REPUBLICA BOUVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZUUA

FACULTAD DE INGENIER~A DIVISIN DE POSTGRADO

PROGRAMA DE POSTGRADO EN GEOLOGIA PETROLERA.

APLICACI~N DE LA SINERGIA, PARA LA EVALUA(:I~N DEI. MIEMBRO LAGUNILLAS INFERIOR

Trabajo de Grado presentado ante la Ilustre Universidad del Zulia

para optar al Grado Acadmico de

Autor: Ing. Yerayen del Carmen Rodrguez Ferier Tutor: Ing. MSc. Frmrico Perozo

Co-tutor: Dr. Flarcos Escotlar . - -.-.. ,

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Este jurado aprueba el Trabajo de Grado titulado: APLICACIN DE LI\ SINERGP,, PARA LA EVALUACI~N DEL M1:EMBRO LAGUNILLAS INFERIOR que Yerayen del Carmen Rodrguez Ferrei, C.I.: 11.885.443 presenta ante el Consejo Tcnico de Divisin de Postgrado de la Facultad de Ingeniera en cumplimiento del Artculo 51, Pargrafo 51.6 de la Seccin Segunda del Reglamento de Estudios para Graduados de la Universidad del Zulia, como requisito para opi:ar al Grado Acadmico de

C.I. 2.880.248

arcos Escobar

C .I. 3.805.898

-41 la Divisin ostgrado 'J Cateryna Aiello

Maracaibo, Enero de 2006

Yerayen del Carmen Rodrguez Ferrer. APLICACION DE LA SINERGA, PARA LA EVALUACI~N DEL MIEMBRO LAGUNILLAS INFERIOR. (2006). Trabajo de grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniera. Divisin dci Postgrado. Maracaibo, Tutor: Ing. MSc. Arntirico Perozo; Cotutor: Dr. Marcos Escotlar.

RESUMEN

La evaluacin del potencial y desempeo de reservorios con hidrocarb~ro, incluye el estudio de series sedimentarias, en las cuales ellos se encuentran. Los ncleos, proporcionan una excelente fuente de informacin, sin embargo, su obtencin es Lin proceso costoso y a veces imposible. Por esta razn, se han desarrollaclo herramientas (registros elctrico!;) y programas de computacin sofisticados, qiie han permitido extraer informacin detallada de los sedimentos en las formaciones, con un muestre0 de datos que proporcionan detalles excepcionalcis en todo el intervalo de inters, an en condiciones donde la toma de ncleos es imposible. Este trabajo se basa en una investigacin realizada en un pozo Soncleo, donde rio fue posible obtener muestras de ricleo. Dicha investigacin, incluy Ii obtencin cle la informacin del yacimiento a partir de perfiles de pozos, tales como: Gamma Riiy / Gamma Ray Espectral / Resistividad / Densidad / Neutrn / Snico e Imgenes; la cual fue procesada, analizada y unificada en un anlisis sinergtico, qiie involucra las disciplinas de sedimentologa, petrofsica y geomecnica, cuyo resultado permiti obtener un mejor entendimiento del comportamiento del yacimiento, implantar una estrategia de explotacin ptima en el rea y sirvi comio base para futuros proyectos, del~ido a que no ha sido posible la recuperacin cle muestras de pared o ncleos en el rea, adems demostr la ef ciencia de la sinergia aplicada en los registi-os elctricos de pozos para la c!valuacin cle formaciones, especficamente en el Miembro Lagunillas Inferior de la Formaciiin Lagunillas del Mioceno.

Palabras Claves: Ncleo, registros elctricos, perfiles de pozo, sedimentologa, petrofsica, geomecnica, evaluacin de formaciones, yacimiento, anlisis sinergtico.

E-mail del autor: Yerayenr@Hotmail.com

Yerayen del Carmen Rodrguez Ferrer. APLICACIN DE LA SINERG~A, PARA IA EVALUACI~N DEL MIEMBRO LAGUNILLAS INFERIOR. (2006). Trabajo de grad~,. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniera. Divisin dc: Postgradx Maracaibo, Tutor: Ing. MSc. Arntirico Perozo; Cotutor: Dr. Marcos Escol)ar.

ABSTRACT

The evaluation of the potential aiid performance of hydrocarbon reseivoirs includes the study of the sedimentary series in which they are found. Cor-S provide tn excellent source of information; however, coring is an expensive process and is sometimes impossible. For these reasons, a number of wireliiie tools arid sophisticated computer programs have been developed, and more rec~ntly, detailed information on sediments has been extracted from log data. They, usiially cover tlie entire interval of interest and at a sampling rate providing exceptioniil detail. Logs, often can be obtained in conditiclns where coring is impossible. This work is based on an investigation realized in a Sondeo well, where it was not pos!;ible to obtain core samples. The formation information was extracted from electric logs, such as: Gamma Ray / Spectral Gamma Ray / Resistivity / Density / Neutron / Sonic arid Images; the data acquired were processed, analyzed and unified iri a synergetic analysis, which involves the disciplines of sedimentology, petrophysics aiid geomechanics. The result allowetl to obtain a better undestanding of the behaviw of the location, to implant a strategy of good exploration in the area and it servtzd as information base in future priDjects, due it has not been possible coring in ttie area, it also demonstrated the efficiency of the synergy applied in eleitrical logs f3r formations evaluations, specifically in the Lagunillas Inferior Membei' of Lagunillas Formation of Miocene.

Keywords: Core, electrical logs, wireline, sedimentology, petrophysics, geomechanics, formation evaluation, reservoir, synergetic analysis.

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TABLA DE CONTENIDO

PGIFIA ................................................................................................ RESUMEN 3

ABSTRACT ............................................................................................... 4 TABLA DE CONTENIDO .............................................................................. 5 LISTA DE TABLAS ..................................................................................... 9 LISTA DE FIGURAS ................................................................................. 10 INTRODUCCION ..................................................................................... 13 CAPTULO I 1 MARCO REFERENCIAL ......................................................................... 15

1.1 Planteamiento del problema ................................................... 15 1.2 Objetivos de la investigacin ................................................... 16 1.2.1 Objetivo General ................................................................ 16 1.2.2 Objetivos Especficos .......................................................... 16

1.2.2.1 Evaluacin Geolgica ...................................................... 16 1.2.2.2 Evaluacin Petrofsica ..................................................... 16 1.2.2.3 Evaluacin Geomecnica ................................................. 17

1.3 Hiptesis fundamentales de la investigacin ............................. 17 1.4 Descripcin de la metodologa a utilizar .................................... 18

CAP~TULO 11 11 MARCO TEORICO .............................................................................. 22

2.1 Rocas Sedimentarias . Definicin ............................................. 22 2.2 Propiedades de las Rocas Sedimentarias .................................. 22 2.3 Formacin de las rocas ......................................................... 31 2.3.1 Los procesos sedimentarios: Erosin, Transporte y

. . Sedimentacion ................................................................. 31 2.4 Minerales formadores de las rocas ........................................... 36 2.4.1 Mineral . Definicin: ............................................................ 36 2.4.2 Propiedades fsicas de los minerales ...................................... 37 2.4.3 Minerales Petrogenticos: .................................................... 40 2.5 Tipos de rocas sedimentarias .................................................. 42 2.6 Propiedades Fsicas del Sistema Roca - Fluido ........................... 50 2.6.1 Arcillosidad de las Formaciones ............................................ 51 2.6.2 Naturaleza de las Lutitas ..................................................... 54 2.6.3 Componentes de una arenisca arcillosa .................................. 56 2.6.4 Clculo de la arcillosidad de las formaciones ........................... 57 2.6.5 Modelos para el clculo del volumen de arcila ........................ 60 2.7 Saturacin de Fluidos ............................................................ 62

. . 2.8 Presion Capilar ..................................................................... 64 2.9 Unidades de flujo o unidades hidrulicas ................................... 67 2.10 Facies ................................................................................. 67

TABLA DE CONTENIDO

PGIIJA RESUMEN ............................................................................................... 3 ABSTRACT ........... .... ..... ............ .............................................................. 4 TABLA DE CONTENIDO ............................................................................. 5 LISTA DE TABLAS .................................................................................... 9 LISTA DE FIGURAS ................................................................................ 10 INTRODUCCION .................................................................................... 13 CAP~TULO I 1 MARCO REFERENCIAL ......................................................................... 15

1.1 Planteamiento del problema .................................................. 15 1.2 Objetivos de la investigacin .................................................. 16 1.2.1 Objetivo General ................................................................ 16 1.2.2 Objetivos Especficos ......................................................... 16

1.2.2.1 Evaluacin Geolgica ..................................................... 16 1.2.2.2 Evaluacin Petrofsica .................................................... 16 1.2.2.3 Evaluacin Geomecnica ................................................. 17

1.3 Hiptesis fundamentales de la investigacin .............................. 17 1.4 Descripcin de la metodologa a utilizar ................................... 18

CAPTULO 11 11 MARCO TEORICO ............................................................................... 22

2.1 Rocas Sedirnentarias . Definicin .............................................. 22 2.2 Propiedades de las Rocas Sedimentarias .................................. 22 2.3 Formacin de las rocas ......................................................... 31 2.3.1 Los procesos sedirnentarios: Erosin, Transporte y

Sedimentacin .................................................................. 31 2.4 Minerales formadores de las rocas .......................................... 36

. . 2.4.1 Mineral . Definicion: ........................................................... 36 2.4.2 Propiedades fsicas de los minerales ...................................... 37 2.4.3 Minerales Petrogenticos: .................................................... 40 2.5 Tipos de rocas sedimentarias .................................................. 42 2.6 Propiedades Fsicas del Sistema Roca - Fluido ........................... 50 2.6.1 Arcillosidad de las Formaciones ............................................ 51 2.6.2 Naturaleza de las Lutitas ..................................................... 54 2.6.3 Componentes de una arenisca arcillosa .................................. 56 2.6.4 Clculo de la arcillosidad de las formaciones ........................... 57 2.6.5 Modelos para el clculo del volumen de arcilla ........................ 60 2.7 Saturacin de Fluidos ............................................................ 62

. . 2.8 Presion Capilar ..................................................................... 64 2.9 Unidades de flujo o unidades hidrulicas ................................... 67 2.10 Facies ................................................................................. 67

