
2
3
4
5
6
7
Subsistema de Generacin Subsistema de Migracn Subsistema de Trampa - Reservorio
DESARROLLO DEL SISTEMA PETROLERO
Subsistema de Migracn
Subsistema de Generacin
Subsistema Trampa - Reservorio
Roca generadora
Expulsin arriba (Darcy)
Expulsin abajo (Darcy)
Carrier bed (Darcy)
Migrancin lenta e ineficiente (Darcy)
Capa conductora eficiente (Flowpath)
Falla, eficiente (Darcy o Flowpath)
Filtracin lenta e ineficiente (Darcy, Pc)
CAPCGP
Flowpath: FlotacinDarcy: Conduccin en medio poroso
MODELADO DEL SISTEMA PETROLEROSe aplican diferentes metodologas y estrategias en funcin de:
Objetivos, Tipo y complejidad de cuenca, disponibilidad de informacin, equipo, tecnologa modelo (1,2,3D) de trabajo, tiempos
Capas conductoras (Hidrodinmica areniscas)Sellos (mudstones y pelitas)Saturacin de HC:Alta: Rojo amartilloMedia VerdeBaja - Azul
Migracin vertical: Baja Migracin late
ral: AltaModela
do Flowpath
en capas
Modelado Darcy flow en escape y filtraciones
EvoluciEvolucin Tectn Tectnica nica EstratigrEstratigrficafica de la Cuenca Sedimentariade la Cuenca Sedimentaria
Curva Tiempo soterramientoCurva Tiempo soterramiento
Prospeccin de la Cuenca: Modelo de Maduracin
Evolucin Tectnica- Sedimentaria de la cuenca Historia de Soterramiento- Acumulacin sedimentos Flujo de Calor durante la evolucin de la cuenca:
Condutividad Trmica de fluidos y rocas Gradiente Trmico : fuentes y transporte
INTRACRATONICAANTEPAIS
MARGEN PASIVO
ANTEARCO
MARGEN TRANSCURRENTE
0 100 200 300
TasaTasa de de SubsidenciaSubsidencia segsegnn el el tipotipo de de CuencaCuencaMillones de Aos
4
6
2
M
i
l
e
s
d
e
M
e
t
r
o
s
Historia de Soterramiento- Acumulacin sedimentos
Vas de migracin y entrampamiento Yac. de Cca. Neuquina
madurez = (ti)(2ri)
Barker, 1996
ModeloModelo fisicoqufisicoqumicomico de de MaduraciMaduracinn termaltermalMETODO DE LOPATIN: METODO DE LOPATIN: TTI : INDICE TIEMPO TEMPERATURA
Intervalo deTemperatura
Tiempo decoccin interval
2 r Incrementoen TTI
TTIAcumulativo
100- 110 20 8 8.00 22.16
0-700-900
-1100-1400
-1800
-2500-2800
-3200
-3600
0- 2 0 0
- 3 5 0
- 8 0 0 - 7 5 0 - 7 0 0
- 2 0 0 0
- 2 5 0 0
- 3 0 0 0
- 3 6 0 0
0
-850-1000
-1300
-1800
-3000-2800 -2800
-3600
-2000
-4000
-3500
-3000
-2500
-2000
-1500
-1000
-500
093 86 79 73 67 60 48 36 18 6
Curva de Soterramiento P1Curva de Soterramiento P2Curva de Soterramiento P3
Tiempo (mill. Aos)
P
r
o
f
u
n
d
i
d
a
d
(
m
)
Formacin D 129
Etapa TTI Ro IAT
Inicio de Generacinde Petrleo 15 0.65 2.65Pico de Generacin 75 1.00 2.90Final de la Generacin 160 1.30 3.20
Reconstruccin del Modelo Tiempo - TemperaturaCuenca de Montana
Hagen and Surdam, 1984
Ventana de PetrleoTTI: 15 a 180
Submaduro
Sobremaduro
Tasa de Subsidencia + Energa Geotrmica
Modelado en Perfiles: 2-DTransformacin de MO en HC Volumen expelido
Generacin de gas
Madurez tarda (p)
Madurez media (p)
Madurez temprana
Madurez trmica de la base de la Fm. P.D-129(-94 Ma). En el centro de Cca. Se generaba
gas antes de depositarse la Fm. Bajo Barreal
Distribucin aproximada de los rangos de madurez establecidos por Ro:
1.31.0
0.7
Generacin de gas
Madurez tarda (p)
Madurez media (p)
Madurez temprana
Madurez trmica del tope de la Fm. P.D-129(actual). El centro de Cca. se sobremadur y las franjas de generacin estn en el borde.
Distribucin aproximada de los rangos de madurez establecidos por Ro:
1.31.0
0.7