Geología del Petróleo: Cuencas Sedimentarias, Sistemas y Mecanismos de Producción

Cuenca Sedimentaria

Una cuenca sedimentaria es una depresión en la superficie del basamento terrestre donde se produce la acumulación de sedimentos. Está formada por capas o estratos dispuestos uno sobre otro, desde el más antiguo en la base hasta el más reciente en la cima, cada uno con características distintivas. Generalmente, el concepto de cuenca se asocia con la depresión y el espesor de las rocas que la rellenan.

A modo de ejemplo, en ciertas regiones existen numerosas cuencas, como la Neuquina, Cuyana, San Jorge, Noroeste y Austral, de las cuales un subconjunto es actualmente productivo en términos de hidrocarburos.

Sistema Petrolero

El sistema petrolero comprende el conjunto de elementos geológicos y procesos físicos que interactúan de manera sincronizada en la naturaleza para la formación de hidrocarburos. Este sistema incluye la zona de maduración de la roca madre, la red de distribución natural y los yacimientos de petróleo descubiertos que están genéticamente relacionados.

Elementos Principales del Sistema Petrolero

Consta de elementos principales como:

• Roca Madre: Roca generadora de hidrocarburos.
• Roca Reservorio: Roca porosa y permeable que almacena los hidrocarburos.
• Roca Sello: Roca impermeable que impide la migración de los hidrocarburos fuera del reservorio.

Procesos Fundamentales del Sistema Petrolero

Y consta de 3 procesos fundamentales:

1. Formación de la Trampa: Son todos aquellos procesos tectónicos que dan origen a las estructuras geológicas que confinan los hidrocarburos, además de los cambios litológicos laterales de las capas que pueden crear barreras.
2. Generación – Migración – Acumulación:
   • Generación: Proceso de formación de hidrocarburos a partir de la materia orgánica en la roca madre.
   • Migración: Movimiento de los hidrocarburos desde la roca madre hacia la roca reservorio.
   • Acumulación: Concentración de los hidrocarburos en una trampa.
3. Preservación: Es el tiempo durante el cual se mantiene la conservación del hidrocarburo dentro del sistema petrolero. Esta preservación se mantendrá hasta que ocurra algún fenómeno geológico que altere la composición o integridad del sistema.

Mecanismos de Empuje en Yacimientos Petrolíferos

Los yacimientos de petróleo se clasifican según su mecanismo de empuje principal, que determina cómo el petróleo es desplazado hacia los pozos de producción:

• Empuje por Gas Disuelto:

  Este tipo de extracción es considerado eficiente. A medida que la presión del yacimiento disminuye, el gas disuelto en el petróleo se libera, expandiéndose y empujando el petróleo hacia los pozos. La práctica ha demostrado que la recuperación primaria puede alcanzar del 20% al 40% del petróleo en sitio (original oil in place).

• Empuje por Casquete de Gas:

  En este tipo de yacimiento, bajo las condiciones originales de presión y temperatura, existe un equilibrio entre el gas libre (formando un casquete de gas en la parte superior del yacimiento) y el petróleo presente. La expansión de este casquete de gas empuja el petróleo hacia abajo y hacia los pozos. La presión y la temperatura, bajo condiciones normales, están relacionadas con la profundidad del yacimiento.

• Empuje por Agua:

  El empuje por agua es considerado el mecanismo natural más eficiente para la extracción de petróleo. La presencia y actuación de un acuífero subyacente o lateral puede lograr una recuperación de hasta el 60% y quizás más del petróleo en sitio. Este mecanismo puede manifestarse de dos formas principales:

  1. Empuje de Fondo: El agua asciende desde la base del yacimiento.
  2. Empuje Lateral: El agua avanza desde los flancos del yacimiento.
• Drenaje Gravitacional:

  Generalmente, los estratos tienen una cierta inclinación o buzamiento que crea un desnivel de un punto a otro. Este buzamiento se expresa en grados y puede ser muy pequeño (ej. 2°) o muy empinado (ej. 45° o más). Mientras más alto sea el buzamiento, mayor oportunidad tendrá el petróleo de escurrirse por gravedad hacia las zonas de menor elevación, facilitando su producción. Este proceso es una forma de segregación gravitacional.

Trampas de Hidrocarburos

Las trampas son configuraciones geológicas que permiten la acumulación y retención de hidrocarburos.

Trampas Estructurales

Las trampas estructurales se forman por la deformación del reservorio junto con la roca sello que lo cubre. Son principalmente el resultado de procesos post-depositacionales que modifican la configuración espacial de la roca reservorio, principalmente por plegamiento y fallamiento. Los tipos más comunes corresponden a los anticlinales y domos.

Trampas Estratigráficas

Las trampas estratigráficas se producen por cambios en la sedimentación del reservorio. Estos cambios representan una pérdida lateral del espesor, porosidad o permeabilidad del reservorio que interrumpe la migración del hidrocarburo, desarrollándose así el yacimiento. El petróleo queda entrampado entre dos estratos con diferentes propiedades.