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TABLA DE CONTENIDO

PGIA A 2.10.1 Divisin de Facies .............................................................. 68 2.10.2 Clasificacin de Facies ........................................................ 68 2.11 Mecnica de los suelos ........................................................... 71 2.11.1 Aplicacin de los registros sonicos ........................................ 71 2.11.2 Propagacin de ondas elasticas ............................................ 71 2.11.3 Presentacin y escalas ........................................................ 72 2.11.4 Anlisis de ondas ............................................................... 73 2.12 Mecnica de las rocas y Mdulos Elsticos ................................. 76 2.12.1 Resistencia de las rocas ...................................................... 77 2.12.2 Modulo Elstico Esttico ...................................................... 79 2.12.3 Modulo Elstico Dinmico .................................................... 87 2.12.4 Ciclo de Mohr's ................................................................. 96 2.13 Anlisis geomecnico en yacimientos de arenas no consolidadas . . 99 2.14 Geologa Estructural ............................................................. 102 2.14.1 Agrupaciones estructurales ................................................. 103 2.14.2 Principales Tipos Estructurales ............................................ 105 2.14.3 Pliegues (Dislocaciones sin fractura) .................................... 106 2.14.4 Estructuras Lineales .......................................................... 107 2.14.5 Deslizamientos, Cobijaduras y Cabalgamientos ...................... 107 2.14.6 Fallas .............................................................................. 107 2.14.7 Diaclasas ......................................................................... 108

CAP~TULO III 111 MARCO METODOLGICO .................................................................... 109

3.1 Tipo de Investigacin ............................................................ 109 3.1.1 Segn el propsito ............................................................ 109 3.1.2 Segn el nivel del conocimiento ........................................... 110 3.1.3 Segn la estrategia empleada para la recolecci6n de datos ...... 110 3.2 Poblacin y Muestra ............................................................ 111 3.3 Tcnicas e Instrumentos de Recoleccin de Datos .................... 111 3.4 Tcnicas de Anlisis de Datos ................................................ 112 3.5 Anlisis y Procesamiento de la data a partir de registros de pozos.116 3.5.1 Registro de Imagen de Alta Resolucin y Caliper de 6

Brazos - EMI ................................................................... 117 3.5.1.1 Generalidades ................................................... .......... 118 3.5.1.2 Procesamiento ................................................... , .......... 119 3.5.1.3 Aplicaciones ................................................................. 120 3.5.1.4 Anlisis de Electro-Facies ............................................... 121 3.5.1.5 Anlisis de Buzamientos ................................................. 122 3.5.1.6 Presentacin de Resultados ............................................ 123

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TABLA DE CONTENIDO

PAGINA 3.5.1.7 Anlisis de Texturas a partir del MI ................................ 124 3.5.1.8 Anlisis de Ovalidad a partir del MI ................................ 125

3.5.2 Rayos Gamma Espectral . (Compensated Spectral Natural Gamma Ray (CSNG)) ........................................................ 127

3.5.2.1 Anlisis de Matriz y Tipos de Arcillas - CLAMS .................... 129 3.5.3 Registro Sonico Dipolar Cruzado . Wavesonic (WSlT) .............. 131

3.5.3.1 Principio Fsico .............................................................. 131 3.5.3.2 Principio de Operacin ................................................... 131 3.5.3.3 Generalidades .............................................................. 132 3.5.3.4 Teora de Operacin y Procesamiento ............................... 132

3.5.4 Fundamentos de un Anlisis Geomecnico ............................ 135 3.5.5 Propiedades Mecnicas de las Rocas y Mdulos elsticos

Dinmicos a partir de Registros Acsticos ............................. 136 3.5.5.1 Esfuerros en la Formacin .............................................. 139

3.5.6 Registro de Resistividad . Dual Laterolog (DLL) ....................... 141 3.5.6.1 Principio de Operacin ................................................... 141 3.5.6.2 Aplicaciones ................................................................. 142

3.5.7 Registro de Densidad . Spectral Density Log (SDL) .................. 142 3.5.7.1 Principio de Operacin ................................................... 142 3.5.7.2 Aplicaciones ................................................................. 143

3.5.8 Registro de Porosidad . Dual Spaced Neutron 11 (DSN) ............. 144 3.5.8.1 Principio de Operacin ................................................... 144

3.5.9 Anlisis de Saturacin y Permeabilidad ................................. 144 CAPTULO IV IV RESULTADOS ................................................................................... 148

4.1 Procesamiento de la data ...................................................... 148 4.1.1 Anlisis de Electro-Facies ................................................... 148 4.1.2 Anlisis de Buzamientos - Registro de Imagen - EMI .............. 152 4.1.3 Anlisis de Texturas a Partir del MI ................................... 173 4.1.4 Comparacin de la Resistividad EMI y DLL ............................. 177 4.1.5 Anlisis de Ovalidad a partir del EMI ................................... 179 4.1.6 Anlisis Registro de Gamma Ray Espectral ........................... 181

4.1.6.1 Anlisis de Matriz y Tipos de Arcillas - CLAMS ................... 181 4.1.6.2 Ambiente Geolgico ...................................................... 198

4.1.7 Anlisis del Registro Sonico Dipolar (Wavesonic - WSTi ......... 205 4.1.7.1 Tiempos de Trnsito ..................................................... 205 4.1.7.2 Estabilidad del Hoyo .......................................... ..... ...... 207

4.1.8 Anlisis de Resistividad y Porosidad ..................................... 209 4.1.9 Anlisis de Saturacin ........................................................ 214

TABLA DE CONTENIDO

PGIIJA 4.1.10 Anlisis Sinergtico. .......................................................... 219

CONCLUSIONES .................................................................................... 227 RECOMENDACIONES .............................................................................. 2 3 1 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ............................................................. 232 APENDICES

.................... A... ... ....................................................................... 234 B... ................................................................................................ 252

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LISTA DE TABLAS

TABLA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Propiedades de masas de las rocas sedimentarias ........................... 29 Tipos de meteorizacin ............................................................... 34 Escala de dureza de Mohs ................................................ ........... 39 Composicin mineralgica de algunas rocas corrientes ...................... 40 Clasificacin de rocas sedimentarias .............................................. 42 Tamao del sedimento ................................................................ 43 Limites de tamaos de las rocas elsticas. ...................................... 44 Clasificacin de las rocas, segn el tamao de las partculas .............. 45 Clasificacin de los componentes segn el contenido de la mal.riz ....... 47 Clasificacin de las Lutitas ............................................................ 48 Clasificacin de conglomerados y brechas ....................................... 49 Influencia de los tipos de Arcilla. en las propiedades utilizadas para la evaluacin de Formaciones Arcillosas .......................................... 55 Identificacin y descripcin de facies, Formacin Misoa ..................... 70 Resistencia de las rocas a la compresin (Valores Generales) ............. 78

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LISTA DE FIGURAS

PGI~VA Componentes de la Roca ............................................................. 23 Distribucin de los granos ........................................................... 25 Clasificacin de grados de escogimiento ........................................ 25 Empaquetamiento de los granos ................................................... 26 Distribucin del tamao de los granos ........................................... 26 Redondez de las partculas ........................................................... 28 Los procesos sedimentarios .......................................................... 33 Movimiento de las partculas ......................................................... 35 Clasificaciones de areniscas .......................................................... 46 Microfotografa de seccin delgada de arenisca: (A) Ncoles cruzados, (0) Ncoles paralelos . Q = Cuarzo; M = Matriz ................... 47 Geometra de las Arcillas .............................................................. 54 Componentes de una Arena Arcillosa ............................................. 56

. . Propagacion de ondas .................................................................. 74 Onda Completa .......................................................................... 74 Forma de Onda de un registro snico con 4 receptores ..................... 75 Forma de onda a partir de la herramienta FWS (Full Wave Sonic.) ..... 76 Material sujeto a fuerza de compresin .......................................... 80 Modulo de Young ........................................................................ 81 Relacin esfuerzo - tensin del modelo de rocas .............................. 82 Deformacin de un Cilindro .......................................................... 82

. . Relacion de Poisson ..................................................................... 84 Deformacin de cizallamiento ....................................................... 84 Deformacin Volumtrica ............................................................. 85 Modulo de Bulk ........................................................................... 86 Anlisis de estabilidad del hoyo en presiones ................................... 89 Componentes del esfuerzo total principal ........................................ 90 Esfuerzo tangencia1 actuando sobre una formacin elstica ................ 93 Representacin del crculo de Mohr para los principales esfuerzos efectivos en el pozo .................................................................... 95 Representacin del crculo de Mohr ................................................ 95 Tipos de lutitas ........................................................................... 97 Tiempos de trnsito de las lutitas .................................................. 99 Men Principal de Programa PetroSite ........................................... 113 Utilitarios del Programa PetroSite ................................................. 114 Ventana del Geoload .................................................................. 114 Ventana del SPC Editor ............................................................... 115 Ventana del Har Copy Manager .................................................... 116 Sinusoide de capa y fractura ........................................................ 120

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LISTA DE FIGURAS

FIGURA 38 39 40 4 1 42 43 44 45 46 47 48 49 50 5 1 52 53 54 55 56 57 58 59 60 6 1 62 63 64 65 66 67 68 69 70 7 1 72 73 74 75 76

PAGIFIA

Ovalizacin (Breakout) ............................................................... 126 Ambiente de depositacin Marino y Continental .............................. 130 Anlisis de electrofacies Laguna . Ojeda ........................................ 149 Anlisis de electrofacies Lagunillas Inferior ..................................... 150 Anlisis de electrofacies La Rosa . Misoa ....................................... 151 Grfico Rosa/Mod . Schmidt Laguna .................................... , .......... 153 Imagen EMI 3D . Laguna @ 303' . 318'. ...................................... 154 Grfico Rosa/Mod . Schmidt Ojeda ................................................ 155 Imagen EMI 2D . Ojeda @ 354' . 368'. ........................................ 156 Grfico Rosa/Mod . Schmidt Lagunillas Inferior ............................... 157 Imagen EMI 2D . Lag . Inferior @ 392' . 401'. ............................... 158 Imagen EMI 2D . Lag . Inferior @ 421' . 435'. ................................ 159 Imagen EMI 2D . Lag . Inferior @ 533' . 552'. ................................ 160 Grfico Rosa/Mod . Schmidt Lag . Inferior . Intervalo 532' . 552'. ........ 161 Imagen EMI 2D @ 730' . 749'. .................................................... 162 Grfico Rosa/Mod . Schmidt La Rosa .............................................. 163 Imagen EMI 2D @ 772' . 790'. .................................................... 164 Imagen EMI 2D @ 791' . 814'. .................................................... 165 Imagen EMI . Zona Discordancia Eoceno ....................................... 166 Grfico Rosa/Mod . Schrnidt Misoa . Arenas B ................................. 167 Imagen EMI 2D @ 860' . 874'. .................................................... 168 Imagen EMI 2D @ 922' . 936'. .................................................... 169 Imagen EMI 2D @ 1055' . 1069'. ................................................. 170 Imagen EMI 2D @ 1074' . 1098'. ................................................. 171 Imagen EMI 3D . Eventos observados ............................................ 172 Anlisis de texturas Laguna . Ojeda ............................................. 174 Anlisis de texturas Lagunillas Inferior .......................................... 175 Anlisis de texturas La Rosa . Misoa ............................................. 176 Resistividades DLL . EMI en el intervalo 590'- 630'. ....................... 177 Resistividades DLL . EMI en el intervalo 840' . 910'. ....................... 178 Ovalidad Formacin Lagunillas . Intervalo 280' . 740' ....................... 179 Ovalidad Formacin La Rosa . Misoa . Intervalo 740' . 1040'. ............ 180 Gamma Ray Espectral . Intervalo 300' . 1040'. ............................... 181 Anlisis de Arcillas . Miembro Bachaquero (200' . 280') .................... 182 Grfico (CrossPlot Th/K) tipos de Arcillas . Miembro Bachaquero ......... 183 Histograma de relacin Th/K . Miembro Bachaquero ......................... 184 Anlisis de Arcillas . Miembros Laguna . Ojeda (280' . 382') ............ 185 Grfico (CrossPlot Th/K) tipos de Arcillas . Miembro Laguna ............... 186 Histograma de relacin Th/K . Miembro Laguna ............................... 186

