UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE ANZOATEGUI ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE PETRÓLEO GEOLOGÍA DE PRODUCCIÓN
AMBIENTES SEDIMENTARIOS
Ing. Luis Eduardo Castro
ESTUDIO CIENTÍFICO DE LOS SEDIMENTOS Y ROCAS SEDIMENTARIAS
Fuente:PDVSA
IMPORTANCIA DE LA SEDIMENTOLOGÍA Relación entre Ambiente Sedimentario, Mecanismo de Producción y Factor de Recobro
60
40
20
0
9
8
7
6
5
4
3
2
. . . . . . . . . . . . . . . 1
FACTOR DE RECOBRO (%)
80
AMBIENTES SEDIMENTARIOS Y MECANISMOS DE PRODUCCIÓN AMBIENTES SEDIMENTARIOS 1.- DELTAICO (A) 2.- ISLAS DE BARRERA (A y ECG)
6.- FLUVIAL/DELTAICO (M, GS) 7.- ISLAS DE BARRERA (M)
3.- FLUVIAL/DELTAICO (A) 4.- DELTAICO (M)
8.- DELTAICO (GS)
5.- FLUVIAL (A, GS, ECG)
Fuente:PDVSA
9.-TALUD/CUENCA (GS)
MECANISMOS DE PRODUCCIÓN A= Acuífero M=Mixto (combinación de A, ECG y GS)
ECG= Expansión de la Capa de Gas GS= Gas en Solución
La totalidad de las características litológicas y biológicas de un volumen de roca que representan
el
resultado
sedimentario específico.
Fuente:PDVSA
de
un
proceso
FACIES
Fuente:PDVSA
DEPÓSITOS DE ROCAS QUE REPRESENTAN UN EVENTO SEDIMENTARIO PARTICULAR. LASSETER
y
WAGGONEER
(1986)
definen
las
unidades
sedimentarias como depósitos de rocas que representan un evento sedimentario particular o evento sedimentario repetitivo.
Agregaban que a esta escala, las heterogeneidades tanto internas como externas de los yacimientos son sistemáticas y predecibles.
Por lo tanto, su identificación, descripción y apropiada interpretación permite predecir la arquitectura del yacimiento Fuente:PDVSA
AMBIENTES DE SEDIMENTACIÓN
La mayoría de las propiedades de los reservorios están determinadas por variaciones ambientales dentro de cada sistema de sedimentación. Cada sistema produce cuerpos de arena los cuales muestran cierto tamaño y forma y exhiben un
rango característico en composición mineralógica, estructura sedimentaria y textura.
La sedimentación siguiente y posteriores efectos diagenéticos que afectan la calidad de yacimiento de las rocas siliciclásticas, normalmente ocurre en diferentes trayectorias que están directa o indirectamente relacionadas a características físicas y diferencias en la composición controladas por el medioambiente.
AMBIENTES DE SEDIMENTACIÓN
La mayoría de los principales yacimientos
de
hidrocarburos
en
Venezuela se han sedimentado en ambientes que varían desde fluvial a
deltáico.
HERRAMIENTAS ÚTILES PARA LA DEFINICIÓN DE AMBIENTES SEDIMENTARIOS Existen diversas técnicas para extraer, sintetizar y analizar los diversos datos sedimentológicos, necesarios para construir modelos en el subsuelo. Estas
técnicas son las siguientes: Núcleos: Constituyen la fuente de información más precisa, si bien resultan costosos y, en algunos casos imposibles de obtener. Con ellos se pueden identificar: Litología, ambientes de depositación, estructuras sedimentarias, actividad de organismos y observaciones que reflejan las características más importantes de un yacimiento.
HERRAMIENTAS ÚTILES PARA LA DEFINICIÓN DE AMBIENTES SEDIMENTARIOS Perfiles: El concepto de interpretación de facies mediante el uso de formas de perfiles obtenidas a hueco abierto fue introducido por Shell en 1956, y desde entonces, la industria petrolera lo continúa utilizando. Por lo general, para
identificar las facies, se utilizan tres formas de perfiles de rayos gamma y potencial espontáneo, especialmente en el caso de las areniscas: Forma de campana o grano decreciente.
Forma de embudo o grano creciente. Forma cilíndrica o cuadrangular.
HERRAMIENTAS ÚTILES PARA LA DEFINICIÓN DE
AMBIENTES SEDIMENTARIOS
HERRAMIENTAS ÚTILES PARA LA DEFINICIÓN DE AMBIENTES SEDIMENTARIOS Secuencia de Facies tipo “Coarsening-Up”: Secuencia negativa. Aumento de la energía hacia arriba. Paso gradual de arenisca a lutita. Aumento del tamaño de grano hacia arriba. Aumento de la escala de las estructuras sedimentarias. Secuencia de Facies tipo “Fining-Up”: Secuencia positiva. Disminución de la energía hacia arriba. Paso gradual de arenisca a lutita. Disminución del tamaño de grano hacia arriba. Disminución de la escala de las estructuras sedimentarias.
