Fundamentos de Geología del Petróleo: Exploración y Sistemas de Yacimientos

Geología del Petróleo

La Geología del Petróleo es la rama de la geología que se encarga de estudiar, describir e interpretar el origen, migración, entrampamiento y formación de yacimientos de hidrocarburos. Para ello, integra conocimientos de diversas disciplinas como la geología física y estructural, paleontología, sedimentología, estratigrafía, entre otras.

Estratigrafía y Formaciones Geológicas

El Estrato

Un estrato es una unidad sedimentaria continua y homogénea, caracterizada por depósitos superiores y discontinuidades inferiores. Estas discontinuidades marcan cambios de composición, denominados planos de estratificación. El tiempo de formación de un estrato puede variar desde horas hasta millones de años.

Formación Sedimentaria

Una formación sedimentaria es una unidad litoestratigráfica formal que define cuerpos de roca caracterizados por propiedades litológicas distintivas. Su jerarquía organizativa es la siguiente: unidad → grupos → miembros → capas.

En términos generales, una formación sedimentaria define cuerpos de roca caracterizados por propiedades litológicas comunes.

Facies Sedimentarias

Las facies sedimentarias comprenden todas las características lito-paleontológicas de un depósito sedimentario en un lugar específico.

• Litofacies: Se refiere a una facies definida principalmente por el tipo de roca, como una facies arcillosa o carbonatada. Una litofacies se define claramente por el tipo de roca predominante.
• Biofacies: Se refiere a una facies definida por el contenido dominante de fósiles en la roca, por ejemplo, una caliza algal.

Fases de la Exploración Petrolera

La exploración petrolera es un proceso multifásico que busca identificar y evaluar yacimientos de hidrocarburos. Las fases clave incluyen la identificación de cuencas sedimentarias con potencial de maduración y expulsión de hidrocarburos, la definición del sistema petrolero, la identificación de plays, la delimitación de prospectos (recursos o reservas) y la evaluación de reservas probadas.

Primera Fase: Identificación de Cuenca

Esta fase se centra en la existencia de una cuenca sedimentaria. Se define mediante estudios regionales de magnetometría y/o gravimetría, sísmica de reflexión, y levantamientos geológicos y geomorfológicos. Estos estudios permiten establecer:

1. Un modelo preliminar del desarrollo de la cuenca.
2. La edad y litología presente (identificación de roca madre, reservorios y sellos).
3. Los tipos de trampas posibles.

Segunda Fase: Establecimiento del Sistema Petrolero

En esta fase se establece el sistema petrolero, detallando la roca madre, el reservorio y los sellos. Un sistema petrolero es un sistema geológico integral que posee todos los elementos necesarios para generar, acumular y preservar petróleo y gas. Sus componentes esenciales son:

1. Roca generadora.
2. Roca almacén (reservorio).
3. Roca sello.
4. Trampa.
5. Sincronía y migración.

Tercera Fase: Determinación de Plays

Consiste en la determinación de la existencia de varios plays, que son campos o prospectos relacionados con características similares de roca caja, roca generadora, trampa y sello. Se distinguen:

• Play establecido: Donde se ha descubierto hidrocarburo y se ha cuantificado la reserva.
• Play hipotético: Basado en información y análisis geofísicos.

Cuarta Fase: Delimitación y Evaluación

Esta fase implica la delimitación de objetivos y la evaluación de recursos y reservas, considerando aspectos como la geomorfología y las características de los reservorios.

Quinta Fase: Demostración de Capacidad Gasopetrolífera

El objetivo principal de esta fase es demostrar la capacidad gasopetrolífera del prospecto a través de ensayos en la perforación. Las reservas se clasifican según su certidumbre:

• Reservas probadas: Hidrocarburo con una certidumbre razonable (>90%) de ser económicamente explotable.
• Reservas probables: Análisis de información geológica sugiere una probabilidad >50% de recuperar hidrocarburo.
• Reservas posibles: Probabilidad <10% de recuperar la reserva.

El Sistema Petrolero

Los métodos utilizados para evaluar yacimientos de petróleo y/o gas evolucionan constantemente junto con la tecnología, incorporando nuevos enfoques para la obtención, procesamiento e interpretación de la información geológica. El sistema petrolero se utiliza como marco conceptual para investigar acumulaciones de hidrocarburos.

Reducción del Riesgo en la Evaluación Petrolera

La comprensión del sistema petrolero ayuda a evaluar el potencial petrolífero en áreas maduras y fronterizas, contribuyendo a la reducción del riesgo exploratorio.

Resumen del Sistema Petrolero

El sistema petrolero se basa en la integración de: decisión, información, análisis y datos.

Un sistema petrolero incluye todos los elementos y procesos geológicos necesarios para la formación de un yacimiento de hidrocarburos. Es un modelo dinámico que considera entradas como las cuencas sedimentarias (sedimentos o materia orgánica), procesos de transformación (diagénesis-catagénesis) y la presencia de trampas petroleras.

Componentes de un Sistema Petrolero

Un sistema petrolero involucra el volumen de roca generadora (cuerpo) con todo el petróleo y gas, e incluye todos los elementos esenciales para la acumulación de hidrocarburos. Los elementos esenciales son:

• Roca generadora.
• Roca almacén (reservorio).
• Roca sello (roca sobrecarga).

La acumulación de hidrocarburos no es posible si estos elementos no están presentes.

Definición de Play y Elementos del Sistema Petrolero

Un play es un estudio completo para proyectos petroleros, centrado en unidades estratificadas almacenadoras. Comprende el espesor, composición química, contenido de materia orgánica, calidad, facies, estructura y litología. Es el modelo que describe cómo se combinan las rocas almacenadoras, las capas generadoras de petróleo y las trampas de hidrocarburos.

Los elementos clave de un sistema petrolero son:

• Roca sobrecarga.
• Roca generadora.
• Migración.
• Roca almacenadora.
• Roca sello.
• Trampa.
• Sincronía: La ocurrencia en tiempo y espacio de todos los elementos para la posible generación y entrampamiento de hidrocarburos. Este proceso ha ocurrido desde el Jurásico y Paleógeno en adelante.