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LISTA DE FIGURAS

FIGURA

77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 9 1 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105

PAGI~IA

Grfico (CrossPlot Th/K) tipos de Arcillas . Miembro Ojeda ................. 187 Histograma de relacin Th/K . Miembro Ojeda ................................. 187 Anlisis de Arcillas . Miembro Lagunillas Inferior (382' - 740 3 ........... 189 Grfico (CrossPlot Th/K) tipos de Arcillas . Lagunillas Inferior ............. 190 Histograma de relacin Th/K . Miembro Lagunillas Inferior ................. 191 Anlisis de Arcillas . Formacin La Rosa (740' - 805') ....................... 192 Grfico (CrossPlot Th/K) tipos de Arcillas . La Rosa ........................... 193 Histograma de relacin Th/K . Formacin La Rosa ............................ 194 Anlisis de Arcillas . Formacin Misoa (805' - 1040') ........................ 195 Grfico (CrossPlot Th/K) tipos de Arcillas . Misoa ............................. 196 Histograma de relacin Th/K . Formacin Misoa ............................... 197 Ambiente de depositacin Marino y Continental .............................. 198 Histograma de relacin Th/U . Miembro Bachaquero ......................... 199 Histograma de relacin Th/U . Miembro Laguna ............................... 200 Histograma de relacin Th/U . Miembro Ojeda ................................. 201 Histograma de relacin Th/U . Miembro Lagunillas Inferior ................ 202 Histograma de relacin Th/U . Formacin La Rosa ............................ 203 Histograma de relacin Th/U . Formacin Misoa ............................... 204 Tiempos de Trnsito . Intervalo (300' - 1040') ................................ 206 Estabilidad del Hoyo . Intervalo (300' - 1040') ................................ 208 Resistividad y Porosidad . Miembros Laguna . Ojeda ......................... 209 Resistividad y Porosidad . Miembro Lagunillas Inferior ...................... 210 Resistividad y Porosidad . Formacin La Rosa .................................. 211 Resistividad y Porosidad . Discordancia .......................................... 212 Resistividad y Porosidad . Formacin Misoa ..................................... 213 Anlisis de saturaciones . Miembro Laguna - Ojeda .......................... 214 Anlisis de saturaciones . Miembro Lagunillas Inferior ....................... 216 Anlisis de saturaciones . Formacin La Rosa .................................. 217 Anlisis de saturaciones . Formacin Misoa ..................................... 218

Hasta hace poco, la litologa y la sedimentologia de formaciones ai:ravesadas por un pozo, solo poda estudiarse a travs del anlisis de ncleos. Actualmente, se han desarrollado tcnicas que permiten el anlisis y la descripcin de Iss formaciones mediante el uso de la informacin proveniente de registros elctricos. El nmero de diferentes registros y su amplia gamma de aplicacin, permite la determinacin de muchas de las caractersticas fsicas de la roca.

La evaluacin del potencial y desempeo de reservorios con hidrocarburo, incluye el estudio de series sedimentarias, en las cuales ellos se encuentran.

Hay varias posibles fuentes de informacin para el sedimentlogo, incluyenilo afloramientos superficiales, medidas geofisicas en superficie, m~iestras de la formacin mientras se perfora, ncleos, muestras obtenidas con guiya elctrica y datos obtenidos a partir de registros elctricos.

Cada uno de estos mtodos, son eficientes de acuerdo al objetivo planteado. Los ncleos, por otra parte, proporcionan una excelente fuente de informacin, mientns sean tomados y manejados adecuadamente y su longitud sea suficiente para el anlisis, ya que su profundidad puede ser localizada con exactitud. Sin embargo, la obtencin del ncleo es un proceso costoso y a veces imposible, p,r razones (fe seguridad o por las condiciones del pozo y/o formacin. Por esta razc'in, la toma de ncleos extensos no se prctica usualmente.

Con estas limitaciones en la obtencin de tomas de ncleos, la teridencia en los aos recientes, ha estado hacia el uso de registros elctricos, no solo para predecir parmetros petrofsicos generales, sino tambin como una herramienta para los sedimentlogos y los ingenieros de reservorios. Hacia este extramo, se hzin desarrollado herramientas de guaya elctrica (registros elctricos) y programas (le computacin sofisticados que han permitido extraer informacin de':allada de los sedimentos en las formaciones.

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Una ventaja de los registros elctricos, consiste en que stos normalmente cubren todo el intervalo de inters y con un muestre0 de datos que proporcioiia detalles excepcionales. Los registros, pueden obtenerse an en condiciones donde la toma de ncleos es imposible, siendo a su vez ms econmicos.

En este trabajo, se utiliz toda la informacin proveniente de regicitros elctricx para elaborar un anlisis sinergtico, de la zona en estudio, debido a la ausencia (de un ncleo.

Para el desarrollo de este estudio, se cont con informacin proveniente de diferentes herramientas de registros, las cuales adquieren informacin de las formaciones, segn su diseo fsico (Nucleares, resistivas, imgenes, i;nicos, etc).

En los primeros captulos de este trabajo, se exponen el planteamiento clel problema, y los fundamentos tericos para la resolucin del mismo.

Posteriormente, se expone el captulo referente a la metodologa cilizada para la elaboracin de los procesamientos y anlisis de cada uno de los registros elctricos tomados.

Para finalizar, se presentan los de resultados, conclusiones y rec:omendaciones obtenidos durante el desarrollo de la investigacin; conformando un medio 3e apoyo e informacin a diversas operaciones industriales y/o estudios posteriores.

1. MARCO REFERENCIAL

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

Desde el punto de vista geolgico, la acumulacin en el campo Ta Juana os principalmente de tipo estratigrfico, la localizacin se propone como sondeo para investigar las arenas pertenecientes al Miembro Lagunillas Inferior (Frn. Lagunillac;), del Mioceno. Estas areniscas conforman el yacimiento Lagunilla!; Inferior del proyecto C-7 en el campo Tia Juana, cuyos datos existentes de reservas de petrleo son: POES: 733,7 MMBLS. Reservas recuperables 119,28 MMBLS, de los cuales !;e han producido hasta diciembre del 2000: 48,61 MMBLS. Las reservas remanentes se ubican en 70,67 MMBLS.

La secuencia estratigrfica penetrada por la localizacin WRS, c!n el rea del bloque B-8 del proyecto C-7 del campo Ta Juana, esta representada por: FormaciOn La Puerta de edad Mioceno Tardo, compuesta por una secuencia arcillosa con intercalaciones de arenas, limolitas y lutitas carbonosas, seguida por. la Formacitjn Lagunillas de edad Mioceno Medio, conformada por sus cuatro Miembros (Bachaquero, Laguna, Ojeda, Lagunillas Inferior); infrayacente y en contacto concordante se encuentra la Formacin La Rosa de edad Mioceno Medio-Temprano, conformada por lutitas de color gris verdoso e intercalaciones de areniscas y abundantes conchas de moluscos. Finalmente, de modo infrayacente y en contacto discordante, se encuentra el Eoceno erosionado sin diferenciar.

La estructura en la regin de inters, basada en el mapa oficial, se encuenti-a marcada dentro de un monoclinal de rumbo NO - SE, y buzamiento (le 5 grados al SO. La estructura en el rea del proyecto C-7, es cortada al oeste por una falla normal vertical de rumbo NO - SE, con saltos verticales variables de 2'3 a 40 pies t!n el rea; una segunda falla localizada al este del proyecto C-7, de ruribo NE - SbV, de salto vertical aproximado de 20 pies; y una tercera falla al este de esta ultims, con igual rumbo y un salto vertical de 70 pies.

f i : .! ;.>; .-

= Identificar los tiempos de transito de las rocas (Onda compresicinal y Onda (de cizalla), as como tambin el tiempo de transito integrado.

= Observar la estabilidad del hoyo: Correlacin entre drawdown crtico (presihn necesaria para causar arenamiento) y tiempo de trnsito de la onda compresional para definir condiciones de arenamiento.

m Definir la direccin del mnimo esfuerzo de la formacin.

1.3 HIPTESIS FUNDAMENTALES DE LA INVESTIGACIN.

Si se logra elaborar un anlisis sinergtico a partir de los perfiles de pozos (Gamma Ray / Gamma Ray Espectral / Resistividad / Densidad / Neutrn / Snico / Imgenes), se obtendr un mejor entendimiento del comportamiento del yacimiento, lo cual permitir implantar una estrategia de explotacin ptima en el rea, y servir como base para futuros proyectos, debido a que no ha sido posible la recuperacin de muestras de pared o ncleos en el rea.

El estudio de valuacin que involucra las disciplinas de sadimentologa, petrofsica y geomecnica generar informacin actual del rea de estudio que contribuir a la optimizacin de la extraccin de petrleo aprovechando los recursos ya existentes. Al mismo tiempo, demostrar la eficiencia de la sinerga aplicada c!n los registros elctricos de pozos, los cuales servirn en este caso, COKIO medio pala la adquisicin de los datos del pozo.

NOTA: 'Existe sinergia cuando el resultado o el objetivo alcanzad.3 por un toc'o es superior a la sumatoria de los aportes de cada una de sus partes". Teora Gener,sl de Sistemas, por: Ludwig Bertalanffy

1.4 DESCRIPCIN DE LA METODOLOG~A A UTILIZAR.

Fase 1) Recopilacin de la Informacin: Ubicacin, informac:in geolgica, sedimentolgica, geomecnica y peb-ofsica relacionada con el yacimic!nto.

Posibles fuentes de informacin (Artculos cientficos, reportes publicados o internos, trabajos anteriores en el rea, etc.).

Fase 2) Planificacin del Trabajo y seleccin de Herramientas (Registrix Elctricos).