HERRAMIENTAS ÚTILES PARA LA DEFINICIÓN DE AMBIENTES SEDIMENTARIOS Datos de perforación: Entre los cuales se pueden mencionar la curva de tasa de penetración y las muestras de canal (ripios); estas indican con bastante exactitud, el tipo de litología presente en el yacimiento.
INTERPRETACIÓN DE ELECTROFACIES Cilindrico
Embudo
Campana
Simétrica
Limpio, sin tendencia,
Tope Abrupto Engrosamiento hacia el tope
Base abrupta, Afinamiento hacia el tope
Base y tope graduales
0
150
Eolico,Fluvial, entrelazado, Plataforma carbonática, Arrecife, Cañón Submarino
0
15 0
Abanico de rotura, Barra de desembocadura, Isla de barrera, Marino somero, Banco de carbonatos, Lobulo de Abanico submarino
0
15 0
Barra de meandro fluvial, Barra de meandro tidal, Canal de abanico submarino, arenas trangresivas
0
15 0
Barra costaafuera, Arenas transgresivas, Apilamiento de barras o canales.
Irregular Mezcla de de areniscas y lititas. Sin tendencia
0
15 0
Llanura de inundación, Talud carbonático o clástico, Relleno de cañón submarino.
AMBIENTE FLUVIAL Los depósitos fluviales se presentan en una amplia variedad de facies y de geometrías, lo cual depende de un conjunto de factores relacionados entre sí, tales como el marco tectónico, la pendiente, las tasas de aporte de sedimentos, el volumen del flujo del río y la morfología del canal.
Estos depósitos forman generalmente excelentes yacimientos de hidrocarburos, los cuales varían desde lentes aislados de relleno de canal hasta extensos depósitos en forma de manto que se extienden por decenas de miles de
kilómetros cuadrados.
Este
tipo
de
ambiente
entrelazados y ríos meandriformes.
comprende
los
abanicos
aluviales,
ríos
Ambiente Fluviales . Geometrías lenticulares (acanaladas)
SISTEMA FLUVIAL. ABANICOS ALUVIALES Los abanicos aluviales también llamados conos aluviales, consisten en sistemas de distribución fluvial en forma de cono, que se acumulan en las adyacencias de áreas de relieves altos en zonas tectónicamente activas. Son generalmente conglomerados y areniscas de grano grueso que pueden unirse y formar espesos cuerpos de depósitos de grano grueso. El decrecimiento de la pendiente del abanicos aguas abajo ocasiona una disminución rápida del tamaño del grano buzamiento abajo, desde conglomerado en el vértice del cono hasta arena y lodo hasta y lodo en la llanura aluvial de baja pendiente.
SISTEMA FLUVIAL. CANALES ENTRELAZADOS Los canales de ríos entrelazados se forman en zonas de pendiente altas, donde el aporte de sedimento es alto y la carga de sedimentos se caracteriza por una alta relación (arena+grava)/lodo. Se les conoce también como ríos con carga de fondo dominante, ya que
contienen una alta proporción de sedimentos transportados como carga de fondo (arena y grava). Los ríos entrelazados tienden a migrar lateralmente a través de una llanura aluvial arenosa y forman extensos mantos constituidos por arenas de relleno de
canal que se conectan
B
B' B
B'
Fuente:PDVSA
SISTEMA FLUVIAL. CANALES ENTRELAZADOS La arquitectura interna de un depósito de río entrelazado es muy compleja, y no tiene un patrón interno regular.
Consiste de un apilamiento de unidades a pequeña escala de base erosiva. La conexión lateral de estas secuencia de canal individual y de barra, forman generalmente espesos cuerpos de areniscas compuestos, muy extensos lateralmente, con una estructura interna compleja debido a las numerosas unidades de canal yuxtapuestas.
SISTEMA FLUVIAL. CANALES ENTRELAZADOS Estos sistemas pueden formar excelentes yacimientos de hidrocarburos. Sin embargo, un factor importante acerca de la calidad de yacimiento es, por una parte, su grado variable de heterogeneidad, ocasionado por la presencia de intercalaciones de arcilla, las cuales representan tapones de canal abandonado y, por la otra, los cambios de tamaño de grano, tanto lateral como vertical, entre los canales y las barras.
Barra Lateral
Barra Barra de Meandro Canal
Secciones
SISTEMA FLUVIAL. CANALES MEANDRIFORMES Los ríos meandriformes se forman en llanuras aluviales de baja pendiente donde el aporte sedimentario se caracteriza por una alta relación lodo/arena. El rasgo sedimentológico principal de estos ríos es la acumulación de arena bajo la forma de barras en el lado convexo de los meandros, conocidas
como barras de meandro.
