Animal geológico #3: Sistema Petrolero

Y después de la primera y segunda entrega de animales geológicos, y luego de un largo tiempo se viene el tercero. En este caso, no es un “animal” individualizable, sino que es un sistema. Y no uno cualquiera; es uno donde cada uno de sus elementos tienen que estar en armonía para poder tener eso que es esencial para el desarrollo del ser humano, los hidrocarburos.

Definiendo al “coso”

Querido lector, ¿nunca se pregunto cómo hacían las empresas (obvio, petroleras) para perforar un pozo y sacar petróleo? O más general todavía; ¿no se ha preguntado cómo se conoce el potencial petrolero de un lugar u otro? Pues bien, parte del conocimiento geológico de un determinado lugar, pero más particularmente, de su sistema petrolero. ¿Qué es un sistema petrolero? Hay decenas de definiciones pero una que me gusta es:

“El sistema petrolero comprime los elementos cruciales que en conjunto “trabajan” para formar una cuenca hidrocarburífera comercial

Y acá se desprende un punto fundamental, podemos tener una hermosa cuenca sedimentaria, con petroleo y/o gas, pero si no es económicamente rentable, no es un sistema petrolero!

Describiendo las partes

Bien, después de la aburrida introducción vamos a lo sabroso y empecemos por un básico ejemplo: ¿Qué elementos se necesitan para que un auto funcione? Necesitamos un motor, obviamente nafta, las gomas, aceite, llaves y por supuesto, un conductor. Si alguna de estas cosas no está presente, el sistema automovilístico no funciona. De la misma manera sucede con el petróleo en cualquier lugar del mundo indistinguiblemente si la cuenca sedimentaria es del triásico, cretácico, pérmico o terciaria.

Los elementos de un sistema petrolero son cinco:

  • Roca fuente: Es la roca con contenido orgánico en la cuál se genera el petróleo. También es llamada “cocina”.
  • Migración: El petróleo es un fluido y por ende por diferencias de presiones o por cambio de posición de la roca generalmente migra hacia otras zonas por diferencia de presiones, alojándose en rocas con más alta porosidad y permeabilidad.
  • Reservorio: Las rocas que alojan el petróleo que viene migrando se llama roca reservorio.
  • Trampa y sello: Estos dos elementos son también fundamentales. Si no hay alguna barrera (trampa) para frenar la migración del petróleo, este iría a parar a la superficie. Las trampas pueden ser de tipo estratigráfico, estructural, por fallamiento, por domo salino, o lo que es más común, por una de las tantas combinaciones entre ellas. El sello es la capa de roca que se encuentra por encima de la roca reservorio que tiene característica petrofísicas particulares: tiene baja permeabilidad evitando que el petróleo siga migrando en la vertical.
  • Timing: El timing involucra la sincronización de los elementos anteriormente citados. Podemos tener una hermosa roca fuente, madre, la trampa y el sello; pero si al petróleo le falta maduración estamos “al horno”. Es el punto menos tenido en cuenta en la industria petrolera, y sin embargo, para mi, el más importante.

A continuación vamos a detallar algunos de los elementos y dar información de la industria del petróleo actualizada a la fecha.

Trampa y sello

Como siempre una foto vale más que mil palabras, y como llevo escritas 524 hasta el momento, mejor pongo una:

  • Arriba-izquierda: Una trampa de tipo estructural. El nombre es debido a causa del estructuramiento (doblamiento de la roca). Como siempre el petróleo está acompañado de agua, y ésta al ser más pesada, flota sobre ella. La presión litostática se encarga de llevarlo hacía la zona posterior y su acumulación. El primer animal se trató en detalle ese tipo de estructura.
  • Arriba-derecha: Una trampa por fallamiento. Un sector o bloque se eleva por fallamiento, el petróleo migra por presión litostática y se acumula contra el bloque que queda más abajo. También se llama entrampamiento por juxtaposición.
  • Abajo-izquierda: Una trampa por domo salino. La sal tiene la propiedad de intruirse (meterse) entre las capas de rocas sedimentarias, genera una inclinación en ellas y un desbalance de presión litostática y por ende, la acumulación de petróleo. Los grandes yacimientos del Golfo de México son de este tipo.
  • Abajo-derecha: Una trampa estratigráfica. Sucede cuando hay una discontinuidad lateral de las rocas. Se aprecia como la roca reservorio “termina” hacia la derecha de la figura.