Con la intencin de lograr los objetivos planteados, se corrieron en el pozo Sondeo, a cargo de la empresa Halliburton, las siguientes herramientas:

m DLL: Dual Laterolog (Resistividad) = SDL: Spectral Density (Densidad) m DSN: Dual Spaced Neutron (Neutrn) - CSNG: Compensated Spectral Natural Gamrna Ray (Riiyos gamnia

espectral) EMI: Electrical Micro Imager (Imagen microresistiva de alta resolucin) WSTT: WaveSonic (Sonico Dipolar Cruzado)

Fase 3) Anlisis Sinergtico de los registros elctricos: comprende la evaluacin y anlisis de los resultados arrojados por cada uno de los registr~s convencionales y especiales, inicialmente por separado, y posteriormente uiia integracin de los mismos.

La herramienta EMI, posee 6 brazos independientes, diseados para tocar la pared del hoyo cada uno en forma autnoma, con apertura de los mismos hasta ;!4 pulgadas.

MARCO REFERENCW PAG. 1E:

La resolucin de la lectura es de 0,2-in. (pulgada); es decir, la iiiformacin :;e obtiene a una velocidad de 120 muestras por pie, esto es, una muestra cada -2.5 rnm.

Tiene un paquete de navegacin que incluye la medida de los acelermetros y permite orientar la herramienta. Por lo cual, es posible el clculo de la ovalidad y los esfuerzos de la formacin.

Permite la delineacin de capas finas. Posibilita la identificacin de fracturas y vugas (porosidad secundar a). Establece para cada pozo un anlisis estructural general. A partir de la informacin rnicroresistiva, es posible la diferenciacicm de texturijs

(facies) de la formacin, lo cual contribuye a un mejor entendimientcl de la calidzid de roca presente.

Adquiere una imagen continua de las paredes de la formacin, que permite iin mejor entendimiento de la sedimentologa del rea.

Reconoce caractersticas de la formacin que no pueden ser apreciadas p3r registros convencionales (barreras de permeabilidad, clastos, vugas, etc).

Complementa y/o reemplaza (bajo ciertas condiciones, en este caso) la informacin obtenida a partir de ncleos.

Provee informacin vital para el anlisis geomecnico, la estabilidad del pozo y el diseo de tratamientos de aumento de produccin. La anisotr~p~s snica y la orientacin de la misma pueden utilizarse para determinar la orientacin de fracturas naturales. Los atributos snicos, como los tiempos de transito de la onda compresional (P) o (DTc), las ondas transversales (S) o (DTs) rpida y lenta y la orientacin de la anisotropa, producen en conjunto un mejor anlisis rismico en 33. Posibilita:

= Deteccin de los tiempos de trnsito de las ondas (Compresion'sl y de cizalla) de la formacin.

MARCO REFERENCIAL PAG. 1')

-- -

Identificacin litolgica a partir de las relaciones de velocidad eritre DTs/DTc. = Estimacin de porosidades a partir del uso de DTc y DTs. m Establecimiento de los esfuerzos que actan en la formacin. m Determinacin de las propiedades mecnicas de las rocas. m Medicin de la estabilidad del Hoyo, para evaluar problemas de arenamienta.

La herramienta CSNG proporciona una medida del espectro de rayos gamma (fe O a 3000 KeV, el cual determina un valor ms preciso de las concentraciones (le Torio, Uranio y Potasio.

El anlisis de este registro permite: m Detectar zonas productoras, distinguiendo un reservorio limpio, o zonits

radioactivas productoras de lutitas. Incrementar el conocimiento del yacimiento. Determinar tipos y volmenes de arcillas.

= Localizar trazadores radioactivos, para la evaluacin de f-acturarnienf:~ hidrulico.

m Identificar ambiente geolgico. Identificar litologa (componentes de la matriz).

m Detectar depositacin de sales radioactivas, producidas por movimientos ce fluido (agua).

Permiten la identificacin de los fluidos como agua, petrleo y qas (teniendo los parmetros de evaluacin para el Yacimiento).

= Miden la porosidad total y efectiva en la formacin. m Identifican las zonas de crudo. m Facilitan la cuantificacin de la permeabilidad absoluta de la forniacin.

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MARCO REFERENCUL PAG. 20

Fase 4) Presentacin de Resultados: Consiste en la elaboracin de un reporte integrado (sinergtico) con el resultado de los anlisis realizados a partir (de los registros elctricos, el cual permitir generar una estrategia ptima (de explotacin (definir las trayectorias de mayor estabilidad para pozcs horizontales y10 inclinados, calcular el intervalo de peso de Iodos para mantever integro los hoyos, diseos de fracturas hidrulicas, diseo de completacin y caoneo, c o n t i ~ l de arenamiento mediante la determinacin de la presin crtica (drawdowri), enmarcado en las zonas de mejor calidad de arena), identificar 1.3s estructuras sedimentarias presentes en el rea y ubicar las zonas prospectivar; para futuras explotacin de las mismas.

Esta informacin servir como base para pozos futuros, debido a que no se cuenta con la existencia de ncleos en el rea, ya que las formaciones atravesadiis, se caracterizan por ser altamente friables y no se han logrado recuperar muestras.

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MARCO REFERENCIAL PAG. 21

Las Rocas Sedimentarias son rocas compuestas por mate(-iales gneos, sedimentarios o metamrficos preexistentes, transformados en la siipericie de la corteza terrestre a condiciones de presin y temperatura ambiente que son muy diferentes que las de su genesis original. Estn formadas por la icumulacin y consolidaci6n de materia mineral pulverizada, depositada por la accin del agua y, en menor medida, del viento o del hielo glaciar. La mayora de las r o~ss sedimentarias se caracterizan por presentar capas (estratos, lminas) paralelos o discordantes que reflejan cambios en la velocidad de sedimentacin o en la naturaleza de la materia depositada. La presencia de este rasgo caiacteristico, la estratificacin, es una de las principales caractersticas distintivas de las rciis sedimentarias. (Escobar, Marcos. (2004) Gua de Ambientes Sedimentcsrios).

2.2 PROPIEDADES DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS.

El trmino textura se refiere a la fbrica de la roca; es decir, al temao, forma, disposicin, orientacin y relaciones entre los granos o partculas conr;tituyentes cle la roca. Las texturas clsticas se forman por la acumulacin de minerales y fragmentos de rocas. Las rocas sedimentarias clsticas estn constiti~idas por tres componentes que le dan a este tipo de roca sus caractersticas texturales bsica';. Son estos componentes, las partculas mismas; la matriz de material ms fino, qLie llena los intersticios entre las partculas; y el cemento, el cual junta a las partculis con la matriz.

GRANO

MATRIZ

CEMENTO POROSrDAD

Figura 1. Componentes de la Roca (Escobar, Marcos. (2004) Gua (le Ambientes Sedimentarios).

Las partculas y la matriz forman una asociacin relativa, por ejemplo, granos (le arena en matriz de arcilla. Si todas las partculas son de tamao similir, como en la arena de dunas, no puede hacerse distincin alguna entre las partculas y la matriz, ya que el vocablo matriz se reserva para el material perceptiblemente ms firio asociado con una distribucin de partculas mayores. Los espacios vacos en la matriz, donde se alojan los fluidos de la roca, recibe el nombre de porosidad. El cemento es el precipitado qumico posterior al depsito que llena los intersticios entre granos y matriz. Los materiales cementantes ms comunes en las rocas sedimentarias son la slice, la calcita, la dolomita y la siderita. La irtroduccin tie material cementante es un sedimento elstico, puede conferirle una textul-a parcialmente cristalina. El cemento de slice en las arenisca se deposita conio cuarzo, en continuidad ptica con las partculas de cuarzo (poseen las mismas propiedades pticas vistas al microscopio petrogrfico), y los granoc. redondeados desarrollan pequeas caras cristalinas. De continuar la cementacin, 2stos cristales pueden crecer hasta formar una masa entrelazada. La recristalizacin del linio calcreo tambin forma agregados cristalinos. (Escobar, Marcos. (2004) Gua de Ambientes Sedimentarios).

La textura detallada de una roca sedimentaria est determinada principalmente por el tamao y forma de los sedimentos, as como por su disposicrn dentro del

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MARCO TE~RICO PAG. 23

agregado. En los materiales sedimentarios acarreados mecnicamente (que formiin rocas clsticas y detrticas), se han establecido seis propiedades tlasicas de los sedimentos que son las que poseen una influencia notoria sobre la textura final del depsito:

m Tamao. m Forma (esfericidad). m Redondez. m Textura Superficial. m Orientacin.

Composicin Mineralgica.

Las cinco primeras propiedades afectan a la textura, y la ltima a la composicin. Otras propiedades fsicas y qumicas pueden, empero, desempe~ papeles importantes bajo ciertas condiciones especiales, entre otra!;, la densidad durante el transporte, la solubilidad en algunos cambios posteriores al depsito, etctera.

El tamao de la partcula sedimentaria es un elemento importante de la textura en las rocas clsticas, debido a su relacin con las condiciones dinmicas del transporte y depsito. El mtodo ms comn para medir el tamao cle partcula 13s el tamizado o cribado. Al sacudir una muestra de arena dentro de un juego de tamices, las partculas se separan en diferentes grupos de acuerdo cori las aberturas de cada tamiz. Otro procedimiento para determinar el tamao de partculiis pequeas, consiste en determinar su velocidad de asentamiento Las esferas pequeas se sedimentan conforme a la ley de Stokes, la cual estables!, en su forma ms sencilla, que la velocidad de asentamiento es proporcional al cuadrado del dimetro de la partcula.

La seleccin o escogencia (sorting) del grano, es decir, la distribucin de tamao de los granos o cantos constituyentes del sedimento o la roca sedimentari3, es un parmetro textura1 muy importante, debido a que est ligaclo a variables

MARCO TERICO PAG. 2.1

petrofsicas como la porosidad (U), permeabilidad (K) y saturacitin de fluidcis acuosos (Sw).

M W POBREMENTE MODERADAMENTE M W BIEN FXQGIDO ESCOGIDO ESCOGIDO

MODERADA A RAJA 0 RAJA K AI.TA Sw

ALTA 0 ALTA K RAJA S-

Figura 2. Distribucin de los granos.

095 03 0'7 Clasificncii de grados de rscagimiento (lupa). Cada =fase se estabiece aoik In bnse ile un valar de desviacin d u d a r .

Figura 3. Clasificacin de grados de escogimiento.

Otra variable textura1 importante, relacionada con el tarrao, es t!l empaquetamiento de los granos. Tiene que ver con lo apret~dos que se encuentren los granos dentro de la roca, lo cual a su vez depende del nivel ds avance de la diagnesis de la roca.

POBREMENTE EMPAQUETADA

MODERADAMENTE EMPAQUETADA

BIEN EMPAQUETADA

Figura 4. Empaquetamiento de los granos.

