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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
Relación entre Ambiente Sedimentario,
Mecanismo de Producción y Factor de Recobro
MECANISMOS DE PRODUCCIÓN
A= Acuífero
M=Mixto (combinación de A, ECG y GS)
ECG= Expansión de la Capa de Gas
GS= Gas en Solución
. .
.
. .
. . . .
.
.
.
. 20
0
40
60
80
.
FA
CT
OR
DE
RE
CO
BR
O (
%)
1 2
3
4
5
6
7
8
9
AMBIENTES SEDIMENTARIOS Y MECANISMOS DE PRODUCCIÓN
.
1.- DELTAICO (A)
2.- ISLAS DE BARRERA (A y ECG)
3.- FLUVIAL/DELTAICO (A)
4.- DELTAICO (M)
5.- FLUVIAL (A, GS, ECG)
6.- FLUVIAL/DELTAICO (M, GS)
7.- ISLAS DE BARRERA (M)
8.- DELTAICO (GS)
9.-TALUD/CUENCA (GS)
AMBIENTES SEDIMENTARIOS
IMPORTANCIA DE LA SEDIMENTOLOGÍA
Fuente:PDVSA
La totalidad de las características litológicas
y biológicas de un volumen de roca que
representan el resultado de un proceso
sedimentario específico.
Fuente:PDVSA
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
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.
AMBIENTES DE SEDIMENTACIÓN
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 lutita a arenisca.
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.
Cilindrico Embudo Simétrica Campana Irregular
Limpio, sin
tendencia,
Tope Abrupto
Engrosamiento hacia el tope
Base y tope graduales
Base abrupta,
Afinamiento hacia el tope
Mezcla de de areniscas y
lititas.
Sin tendencia
Eolico,Fluvial,
entrelazado,
Plataforma
carbonática,
Arrecife, Cañón
Submarino
Abanico de rotura,
Barra de desembo-
cadura, Isla de
barrera, Marino
somero, Banco de
carbonatos,
Lobulo de Abanico
submarino
Barra de meandro
fluvial, Barra de
meandro tidal,
Canal de abanico
submarino, arenas
trangresivas
Barra costaafuera,
Arenas
transgresivas,
Apilamiento de
barras o canales.
Llanura de
inundación,
Talud
carbonático o
clástico,
Relleno de
cañón
submarino.
INTERPRETACIÓN DE ELECTROFACIES
0 150 0 15
0
0 15
0
0 15
0
0 15
0
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 comprende los abanicos aluviales, ríos
entrelazados y ríos meandriformes.
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
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.
B B'
Fuente:PDVSA
B B'
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.
Secciones
Barra
LateralBarra
Canal
Barra de
Meandro
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.
A A'
A
A'
FLUVIAL CANALES
MEANDRIFORMES
SISTEMA FLUVIAL. CANALES MEANDRIFORMES
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
Barra de Sedimentos Onda
Deposito
Entrelazado
Barra de Canal
Orilla de Corte
Ondas
Depósito
Meandroso
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
Dique Natural.
Inundación cubre la llanura de
Inundación
Cinturones de Meandros
Los deltas ocurren en una
amplia variedad de formas,
dependiendo de la energía de los
procesos costeros y del volumen y
tamaño del grano del influjo fluvial.
Aunque exhiben un amplio
rango de tamaños y morfología,
todos ellos comprenden tres
principales ambientes de
sedimentación: El plano deltáico,
frente deltáico y el prodelta. Lla
nura
Del
taic
a
Distributario
CANAL DEL RÍO
ZONA DISTRIBUTARIA
ZO
NA
INT
ER
DIS
TR
IBU
TA
RIA
Frente Deltaico
Prodelta
ZONA D
ISTRIB
UTARIA
N
0 10 20 Km.
10
20
30
40 50
Lla
nura
Del
taic
a
Distributario
CANAL DEL RÍO
ZONA DISTRIBUTARIA
ZO
NA
INT
ER
DIS
TR
IBU
TA
RIA
Frente Deltaico
Prodelta
ZONA D
ISTRIB
UTARIA
N
0 10 20 Km.
10
20
30
40 50
Lla
nura
Del
taic
a
Distributario
CANAL DEL RÍO
ZONA DISTRIBUTARIA
ZO
NA
INT
ER
DIS
TR
IBU
TA
RIA
Frente Deltaico
Prodelta
ZONA D
ISTRIB
UTARIA
N
0 10 20 Km.0 10 20 Km.
10
20
30
40 50
AMBIENTE DELTÁICO Y COSTERO
A. CANALES DISTRIBUTARIOS: Arena gruesa a fina con estratificación cruzada.
B. LLANURA DELTAICA: Arcillas, restos de plantas.
C. PRODELTA: Arcillas marinas / lagunares.
DELTAICO
A
B
C
AMBIENTE DELTÁICO Y COSTERO
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
Canal
Distributario
Fuente:PDVSA
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
Lóbulo deltáico Canal Distributario
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
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.
Flecha litoral
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.
Flecha litoral
Isla Barrera
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).
Cordon litoral
Albufera
Isla Barrera
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 Sónico Densida
d
Neutró
n
CARBÓN
SIDERITA
(en lutita)
LUTITA
ORGÁNICA
CARBONATOS
ARENAS
GLAUCONÍTICAS
Y MICÁCEAS
PIRITA
(en lutita)
GR R
GR R
GR R
GR R
GR R
PS GR CNL FDC
CNL FDC
CNL FDC
CNL FDC
CNL FDC t
t
t
t
Potasio
radiactivo
(TOMADA DE ALLEN, G. P., 1997)
ESTRATIGRAFÍA ESQUEMÁTICA DE DEPÓSITOS DE BARRAS Y CANALES
Canal Simple
Marcador Erosionado
Canales Múltiples
Marcador
Marcador
GR A
B
Marcador
Marcador
Marcador
Canal Splay
Canal-Barra
Barra Simple
Canal Barra
Canal-Abanico
(TOMADO DE ALLEN, G. P., 1997).