Más sobre Sistemas Petroleros

Como se nombró anteriormente, en general las trampas son de tipo combinado, con una mezcla de los 4 tipos descritos. A continuación, un esquema de migración:

En él se ven los elementos de un sistema petrolero. Tenemos la roca fuente (en violeta); migración, en esta caso por una falla; una roca reservorio en amarillo y finalmente un anticlinal (uno de los tipos de trampa) donde se acumula el petróleo en cantidades comercialmente rentables y una roca sello (en gris) que impide que el petróleo sigua migrando.

Las inmorales palabras

Les dije que si cualquiera de los elementos del sistema petrolero fallaba, entonces nuestro pozo perforado no iba a tener éxito. El siguiente slide fue tomado de una presentación que se brindó en el congreso de la AAPG del 2006 y en él se detallan los reportes de pozos perforados durante ese año que no tuvieron éxito, démosle una leída:

Traduciendo al soberano:

  • “La trampa no estaba presente” Problema: FALLA
  • “No se encontró roca reservorio” Problema: RESERVORIO
  • “No había sello” Problema: SELLO
  • “El fallamiento fue tardío” Problema: TIMING
  • “El objetivo no contenía petróleo” Problema: ROCA FUENTE-TIMING
  • “Las arenas eran muy finas” Problema: RESERVORIO-TRAMPA
  • “la interpretación fue incorrecta” Problema: CUALQUIERA DE LAS 5

Concluyendo la idea, verán que todas las excusas del por qué el pozo no fue exitoso se debe a por lo menos el fallo de alguno de los 5 elementos que describen un sistema petrolero. Por supuesto que se tiene una incertidumbre con respecto a la zona a perforar, nunca se está 100% seguro que existan los 5 elementos. Por ello en la industria petrolera se tiene la siguiente ecuación para calcular la probabilidad de éxito de un pozo:

PE= RF% x M% x R% TS% x Tm%

O sea la probabilidad de éxito (PE) es una multiplicación de las probabilidades individuales de cada elemento. Otra vez recurrimos a un ejemplo esclarecedor:

Probabilidad de tener:

Roca fuente: 0.9
Migración: 0.6
Roca Reservorio: 0.7
Trampa y sello: 0.7
Migración: 0.5

Probabilidad de exito: 13%!!!

Como verán, los inversores antes de poner millones de dólares para hacer un pozo, lo piensan (y estudian) muy bien antes de perforar. En el año 2009, de cada 3 pozos exploratorios que se perforaron, 2 fueron sin éxito, esto quiere decir que no encontraron petróleo en cantidades comerciales.

Otra información del mismo año indica, del total de pozos que fallaron, en porcentaje correspondiente, el elemento del sistema petrolero que estuvo ausente:

Breve anécdota sobre el timing

Para tomar conciencia de la importancia del timing, les voy a contar una anécdota. El pozo más caro perforado durante muchísimos años fue uno que se realizó en Alaska en 1982. La sísmica mostraba una muy linda estructura de 32km x 14km; había evidencia de sobra que el petróleo había sido atrapado en la formación reservorio Mukluk, sin embargo no se encontró petroleo. Las palabras de Richard Bray, presidente en ese entonces de la compañía dueña del pozo Sohio explicando el por qué del fracaso son ahora una lección aprendida para todas las demás compañías petroleras:

“Perforamos en el lugar correcto, solo que lo hicimos 30 millones de años tarde”

El petróleo había migrado a otro lugar, en esta caso falló el estudio de preservación del mismo.

Concluyendo

Se han escrito muchísimos libros sobre el tema. Acá se ha tratado en poco más de 1000 palabras dar una idea, un pantallazo de lo que es tan complicado e intrincado sistema con el que los geólogos petroleros luchan día a día. Para terminar, quiero mostrarles un genial gráfico del sistema petrolero de un yacimiento del Golfo de México (o GoM, como es conocido en la industria petrolera):

Click para agrandar

Se ve el cómo durante la línea de tiempo se fueron conjugando cada uno de los elementos. Empezando en el pérmico con la generación de roca fuente, luego la roca reservorio y encima de ésta, la roca sello. La roca que se acumula encima de la reservorio genera presión y temperatura (en verde), necesarios para que se genere el petróleo y gas. En un momento del triásico (Tr) y por algún mecanismo litológico (falla, estructuramiento, aparición de domo salino) se genera la trampa. Posteriormente durante el jurásico (j, en gris) sucede la generación de petróleo (si las condiciones de presión, temperatura, y calidad de roca fuente son las justas), la migración y la acumulación en la trampa. Y lo más importante y crítico, el petróleo se debe preservar desde ese período hasta la actualidad! No deben suceder ningún evento geológico secundario, como por ejemplo una orogenía que desequilibre el sistema por generación de nuevas estructuras y migración del petróleo. Ni tampoco más sedimentación sobre la cuenca que genere de vuelta más presión y temperatura “sobrecocinando” y destruyendo nuestro hidrocarburo.