La distribucin de tamaos de los granos es un tercer parmetrl, textura1 de gran importancia. Se refiere a la distribucin vertical del tamao de lac. partculas, a lo largo del espesor del estrato bajo consideracin. Algunas caFas de rocas sedimentarias presentan distribuciones uniformes de tamaos de o s granos 3 cantos a lo largo de su seccin vertical, mientras que otras pueden presentarse con afinamientos de grano hacia el tope o hacia la base del estrato. Tales variaciones afectan la distribucin vertical de permeabilidades en el cuerpo de roca.

TEXTURA TEXTURA

ALTA K VERTICAL

TEXTRA GRANODECRECIENTE

0 0 0 0 0 0 0

BAJA K VERTICAL

Figura 5. Distribucin del tamao de los granos.

La esfericidad tiene que ver con el grado de aproximacin de iin sediment'3 determinado a la forma de una esfera. El conceDto de la esfericidad es:

Esfericidnd = Area de la superficie de la particula Area de la superficie de una esfera de igual vc)lumen (1)

La redondez de las partculas se expresa en forma bidimensional acomodando la partcula en tal forma que presenta su superficie de mxima proyeccin. Si se espolvorean granos de arena en un portaobjeto y se golpea ste ligeramente, los granos tienden a colocarse de tal manera que presentan su intercepcin menor aproximadamente vertical, y sus intercepciones mayor e intermedia .disibles descle arriba. Los radios de curvatura de las esquinas y bordes se comparar1 luego con el radio del crculo mximo inscrito en la imagen. Por definicin, la redondez es:

Redondez = radio medio de esquinas y bordes radio del circulo inscrito maximo

Cuando las esquinas y bordes son agudos, su radio medio es pequeo, y a redondez es baja; pero cuando el radio medio de las esquinas se acerca al del crculo inscrito, el valor de la redondez se aproxima a 1,O.

En resumen, la esfericidad se relaciona con la proporcin entre el largo y ,o1 ancho de los sedimentos, y la redondez se mide por la curvatura de los bordes cle las partculas. Un cubo posee una esfericidad alta, cercana a la unidad, pero u ra redondez igual a cero. Esto implica que la esfericidad estar controlada por el hbito cristalino del mineral, mientras que la redondez depender del grado y condiciones del transporte del sedimento. (Escobar, Marcos. (2004) Gua ce Ambientes Sedimentarios).

-

MARCO TE~RICO PAG. 2i

k,,:: 1 -- -

- .~ ~ ~ ~. . ~~ - ~ p.- -~ ~- ~ QpfWlo -- II

. REDONDEZ .

ALTA EVFERlClnAD

M J A ESmRICII,*D

MUY ANGULOSO SUWNGULOSO SUBREDONDEADO REWNDEADO MUY IWGULOSO REDONOVIDO

Figura 6. Redondez de las partculas

La textura superficial (rugosidad de la superficie) de una partcula sedimentaria, es el conjunto de los pequefios rasgos de su superficie. Estos rasgos superficiales reflejan la historia abrasiva de la partcula (estras en guijarros ccarreados por hielo), o pueden reflejar cambios despus de su sedimentacitjn (disoluci5n incipiente con posterioridad al depsito). Se han reconocido cuatro tipos de t e x t ~ r a superficial (vista al microscopio):

m Desgastada por abrasin (desmenuzada o fragmentada). Lobada (de apariencia de cantos rodados).

m Corroda (hubo desprendimiento de materia por disolucin). m En faceta (con planos de cristal).

Las rocas sedimentarias poseen un conjunto de propiedades impoitantes, que se derivan de su constitucin como un agregado de partculas individuales. La asociacin de partculas en agregados (como en un ncleo de arenisca) dota al conjunto de ciertas propiedades de masa. Las principales, se resumeri en la prxirna tabla. Dos de sumo inters, por sus aplicaciones al establecimiento de roc:as almacn de petrleo, son la porosidad y la permeabilidad.

El porcentaje de volumen de poros de una roca es su poroc,idad (0). La porosidad total es el porcentaje total del volumen de huecos, mit:ntras que la porosidad efectiva es el porcentaje de los huecos comunicados entre s. Esta distincin es importante en la geologa del petrleo, porque es el vcilumen de los poros comunicados el que rige la recuperacin del petrleo contenimjo en l. Los sedimentos no consolidados tienen valores iguales para la porosidad total y a efectiva, pero aquellos consolidados (rocas) pueden tener diferencias significativis entre los dos, dependiendo del grado en que hayan sido sellados lo:; poros por el material cementante. Su ecuacin:

Volumen de la masa - volumen de los granos Porosidad = 100 volumen de la masa

La permeabilidad (K) es una medida que establece la facilidad relativa de paso de un fluido a travs de sus poros. A diferencia de la porosidad, la permeabilidid est muy influida por el tamao de partculas. A medida que las partculas se hacen ms pequeas, los poros se vuelven tambin menores, y se requiere de una fuera mayor, o un tiempo mayor, para mover un volumen unitario de fluido a travs cle una roca sedimentaria. En la produccin de petrleo, es la porosidad efectiva la que determina la cantidad de petrleo que puede producir en ltimo trrnino una roca petrolfera por unidad de volumen, pero la permeabilidad es la que determina con que rapidez puede extraerse este petrleo.

La permeabilidad puede cuantificarse por diferentes mtodos. Es igual a un darcy cuando un cm2 de superficie de la roca pone en libertad un cm3 de fluido de viscosidad unitaria, en 1 segundo, obrando una diferencia de 2resin de 1 atmsfera/centmetro. La permeabilidad de una arenisca consolidada de lh mm de dimetro medio, es aproximadamente de 1 darcy. (Escobar, Marcos. (2004) Gua (le Ambientes Sedimentarios).

Tabla l. Propiedades de masas de las rocas sedimentarias.

t c o h e s i n . ~ a propiedad de pegarse o adherirse entre s por efecto de fuerzas superficiales. Los sedimentos no consolidados. de arano fino, con dimetro (le partcula menor de 0,01 mm, la poseen.

Color. El matiz que en coniunto presenta una roca, que resulta de la color del grano, de la capa supe;ficial,.de la matriz y delcemento.

Compatibilidad. Disminucin del volumen bajo una carga, expresada como una disminucin de la porosidad. La presentan con m65 intensidad los sedimentos no consolidados, de grano fino. En las lutitas se ha medido una baja de porosidad del 50 al 5 por ciento, cuando se han soterrado a 5.000 pies de profundidad.

Densidad. (Gravedad Especfica). La masa por unidad de volumen dr! una roca. Los valores van desde alrededor de 2.1 para la arenisca, 2.3 para la lutita y 2,4 para la caliza.

Elasticidad. Capacidad que tiene un cuerpo deformado para recuperar forma despues de la deformacin. Tiene Importancia en la regulacin de la pcirosidad de las ondas sismicas en la prospeccin geofsica. El mdulo de Young vara desdm? alrededor de 2 x 10" dinas/cm2 para la lutita, pasando por valores de 5 x 10" dina/cm2 para la arenisca, hasta unas 6 x 10" dinas/cmi para la &llza.

Resistividad elctrica. Es una medida de la resistencia al paso de electrica. Depende la naturaleza de la roca y del contenido del fluido de sus poi.os. Para la arenisca, la resistividad es del orden de lo4 ohmio-cm. La resistividad relativa cle las rocas cortadas en un pozo se obtiene de la "curva lateral" de los registms elctricos.

Susceptibilidad magntica. Una medida de las propiedades magnetizas de las rocas. En los sedimentos, la susceptibilidad magnetita es principalmente una funcin de la cantidad de magnetita presente. En unidades del sistema C.G.S., el 90 por ciento de los sedimentos tienen una susceptibilidad menor de 0,001. (Por comparacin, los derrames de lava bsica exhiben valores mayores de 0,001 en el 90 por ciento de las muestras).

Permeabilidad. Una medida de la facilidad con que fluyen los fluidos a tr3ves de las rocas. (Vease el texto para su explicacin).

Porosidad. Una medida del volumen de los poms de una roca, expresida en por . .

ciento. (El-texto lo explicacarnplitud). t- i i i a q e . La medioa de las relaciones mutua de espacio que hay entre una roca. Es una medida del grado en que los granos se encuentran en contacto son sus vecinos, o entrelazados con ellos.

Radioactividad. En las rocas sedimentarias, se expresa esta propiedad que equivalen a 10 l 2 gramos de radio por gramo de roca. Los promedios de los valores medidos son aproximadamente 4,l para arenisca pura, 4,O para caliza, 11,3 para lutita

de la facilidad con la que pasa el de las rocas. La conductividad K, expresada en caloraslseg-cm-grado, es del orden de

MARCO TE~RICO PAG. 30

2.3 FORMACIN DE LAS ROCAS.

Las rocas se forman: m Por enfriamiento del magma. m Por erosin, transporte y depositacin. m Por precipitacin de sales inorgnicas contenidas en las aguas. m Por la condensacin de gases que contienen partculas minerale; = Por depositacin de restos animales y vegetales.

Por recristalizacin parcial o total de los minerales de una roca debida a elevadas temperaturas y fuertes presiones.

2.3.1 LOS PROCESOS SEDIMENTARIOS: EROSIN, TRANSPORTE 3

LA SEDIMENTOLOGIA: Es una parte importante de la Estratigrafa que !;e ocupa de la descripcin, clasificacin e interpretacin de las rocas sedimentarias, o sea, que se refiere a los procesos que originan la formacin de las rociss sedimentarias, lo cual comprende el origen, transporte y depositacin de los materiales formadores de estas rocas, su diagnesis y litificacin.

EL SEDIMENTO: Es toda partcula, fragmento de material slido, orgnico o inorgnico, procedente de cualquier material o roca preexistente, que ha sido generado por procesos fsicos y/o qumicos y que ha sido acarreado por cualqui~-r medio (agua, aire, hielo, viento) bajo condiciones normales en la superficie terrestre.

EL DEPOSITO SEDIMENTARIO: Es todo cuerpo fsico proclucido por la acumulacin de sedimentos, y es independiente del lugar donde se eiicuentre y del medio que lo ha producido.

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MARCO T E ~ R ~ C O PAG. 31

., .:,; / < < . I ) t' :..>:!.;;

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-~ - - - ~ - - - - ~~ CapltuOo II

LA SEDIMENTACION: Es el proceso a travs del cual se for'nan las rocas sedimentarias. Comprende varias etapas; la meteorizacin, el transporte, la depositacin y la litificacin.