SISTEMA FLUVIAL. CANALES MEANDRIFORMES
FLUVIAL CANALES MEANDRIFORMES
A
A'
A A'
SISTEMA FLUVIAL. CANALES MEANDRIFORMES Las áreas entre canales forman una llanura de inundación, la cual es baja, plana y pantanosa y está sujeta a inundaciones periódicas.
Adyacente al canal se forma un alto topográfico conocido como dique natural. Los depósitos de dique están constituidos por arena fina laminada, limo y arcilla.
Por su parte la llanura de inundación está compuesta esencialmente de lodo y arcilla orgánica.
Durante las inundaciones, la velocidad de flujo se incrementa y los diques pueden romperse y depositarse lóbulos de arena en la llanura de inundación, los cuales se conocen como abanicos de rotura.
SISTEMA FLUVIAL. CANALES MEANDRIFORMES Onda
Barra de Sedimentos
Deposito
Entrelazado
Barra de Canal
Meandroso Orilla de Corte
Depósito Ondas
Barra en Espolón
SISTEMA FLUVIAL. CANALES MEANDRIFORMES La sección vertical de facies para ríos meandriformes, exhibe un perfil sedimentológico con evolución granodecreciente.
En la base del relleno del canal, la superficie de erosión esta compuesta por depósitos con guijarros y clastos de lodo, los cuales subyacen a una arenisca de grano medio a grueso con estratificación cruzada.
En el tope del relleno del canal la arena se afina hacia arriba y presenta laminaciones de lodo intercaladas.
Por encima del relleno arenoso de canal, los depósitos de dique y de llanura de inundación son predominantemente de lodo con delgadas laminaciones de arena, arcillas carbonosas con restos de planta y carbón.
Canal Fluvial
Fuente:PDVSA
SISTEMA FLUVIAL. CANALES MEANDRIFORMES Los depósitos arenosos de la barra de meandro son yacimientos buenos a excelentes.
En cambio, los abanicos de rotura pueden formar yacimientos más delgados de carácter secundario en grandes sistemas fluviales, mientras que los depósitos de llanura de inundación y de dique constituyen sellos impermeables.
Las arenas del abanico de rotura se adelgazan al alejarse del canal y se interdigitan con las lutitas de la llanura de inundación.
Los cinturones de meandros se extienden por varios kilómetros de ancho pueden formar excelentes trampas estratigráficas.
SISTEMA FLUVIAL. CANALES MEANDRIFORMES
Cinturones de Meandros
Dique Natural. Inundación cubre la llanura de Inundación
0
10
20 Km.
dependiendo de la energía de los ÍO
Z ON INTERDIS A TRIBUTA RIA
EL R
ic a
procesos costeros y del volumen y
CA NA LD
Distributario
Aunque exhiben un amplio
Ll an ur a
De
lta
tamaño del grano del influjo fluvial.
rango de tamaños y morfología, todos
ellos
principales
comprenden ambientes
tres de
sedimentación: El plano deltáico, frente deltáico y el prodelta.
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A
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50
40
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formas,
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variedad
RI BU T A RI
Los deltas ocurren en una amplia
10 20
AMBIENTE DELTÁICO Y COSTERO
AMBIENTE DELTÁICO Y COSTERO
C
A DELTAICO B A. CANALES DISTRIBUTARIOS: Arena gruesa a fina con estratificación cruzada. B. LLANURA DELTAICA: Arcillas, restos de plantas. C. PRODELTA: Arcillas marinas / lagunares.
Fuente:PDVSA
AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. PLANO DELTÁICO Comprende la parte subareal de un delta. Consiste de un plano costero cubierto de margas, bahías someras y lagunas. Los dos subambientes que pueden ser distinguidos en un plano deltáico son: canales distributarios y zonas interdistributarias.
Fuente:PDVSA
Deltas Dominados por Procesos Fluviales
Fuente:PDVSA
DELTA DOMINADO POR LAS OLAS
DELTA DOMINADO POR MAREAS
Fuente:PDVSA
AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. PLANO DELTÁICO Los canales distributarios forman una ramificación hacia el mar a través del plano deltáico y transportan sedimentos fluviales hacia la costa. Alcanzan de 10 a 20 metros de profundidad y pueden erosionar depósitos infrayacentes marinos o depósitos de frente deltáicos lacustrinos. Lobulo deltaico Canal Distributario Canal Distributario
Fuente:PDVSA
Canal Distributario
AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. PLANO DELTÁICO Los canales distributarios forman buenos muy buenos yacimientos. Sin embargo la geometría de los depósitos de arena es variable y depende del tipo del sistema fluvial y la naturaleza de los sedimentos fluviales transportados. Los sedimentos en la zona interdistributaria generalmente consisten de areniscas de grano muy fino, lodolitas y arcillas carbonosas.
AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. FRENTE DELTÁICO El frente deltáico consiste de una zona costera somera la cual cubre en forma de franjas al plano deltáico.
La mayoría de los sedimentos transportados en los distributarios se acumulan en su desembocadura y forman las barras de desembocadura.
Lóbulo deltáico Canal Distributario Lóbulo deltáico
Canal Distributario Bahía Interdistributaria Barra de desembocadura
Canal de Meandro Abandonado
AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. FRENTE DELTÁICO Las barras de desembocadura pueden formar buenos yacimientos, sin embargo
su
tamaño,
geometría
y
patrones
de
facies
internas
varía
considerablemente de acuerdo al tipo y energía de los procesos costeros y al volumen de flujo del río. Con el continuo influjo de los sedimentos fluviales, las barras de desembocadura progradan sobre arcillas y lodolitas mas distales, formando una
sección regresiva con un engrosamiento del grano hacia la parte superior.
Barra
AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. PRODELTA Representa la parte más distal de los deltas, donde limos y arcillas suspendidas se mezclan. Consiste de depósitos de lodos marinos o lacustrinos y
acumulaciones hacia el mar producto de los efectos de las olas, mareas y corrientes fluviales.
AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. PRODELTA Dependiendo de la tasa de sedimentación y salinidad del agua, los sedimentos de grano fino del
Flecha litoral
prodelta contendrán fauna de costa afuera o lacustre con variable incremento de bioturbación. Los deltas sobre líneas de costas marinas que progradan hacia el mar sobre la plataforma, pueden eventualmente llegar al extremo de la plataforma,
debido al volumen de sedimentos transportados. La sección comienza hacia la base, con sedimentos de grano muy fino del prodelta, cubierta por limolitas arenosas del frente deltáico y areniscas de barras de desembocadura.
Cordon litoral
AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. PRODELTA Los depósitos del frente deltáico son comúnmente cubiertos por rellenos
de canales distributarios los cuales erosionan el frente deltáico. El tope de la sucesión generalmente consiste de delgadas arcillas carbonosas las cuales representan el plano deltaico. Las plantas cubren la acumulación entre los canales distributarios.
Isla Barrera
Flecha litoral
AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. PRODELTA Los principales yacimientos de hidrocarburos en deltas son formados por
canales distributarios y barras de desembocaduras depositadas como deltas progradantes. Otros tipos de areniscas depositadas como abanicos de rotura puede también formar buenos, aunque mas limitados yacimientos. La geometría y
arquitectura interna de los canales distributarios y barras de desembocadura esta en función del proceso que controla el transporte de sedimento (ríos, olas y mareas).
Isla Barrera Cordon litoral
Albufera
AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. LLANURA DELTÁICA Es la zona donde el canal principal se ramifica en canales distributarios y donde se desarrollan depósitos arenosos de grano grueso a fino. Se origina por la divagación del río en la planicie y por el efecto de la
sedimentación de granos de arena y partículas más finas de limo y arcilla, en las áreas donde disminuye la velocidad de la corriente.
AMBIENTE DELTAICO Y COSTERO. LLANURA DELTÁICA En la parte superior del delta, el río en épocas de inundación rompe orillas o diques naturales y puede desarrollar depósitos en forma de pequeños deltas o abanicos de rotura de grano fino; al mismo tiempo, arrastra partículas de arena y es depositada en el fondo y lados del curso del río, construyendo depósitos en forma de canales y barras de meandros.
Integración del Modelo Estático Mapa Paleoambiental
UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE ANZOATEGUI ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE PETRÓLEO GEOLOGÍA DE PRODUCCIÓN
AMBIENTES SEDIMENTARIOS
Ing. Luis Eduardo Castro
ACCESORIOS LITOLÓGICOS RESPUESTAS EN PERFILES Rayos Gamma
Resistividad Neutró Densida Sónico n d GR R t CNL FDC
CARBÓN GR
R
CNL
FDC
t
GR
R
CNL
FDC
t
CNL
FDC
CNL
FDC
LUTITA ORGÁNICA
CARBONATOS
ARENAS GLAUCONÍTICAS Y MICÁCEAS SIDERITA (en lutita)
PIRITA (en lutita)
PS GR Potasio radiactivo
GR
R
GR
R
t
(TOMADA DE ALLEN, G. P., 1997)
ESTRATIGRAFÍA ESQUEMÁTICA DE DEPÓSITOS DE BARRAS Y CANALES GR
Canal Simple
Marcador
A B
Marcador Erosionado
Canales Múltiples
Marcador
Canal-Abanico
Marcador Splay
Canal
Canal-Barra
Barra
Marcador
Canal
Barra Simple
Marcador
(TOMADO DE ALLEN, G. P., 1997).