Todo este proceso, o mejor dicho, esta cadena de procesos sincronizados se llama timing. Si se generó por ejemplo la falla (trampa) después de la acumulación, nuestro petróleo se escapa por ella hacia otra zona donde no hay reservorio. Por eso es importantísimo la sincronización (en tiempo geológicos, Ma) de los eventos.

Links y despedida

Información en internet hay en cantidades astronómicas. Recomiendo la lectura de este trabajo, completo, detallado y agrupa todo el conocimiento actual. Este otro extracto es bastante sintético, referido al sistema petrolero de Trinidad y Tobago. Muy interesante también y con varias cross-sections donde se interpretan las estructuras asociadas al sistema.

Bueno amigo, esto es todo por ahora, espero no haberlos aburrido y se vendrán en pronto más animales geológicos para todo el mundo. Como siempre, se aceptan comentarios yo sugerencias.



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17 respuestas a Animal geológico #3: Sistema Petrolero

  1. Gabinni dijo:

    Jajaja, no sabía esa anécdota de Alaska, aunque me hiciste acordar a un artículo que publicó la revista Leading Edge no me acuerdo si en Abril o Febrero sobre DHIs (indicadores directos de hidrocarburos). Hablaba el artículo sobre la necesidad de verificar esos DHI con otros métodos porque, como se observaba allí, no siempre habían hidrocarburos. Conclusión: alguien se clavo en un par de millones de dolares nuevamente….
    Deberías explicar en algun animal geologico sobre los DHI, creo q no son tan complicados de explicar y son una curiosidad interesante.
    Saludos!

  2. ye olde fox dijo:

    Muy bueno Cuate..!! muy bien explicado..

  3. chimango dijo:

    Me extrañaría que no tengas esas gotas de petróleo de fondo de pantalla en tu portátil…
    excelente post, suficientemente simple como para que yo lo entienda!

  4. Pingback: ¿Qué estudia un geofísico? | Animal de Ruta

  5. Neo-Ciencia dijo:

    Buena por el Post!!!….un saludo!!!.

    Me a servido de ayuda!!

  6. Daniel dijo:

    MAS QUE COMENTARIO ES PEDIR UN FAVOR SI ALGUIEN TIENE LIBROS O ARTICULOS DONDE SE EXPLICA LO QUE ES UN SISTEMA PETROLERO SUS PARTES ASI DETALLADAS, ES QUE ANDO HACIENDO UN TRABAJO PARA TITULACION DE MI CARRERA DE INGENIERIA PETROLERA SALUDOS

  7. Guillote dijo:

    Te dejo un link a “la biblia de los sistemas petroleros”:

    http://www.amazon.com/Fundamentals-Basin-Petroleum-Systems-Modeling/dp/3642091423/ref=sr_1_3?ie=UTF8&qid=1306418353&sr=8-3

    Fijate si está subido a alguna página o algo por el estilo para poderlod escargar gratis.
    Saludos!

  8. Orale pariente muy bueno =) Sera que me podrias explicar bn sobre la Geologia del Petroleo. Por k para mi es una base primordial de saberlo… Ah y tambn Algun libro donde hay algunos ejercicios resueltos. sobre PERFORACION Y RESERVORIO de todo los niveles.. Por k el Docente k nos pasa clases en la Uagrm Aplaza minimo 3 veces a 5 veces … Claro k el No enseña muy bien y tambn por jodido..
    Pero bueno aconsejame algunas guias, libros o paginas para poder estudiarlas y saber mas sobre mi carrera….

  9. Y por cierto tienes Facebook? para estar mas en linea. Y dime eres petrolero o geologo??

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  16. Nicolas dijo:

    Querido amigo, he llegado un poco tarde a tan bellisimo blog!. Estoy cursando la carrera de geologia y he escrito en otras ocasiones. Justo hace poco vi la definición de Sistema petrolero vs Play y hemos estado trabajando con historias de subsidencia de cuencas, en este caso, un punto de control de la Cuenca Neuquina. Nuevamente, felicitaciones por este gran sitio!. Abrazos desde el sur.

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