LA EROSION: Es la suma de los procesos de rneteorizacin ms ti-ansporte. LA METEORIZACION: Es el proceso a travs del cual, las rocas gneas o

metamrficas, formadas a condiciones de temperatura y presin t!levadas en el interior de la litsfera, tienden a alcanzar de nuevo el equilibrio qumico, bajo la accin de los agentes atmosfricos, el agua, la temperatura arnbiente y los microorganismos. Muchos tipos de rocas sedimentarias, que han sufrido en diversos grados el proceso de diagnesis, bajo condiciones de presin, temperatura y ambiente qumico que son diferentes a las condiciones superficiales, tambi'in pueden ser afectadas por la meteorizacin. En esencia, este proceso ocasiona Jn cambio en el estado de la roca, de masivo a elstico, desintegrando las rocas slidas en fragmentos qumicamente estables a las condiciones de la superficie terrestre.

Los productos de la meteorizacin comprenden dos grupos de c;ustancias; los materiales solubles (y algunos coloides) que son separados por las aguas circundantes del subsuelo; y los materiales residuales que se acumulan en el lugar del intemperismo.

LOS TIPOS DE METEORIZACION: La meteorizacin de las rocas es un proceso complejo, generado por eventos de carcter qumico, fsico y biolgico.

Los productos de la meteorizacin comprenden dos grupos de c.ustancias; 13s materiales solubles (y algunos coloides) que son separados por las aguas circundantes del subsuelo, y los materiales residuales que se acumulan en el lugar del intemperismo.

LA DENUDACION: Es la suma de todos los procesos que determinan el aplanamiento del terreno. Generalmente, tales procesos comprenden la meteorizacin (alteracin o intemperismo), el transporte y la deposita~:in.

TRANSPORTE: Consiste en la remocin de los fragmentos nc consolidad~~s (clastos) generados por el proceso de meteorizacin, la cual es efectuada por fluid1,s naturales. Los modos de transporte de las partculas sedirnentarias, son: (a)

MARCO T E ~ R ~ C O PAG. 32

m f.,:.: 21

1 .. .

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~ - - ~ p ~ ~ - - -- ~~~~ -pp-p ~ - ~ . ~ ~ -- -- Qpftulo - Iii ~ -

traccin o arrastre; (b) saltacin en el sustrato; (c) flotacin; (d) su:;pensin y (e) disolucin, las tres ltimas en el medio transportador. Los dos aspectos fundamentales del transporte de sedimentos, son la velocidad de asentamiento (le las partculas, y las leyes del movimiento de los fluidos. La velocidad de asentamiento est determinada por el tamao, la esfericidad y la densidad de la partcula. La accin clasificadora de una corriente, est relacionada ntimamente con este parmetro, lo cual explica, por ejemplo, la gradacin de los sedirrentos. El flu.io o movimiento de los fluidos es de dos clases generales; flujo laminar y flujo turbulento. Este ltimo, en el cual ocurren pequeas fluctuaciones al azar (fe velocidad, transversalmente a la lnea de la corriente, es el ms importante t!n geologa.

SEDIMENTACION METEORIZACIO

TRANSPORT

L

DIAGEYESIS

LOS ANDES LJ Figura 7. Los procesos sedimentarios.

Tabla 2. Tipos de meteorizacin (Escobar, Marcos. (2004) Gua de Ambientt2s Sedimentarios).

1 - / Generalmente de l FISICA

QUIMICA

Descarga (Dilatacin de la roca durante la erosin). Dilatacin Trmica.

m Accin de Congelacin (Cuas de hielo).

Disolucin. Hidratacin, Hidrlisis. Oxidacin.

m Reduccin. Carbonatacin.

importancia secundiiria. Su efecto neto es la reduccin del tamao de las partculas, con aumento de !;u rea superficial. No origina cambio alguno en la composicin qumica. Modificacin completa de las propiedades qum8cas Y fsicas, generalmerite, se origina el aumentc en el volumen molar parcigl de los

races. m Accin de los productos de

descomposicin de las plantas.

m Accin de microorganismos.

BIOLOGICA fsicos y qumicos.

productos.

MOVIMIENTO DE LAS PARTICULAS: Tiene su iniciacin en as corrientc!s, cuando el arrastre del fluido en movimiento vence a las fuerzas gravit.acionales y 3e cohesin entre partculas. El canto desplazado se mueve junto con el fluico, rodando o en suspensin. Pareciera que las partculas pequeas se puedan poder en movimiento con mayor facilidad que las grandes, lo cual no es estrictamente cierl:o,

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MARCO TE~NCO PAG. 1s

-~ ~ ~ ~p - - - ~- -~ - - ~ ~ capitulo 1%

--

debido a la mayor fuerza cohesiva entre ellas, que muchas veces oc:asiona que se muevan aglomeradas como partculas grandes. Una vez iniciado el rnovimiento, el comportamiento subsiguiente de los sedimentos es principalmente una funcin de su velocidad de asentamiento. Tales relaciones se resumen en el diagrama anterior (de Hjulstrom), donde se representa la velocidad crtica necesaria para iniciar el movimiento de las partculas de diferentes dimetros.

k 4 Velmibd ( ~ - 0 g I

10000 EROS~N

1000

TRANSPORTE

Ar~ik. Limo Arma (irava Bloques

Figura 8. Movimiento de las partculas. (Escobar, Marcos. (2004) Gua cle Ambientes Sedimentarios).

En resumen, se tiene que por cristalizacin de un magma se forrnan las rocas gneas, que pueden ser bsicas, cidas o intermedias segn su composicin y plutnicas o intrusivas y volcnicas o extrusivas, segn que su corisolidacin se haya producido en el interior de la tierra o en su superficie. Luego, las rocas ya consolidadas, por la accin del intemperismo, se fragmentan o disgregan en fragmentos menores, partculas o clastos para formar los sedimentos, que posteriormente son transportados y acumulados en una cuenca apropiada, donde

MARCO TE~RICO PAG. 35

pueden sufrir un proceso de endurecimiento o compactacin llamado; diagnesis o litificacin, para as formar las rocas sedimentarias.

Las rocas sedimentarias se encuentran constituidas por capas 3 estratos de diferente granulometra, as las arenas por litificacin se convertirn en areniscas, los limos en limolitas, el sedimento de tamao de arcilla en lutitas, el material calcreo en calizas, las gravas en conglomerados, etc.

2.4 MINERALES FORMADORES DE LAS ROCAS.

Es una sustancia slida, inorgnica, de origen natural, con compo!;icin qumic:a definida o variable dentro de lmites prefijados y con una estructura int:erna reticuliir ordenada (disposicin o arreglo atmico interno nico de sus elenientos. (LUZ. (2002) Gua de Geologa General).

Los principales mecanismos de formacin de los minerales son: m Cristalizacin a part ir de fluidos: A partir del enfriamiento de materialc!~

fundidos de origen magmtico (olivino, feldespatos, t~lrmalina), la composicin del slido resultante es la misma que la del Iquitlo inicial. Por evaporacin a partir de una disolucin acuosa (halita, yeso). Por sublimacin de vapores (azufre). Transformaciones en estado slido: Se producen por cainbios en las condiciones ambientales, esencialmente por presin y temperatura. Recristalizacin o variacin de forma o tamao de los minerlles. Cambics polimrficos, se producen si cambia la estructura de un mineral sin variar su composicin.

Todos los procesos que dan origen a los minerales, por su principal fuente de energa, pueden ser: endgenos, exgenos y metamrficos. (LUZ. (2002) Gua de Geologa General).

MARCO TERlco PAG. 36

2.4.2 PROPIEDADES F~SICAS DE LOS MINERALES.

Todas las propiedades de los minerales estn determinadas por la composicin y el arreglo atmico interno de sus elementos. La disposicin de los .9tomos de los elementos en un mineral constituye su estructura cristalina, o arreglo ordenado, (le sus tomos. (LUZ. (2002) Gua de Geologa General).

m DENSIDAD: Relacin entre la masa de roca y el volumen que ocupa. A 4 O Z , esta determinacin, realizada sobre el agua pura, se conoce conio 'densidad". Sin embargo, este trmino se utiliza popularmente para cualquier valor de temperatura y material. Mientras la roca es ms densa posee resistencia alta, al ser menos densa es ms porosa.

m COLOR: El color que presentan los minerales suele ayudar a clisificarlos. Los minerales presentan el color inherente al mineral por lo general. Por ejemplo, el mineral pirita (color amarillo latn), la galena o sulfuro de plcmo (color gvis acero); estos son colores inherentes al mineral y siempre se cibservan en el mineral puro. El segundo tipo de color es accidental y depende de Iiis impurezas que presente el mineral o se manifiesta al fracturarlo.

= RAYA: Si un mineral es raspado en un pedazo de porcelana blanca, deja marcada una raya de determinado color que tambin sirve para identificarlo.

m RASPADURA: Es ms caracterstico que el color por lo tanto e$. ms til para la identificacin, es el color del mineral en polvo. La raspadura de la tiza, por ejemplo es blanca; la hemtica mineral, que es xido de hierro comn, puetle ser rojo, negro o gris acero.

m CRUCERO: El crucero de un mineral es su capacidad de romperse mhs fcilmente en unas direcciones que en otras debido a la disposicin de los tomos. Algunos minerales como las micas comunes, tienen cr~Jcero perfecto en una direccin. El mejor modo de determinar los cruceros es exponer el trozo del mineral a la luz y hacerlo girar lentamente en varias direccioni-S

para que incida la luz sobre las superficies de crucero qiie la reflejan brillantemente, como si fueran pequeos espejos. EXFOLIACIN: Si se da un golpe seco a un mineral se rompe4 generalmente a lo largo de un plano definido llamado plano de clivaje o exfoliacin. FRACTURA: Se llama fractura de un mineral al aspecto que prr?senta cuando se rompe. En algunos casos puede ser muy til esta caracterstica. TENACIDAD: La capacidad de un mineral para mantenerse sln romperse o doblarse. FRAGIL: Cuando se rompe con facilidad y se reduce a polvo (ciiarzo). SCTIL: Cuando el mineral se puede cortar con cuchillo (yeso, oro puro). MALEABLE: Cuando puede transformarse a laminas delgadas por percusitin (oro puro, cobre). DCTIL: Cuando se puede dar forma de hilo (oro puro, cobre). FLEXIBLE O PLSTICO: Cuando puede ser doblado, pero sin que recupere su forma normal. ELSTICO: Cuando se dobla recupera su forma original. PESO ESPECFICO: Es la relacin que existe entre el peso de un volumen determinado de un mineral, y el peso de otro volumen igual de agua pura a una temperatura de 4 OC. DUREZA: La dureza de un mineral se determina por su capacidad para rayar o ser rayado por otros de acuerdo con la escala de dureza llarriada escala de Mohs, dicha escala es mostrada en la siguiente Tabla. (LUZ. (2002) Gua de Geologa General).

-

MARCO TEIUCO PAG. 28

Tabla 3. Escala de dureza de Mohs.

\ CARAC --

TERIST: -~ --

1 TALCO PUEDEN RAYARSE CON LA UA I I

2 YESO PUEDEN RAYARSE CON LA UA 3 CALCITA SE CORTA FACILMENTE CON LA NAVAl.4

4 FLUORITA SE RAYAN CON LA NAVAJA I I

SE RAYAN CON LA NAVAJA

FELDESPATO SE CORTAN DIFICILMENTE CON LA NAVAJA i 7 1 CUARZO 1 NO LOS RAYA EL ACERO, EL CUARZO 1

RAYA AL CRISTAL, EL TOPACIO AL

CORINDON EL CORION AL TOPACIO Y AL

DIAMANTE EL CORIDON

BRILLO O LUSTRE: Es el aspecto del mineral a la luz ordinaria (es aspeco debido a la reflexin de la luz sobre su superficie). Segn su apariencia !;e clasifican en: brillo metlico, vtreo, mate o terrosos, sedoso, graso, perlado.

m TRANSPARENCIA: Cuando a travs de l pueden divisarse claramente otros objetos.

m TRANSLUCENCIA: Cuando permite que la luz pueda atravesar un material. OPACIDAD: Que no transmite luz.

m FLUORESCENCIA: Es la propiedad que presentan los minerales que se hacen luminiscentes al ser expuestos a los rayos ultravioletas, rayos X u otros.

-

MARCO T~nico PG. 35

Aunque se conocen ms de 2000 minerales clasificados, las rocas ms comunqzs se pueden describir adecuadamente en base a una docena de minei-ales, como lo indica la tabla siguiente.

Tabla 4. Composicin mineralgica de algunas rocas corrientes. (LUZ. (2002) Gua de Geologa General).

Cuarzo I I I i

Feldespatos 1 52.3 1 46.2 1 8.4 1 17.6 1 2 . 7 1 Micas Clorita Anfiboles (principalmente hornblenda). Piroxenos (principalmente augita) Olivino Calcita y Dolomita

m CUARZO: Los granos grises o incoloros de cuarzo son muy frecuentes lzn muchas clases de rocas su frmula es Si02 Incoloro, blanco y varios matices; lustre vtreo a grasoso. Su dureza es 7 y no muestra crucero. Qumicamente, se puede considerar como Si02 Si(Si04). Otras variedades conocidas como calcedonias incluyen a los pedernales y jaspes.

m En los grandes yacimientos los xidos de hierro; junto con el carbono C03Fe, son las principales menas del mineral de hierro, como ac:cesorios, 5x1 constituyentes notorios de una gran variedad de rocas comunes. La hematina, Fez03; la magnetita, Fe304; la ilmenita, Fe0.Ti02, a menudo v3 asociada con

Minerales de hierro Otros minerales

11.5

2.4

Raros

--

--

2.0 0.5

--

--

--

36.9

7.6 --

6.5 2.8

1.2 1.1 --

--

--

10.6 1.7 0.3

18.4 6.4 --

--

--

7.9 5.4 2.4

--

92.8

?.,. ..,. , .., . , f. : , ; !y

, , =...

~. -- - -

Caplhlo 11 --

la magnetita, especialmente en los basaltos y en rocas de compo!;icin anloca. La lirnonita, cuya formula promedio es Fe0.H20, es el producto resultante de la alteracin en forma de herrumbe de otros minerales de hierro. (LUZ. (2002) Gua de Geologa General). LOS FELDESPATOS: Los feldespatos son los minerales ms abundantes en la naturaleza. El grupo tiene especial inters e importancia, porquc! la clase y la cantidad de feldespato es la base para una clasificacin detallad,s de las rocas gneas. Tienen un esqueleto de tetraedros Si04 y A104 con ionc!s de potaso, sodio o calcio que ocupan los lugares apropiados a la estructura. La familia de los feldespatos est constituida por dos grandes secciones: el feldespato potsico, la Ortoclasa; los feldespatos sdico-clcicos, Plagioclasas. Todos los feldespatos tienen las mismas propiedades fsicas generales. Fundamentalmente son blancos, pero con frecuencia tienen tintes rosados o grises. En las rocas que contienen a la vez feldespatos rojos o feldespatos blancos o grises, los rojos o rosados suelen ser ortoclasa y los gilses o blancos plagioclasa. La raspadura es clara o incolora, y la dureza es 6. Tarito la ortoclasa como la plagioclasa tienen dos direcciones de crucero bien definidas.

m LOS PIROXENOS: Semejantes a los anfboles. El miembro ma; frecuente de este grupo es la augita, su composicin: silicatos complejos que cclntienen calcio, magnesio, almina, hierro, sodio. Su color vara de verde oscuro a negro, con brillo vtreo o sedoso y raspadura de color claro. Su dureza es de 5 a 6 . La augita y la hornablenda se parecen mucho entre s.

m LOS ANFIBOLES: El principal es la hornablenda, su composicii~n es: silicat:os hidratados complejos de calcio, magnesio, hierro, aluminio. Tiene color que vara de verde a negro, con brillo vtreo o sedoso y raspadura de (:olor claro. Su dureza es de 5 a 6.

m MICAS: Los ms comunes son la moscovita o mica blanca (silicai:~ de potasio y aluminio, incoloro o de tinte plateado, con brillo perlado, y especialmente de un crucero muy perfecto, que permite que el mineral se rompa forinando lamirias elsticas), biotita o mica negra (es un silicato complejo de potasio, magnecio,

hierro y aluminio). La moscovita y la biotita tienen propiedades fsicas anlogas. Ambas son blandas, 2.5 a 3, y tienen crucero perfecto.

m OLIVINA: La olivina es un mineral verde, vtreo, generalmente granular, compuesto de magnesio, hierro y slice, su dureza varia de 6.5 a 7, su raspadura es de color claro y su crucero es indistinto.

m CALCITA: Es un carbonato de calcio (COga). Mineral muy extendido que ocuri-e en masas granulares, efervescente en cido, incolora, blanca y otros matices. DOLOMITA: (C03)~MgCa, es un carbonato de calcio y de magnesio. Similar a a calcita, pero menos efervescente, blanca, gris, rosada.

m YESO: Se presenta como feldespato lustroso fibroso, alabastro compacto y selenita cristalina; el yeso es un producto abundante de la evaporac:in, blanco.

m CLORITA: Semejante a la mica verde pero flexible, de color verde. m ANHIDRITA: Parecido al yeso, mineral muy abundante, blanco. m HALITA: Es la sal comn o sal gema, color blanco. (LUZ. (2002) Gua cle

Geologa General).

2.5 TIPOS DE ROCAS SEDIMENTARIAS.

Las rocas sedimentarias se clasifican segn su origen en elsticas, orgnicas y qumicas:

Tabla 5. Clasificacin de rocas sedimentarias (Escobar, Marcos. (21004) Gua cle Ambientes Sedimentarios).

1 Areniscas 1 Radiolaritas y Diatornitas 1 Lirnolitas 1 Depsitos Fosfticos - .. . .. . -

Carbonatos

Lutitas, Arcilitas y Lodolitas

1 Evaporitas Carbn Mineral Asfaltos Naturales

Depsitos de Fe Sedimentario. Ftanita (Chert o Flipt) 1 Pedernal, jaspe,

1 Calcedonia, Novacuitas MARCO TE~RIco PAG. 4:!

Las rocas clsticas, llamadas tambin mecnicas o fragmentarias, se componen de partculas minerales producidas por la desintegracin mecnica de otras roca!;, que son transportadas, sin deterioro qumico, gracias al agua. Son acarreadas hasta masas mayores de agua, donde los cambios de energa del medio de transporte ocasionan su depositacin en capas. La lutita, la arenisca y el conglomerado son rocas sedimentarias comunes de origen mecnico.

Las rocas clsticas se clasifican atendiendo al dimetro promedio de Icis partculas porcentualmente ms abundantes. La tabla siguiente muesi:ra los lmites de tamao del canto o grano constituyente principal, y el nombre de la correspondiente roca. Rocas clasificadas comnmente dentro de otros grupoi;, pueden comportarse como rocas clsticas; por ejemplo, existen caliza!; arcillosas cle origen detrtico, denominadas margas; las areniscas calcreas formadas por transporte y sedimentacin de cantos calcreos, tambin son comuries. (Escobar, Marcos. (2004) Gua de Ambientes Sedimentarios).

La siguiente tabla, resume de modo grfico los tamaos comunes de los sedimentos:

Tabla 6. Tamao del sedimento.

-

MARCO TE~RICO PAG. 43

Tabla 7. Limites de tamaos de las rocas clasticas.

mento - -- - - -- -

Tamao -1; ~~~dirn~"&i- [ ~ ~ ~ -1 Sedi 1 Rosa Bloque Aglomerado

,256 mm r

64 mm

4 mm

2 mm

-

MARCO TE~RICO PAG. e,

\ 1/16 mm

11256 mm

Guijn

Canto Rodado Guijarro Grnulo

ARENA

UMO

ARCILLA

Conglomerado de guijones

Conglomerado de guijarros

Conglomerado de grnulos

Arenisca

Limolita

Lutita Lodolita

Cascajo

Brecha

Tabla 8. Clasificacin de las rocas, segn el tamafo de las partculas.

Mas de 256 Canto ( Grava de cantos, conglomerado de cantos.

256 - 128

de piedras muy grandes, conglomerados de iedras muy grandes.

I I

128 - 64 I I

Guijarro grande

Piedra Grava de piedras medianas, conglomerados de piedras medianas.

Grava de Guijarros grandes, conglomera3os de guijarros grandes.

I 1

Guijarro pequelio

32 - 16

8 - 4 Piedras Gravas de piedras pequeas, conglomersdos de equeas iedras pequetias.

I I

Grava de Guijarros pequeos, conglomerado de guijarros pequelios.

4 - 2 1 Granulo 1 Grava de grnulos, conglomerados de grnulos. I I -4

Piedra grande

Grava de piedras grandes, conglomerados de piedras grandes.

1 112 -114 1 Arena mediana 1 Arena. arenisca 1

2 - 1

Dentro de las rocas elsticas, las areniscas juegan un papel muy mportante, ya que son las rocas almacn por excelencia del petrleo. Se presenta a continuacin

1

Arena muy gruesa

1/4 -1/8

1 - 1/16

1/16 - 1/32

1/32 - 1/64

1/64 - 1/1288

< 1/256

-.

MARCO TE~RICO PAG. 45

Arena, arenisca

Arena fina I Arena, arenisca Arena muy fina Arena, arenisca

Limo grueso Limo, limolita

Limo mediano Limo, limolita

Limo fino Limo, limolita.

Arcilla Lutitas

una de las clasificaciones de areniscas ms utilizadas en la literatura (Dott R.H. :ir. 1964, Jour. Sed. Petrology, v.34, fig. 3).

A C i l t m .

S M (sedimentarias) (mes!amorfims)

u e rocas AREMSCAS LiTi :AS

Figura 9. Clasificaciones de areniscas.

El grano de las areniscas est constituido principalmente por cuarzo, con cantidades variables de feldespatos, micas, fragmentos de rocas, bioclastos y glauconita, mientras que la matriz est formada de partculas tamal, limo o arcilla de los mismos cuarzo, feldespatos y micas, adems de minerales de arcilla y otro!; a nivel subordinado.

Esta clasificacin se fundamenta en la concentracin de los mirierales cuar;!o, feldespatos, fragmentos de roca y matriz, expresada cada una en porcentaje en volumen de roca total (vista a simple vista o al microscopio petrogrfico). (Escobar, Marcos. (2004) Gua de Ambientes Sedimentarios). MARCO TE~RICO PAG. ,46

Figura 10. Microfotografa de seccin delgada de arenisca: (A) Ncoles cruzados, ( 0 ) Ncoles paralelos. Q = Cuarzo; M = Matriz.

Las tres primeras variables se representan en los vrtices de uri tringulo, y atendiendo a su composicin relativa, la roca recibir los nombres indicados en la figura anterior. Algunos autores utilizan la denominacin "arg Icea", para denominar las areniscas t i ~ o Wacas:

Tabla 9. Clasificacin de los componentes segn el contenido de la matriz.

I FELDESPATO 1 ARENISCA / ARENISCA FELDESPATICA -1 1 FELDESPATICA 1 ARGILACEA

FRAGMENTOS DE 1 ARENISCA LmCA 1 ARENISCA LmCA ARGILACEA 4

Esta clasificacin tiene la ventaja de ser descriptiva y adems, como la porosidzd est en la matriz de la roca, est estrechamente ligada a este parmetro.

Se presenta a continuacin el esquema ms aceptado de clasificacin de liis lutitas. La siguiente tabla, presenta algunas definiciones de trminos i~tilizados pala denominar este tipo de roca, generalmente constituida por ms de 50% de clastos tamao arcilla (dimetro < 1/256 mm). Una lutita es una roca lamiriada o fisible.

Rocas similares que son ms bien masivas y se fragmentan en bloq~es, reciben el nombre de lodositas. Las arcilitas presentan un mayor endurecimiento que Iis anteriores, probablemente por recristalizacin parcial, y constituyen una etapa intermedia entre una lutita y una pizarra (metamrfica). Se diferencim en que lits argilitas no presentan clivaje, mientras que las pizarras muestran clivaje secundario.

Tabla 10. Clasificacin de las Lutitas (Escobar, Marcos. (2004) Gua cle Ambientes Sedimentarios).

- . ~ - ~ - . . - .. - -

rorcerirdle constituyentes tamaolo - 32% j 32- 65% 1 o, - 10043 1 arcilla

1 1 No-consolidado 1 Estrato 1 Limo 1 Lodo / ~ o d o a r c i l l o a (sedimento) >l cm. estratificado estratlflcado estratificailo

Lmina 1 Limo 1 Lodo < 1 cm. laminado laminado laminado

Consolidado Estrato Limonita Lodolita Arcilita (Roca) > l cm. estratificada

Lmina Limonita Lutita Lutita

Metamorfizada

Pizarra Pizarra

1 cuarzosa Filita y/o esquisto micceo Los Conglomerados y las gravas han sido clasificados de varias fo-mas. Una de

ellas, de sentido prcticamente descriptivo, est basada en su textura (conglomerados de guijarros, conglomerados de peas), la compo:;icin de SLIS clastos (conglomerado de calcita, conglomerado de chert) o su cemento MARCO TE~RICO PAG. 4E

m . .,,;j F.: .!''S, -7.

=.> .

~~

~ p~ - --. . - Capitulo II --

(conglomerado ferruginoso, conglomerado calcreo). Otro sistema de clasificacin tiene que ver con su origen (conglomerado fluvial, de playa, o glacial). Todos estos esquemas son de fcil aplicacin sobre rocas depositadas en tiempos geolgicos recientes, sobre los cuales procesos geolgicos como la diagnesis, la meteorizacin, el tectonismo, etc., no han introducido cambios que conduzcan a errores en la designacin del tipo de roca. A objeto de presentar un1 clasificacin que funcione de modo universal, se ha propuesto una que se fundamenta en f?I agente o proceso responsable de la fragmentacin del grano. /\s, se tiene conglomerados y brechas epiclsticos, cataclsticos y piroclsticcis. (Escoba!, Marcos. (2004) Gua de Ambientes Sedimentarios).

Tabla 11. Clasificacin de conglomerados y brechas.

~rtecuarr tirc (c.f!gornc:ri zn! -Inoy~;.!-~l>~; <

. .~

1'"h . . .. ~

Conglome ado petromid ico

-. - - - ..

-inestables >~q Paraconalomerados 1 Matriz lamiriada:

digmictitas lodolit~i : (matriz > 15%) 1 conglomerhica 1

1 - Brechas de colapso y disolucin Meteoriticos 1 Brechas de impacto

laminaca

tilita (glacial)

Intraformacionalec: Derivados de la fragmentacin de rocas preexistents en la cuenca de depositacin, y son contemporneos con e l proceso de sedimentacin.

Intraforniacionaies

-

MARCO TERICO PAG. 4Il

Conglomerados y brechas intraformacionales

Y l l VCldbllLU> .. ~ ~ ~ p p --

Brechas y aglomerados volcnicos Cataclsticos Brechas de derrumbe y hundimiento

Brechas asociadas a fallas y pliegues (morrenas tect6nicas:

:,-m .-; ..,T F : j q

:

--

~ ----- ~ ~~ .-. . . ~ -- ~- - - - ~- ~-

Capihlo ~ IH - -

m Piroclsticos (volcnicos): Incluyen los aglomerados. Brech.ss volcnicas producto de bombas de lava solidificada en vuelo, o erosin volc.inica como f?I caso de las areniscas llamadas tufas.

m Brechas cataclsticas: Originadas por movimientos tectnicos (falla!;, pliegues, diaclasas). Brechas de impacto meteoritico: Muy comunes en La Luna, pero de muy pobre representacin en el registro geolgico terrestre. Poseen rietamorfismo de choque (muy alta presin) con formacin de stichovita (ciiano de alta presin) y coesita

Los otros dos grupos principales de rocas sedimentarias, son las 01-gnicas y las qumicas. Los materiales que forman rocas sedimentarias orgnica:; pueden ser restos de organismos marinos microscpicos precipitados sobre el suelo del ocano, como es el caso de muchas calizas fosilferas, diatomitas y radiolaritar;. Tambin se incluye rocas formadas a partir de acumulaciones de restos de troiicos, hojas y material vegetal transportado, como el caso del carbn mineral (turba, lignito, hullii, carbn bituminoso, antracita) y rocas derivadas del petrbleo, como los asfaltcs slidos (alquitranes y breas naturales) y algunas ceras (mbar, ozocerita).

Las rocas qumicas pueden derivarse a partir de la disolucin en agua fluente de parte de la roca primigenia y posterior depositacin en el mar o eri un lago por precipitacin de la disolucin. La halita (sal de roca), el yeso y 12 anhidrita c.e forman por evaporacin de soluciones salinas y la consiguiente precipitacin de las sales. Algunas calizas lacustrinas y fluviales, indicativas de puntos de afloramienl:~ de aguas subterrneas, como las tizas, son ejemplos de rocas qumica:;.

2.6 PROPIEDADES FSICAS DEL SISTEMA ROCA - FLUIDO.

En general, las rocas sedimentarias son las de mayor importancia cesde el punl:o de vista petrolero. Ellas constituyen las grandes cuencas donde se hen descubierto los yacimientos y campos petrolferos del mundo. Por su capacidad corno

MARCO TE~RICO PAG. 50

. , .~.

p~ . . ~.

Capiblo I:B -

almacenadoras y extensin geogrfica y geolgica como rocas productoras sobresalen las arenas, las areniscas, las calizas y dolomitas; aurique tambin constituyen fuentes de produccin, en ciertas partes del mundo, las lutitzis fracturadas, la arcosa, la serpentina y el basalto.

De la acumulacin de datos tericos y aplicaciones prcticas, tanto en 121 laboratorio como en trabajos de campo, se ha logrado catalogar uni variedad de propiedades, constantes y relaciones acerca de las rocas que componen los estratcls geolgicos, muy importantes para el estudio de yacimientos.

2.6.1 ARCILLOSIDAD DE LAS FORMACIONES

Desde un punto de vista geolgico existe una clara distincin entre los trmincls arcilla y lutita, no as en la evaluacin de perfiles, donde ambos trniinos se usan indistintamente para denominar la fraccin de la roca ocupada por arcilla o lutitii. Petrolgicamente, como arcilla se definen los silicatos complejos tiidratados de almina que constituyen la caolinita, ilita, montmorillonita, clorita y vermiculitii, cuyo tamao de partcula es inferior a 11256 mrn. La lutita es la roca c:ompuesta de minerales de arcilla ms otra variedad de minerales de grano muy fino, como cuarzo, xidos de hierro, micrita y materia orgnica. De hecho los minerales de arcillas muy raramente constituyen capas puras.

Debido al tamao muy pequeo que presentan las partculas de al-cilla (

,.y:'."' , ,:

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-- ~

Capitulo l b -~.. -~ ..-. - ~ - -

-

La presencia de arcilla tambin complica la definicin o concepto de porosidad ce la roca. La capa de agua superficial de la partcula de arcilla, puede presentar Ln volumen muy significativo de porosidad. Sin embargo, dicha porosidad no detle considerarse como indicativo de la existencia de un yacimiento potencial ce hidrocarburos. En este sentido, una lutita o formacin arcillosa puede poseer ura alta porosidad total y sin embargo, tiene una baja porosidad efectiva, pava constituir un yacimiento potencial de hidrocarburos. (Halliburton. (19517) Open Hole Log Analysis and Formation Evaluation).

Las arcillas asociadas a las arenas arcillosas pueden ser tanto de origen detrtico como autig6nico. En el primer caso la arcilla se deposita junto cori la arena en ambientes sedimentarios apropiados, y en el segundo la arcilla se origina por diagnesis, como producto de precipitacin de soluciones aciiosas o por recristalizacin de ciertos minerales inestables, despus que la arena se deposit.

El modo en que la lutita o arcilla afecta la lectura de los registros elctricos depende de la cantidad de ella y de sus propiedades fsicas. Tarnbin pueden depender de la manera en que la lutita est distribuida en la formacic~n. El material luttico puede encontrarse distribuido de tres maneras en la formacin: m Las lutitas pueden existir bajo la forma de lminas, entre las cualec, hay capas (le

arena. Este tipo de lutita no afecta la porosidad o la permeabilidad de las capas arenosas mismas. Sin embargo, cuando la cantidad de lutita laminar aumenta y por lo tanto decrece la cantidad de medios porosos, se reduce proporcionalmente el espe