geologia.! geologia del subsuelo.!

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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA DE LA FUERZA ARMADA NCLEO BARINAS

Gua de estudio # 2 Prof. Ing. Josefina Prez UNIDAD II GEOLOGA DEL SUBSUELO Mapas del subsuelo Tipos de mapas Cartografa geolgica Determinacin de reas

MAPAS DEL SUBSUELO Definicin El mapa es uno de los productos finales de la interpretacin geolgica, prcticamente todas las fases del desarrollo de los recursos mineros o de hidrocarburos, requieren para su diseo y control de esta herramienta de trabajo. En el caso del petrleo, puede decirse que la mayor parte de las propiedades que define morfolgicamente los yacimientos son susceptibles de ser representados mediante uno o ms mapas y nos estamos refiriendo a rea, espesor, volumen, forma de la superficie, limites, orientacin. Propiedades internas de las rocas como porosidad y permeabilidad, estado, conducta y tendencia de los fluidos presentes, contactos entre ellos, migracin, continuidad, etc., propiedades del ambiente tales como presiones y temperaturas y muchas otras caractersticas pueden ser representadas cartogrficamente. De tal manera que los mapas son un instrumento delicado que debe presentar la informacin de manera clara, ntida y confiable y deben ser elaborados siguiendo patrones de aceptacin universal. Dado el dinamismo de la informacin en la industria petrolera, los mapas que utiliza deben ser un instrumento de fcil modificacin. TIPOS DE MAPAS Los mapas ms utilizados en Geologa petrolera son el mapa estructural y el mapa ispaco, pero adems se utilizan el mapa de facies, los diferentes mapas de isopropiedades petrofsicas, el mapa de continuidad de arena, de presiones, de temperaturas, de velocidad de ondas y otros. Muchos de los nombres son informales y/o especficos para la industria petrolera, pero la mayor parte de ellos se construyen siguiendo el mtodo de interpolacin, y

adaptando los conceptos validos en superficie a su utilizacin para datos del subsuelo En general los mapas en la industria petrolera se construyen con datos geolgicos, Petrofsicos y de yacimientos.

MAPA ESTRUCTURAL

Es la representacin cartogrfica de las variaciones estructurales en el subsuelo. Muestra la forma del horizonte Curvas o contornos estructurales Son intersecciones de planos horizontales equidistantes con la superficie geolgica que se desea representar, es decir, que son lneas horizontales que unen puntos de igual profundidad que representan una superficie geolgica. Una lnea o curva estructural es una lnea imaginaria que conecta puntos de igual altitud sobre un horizonte nico, generalmente el tope o la base de un estrato sedimentario. En consecuencia un mapa de contornos estructurales muestra la forma del horizonte. Las lneas estructurales son anlogas a las lneas topogrficas que muestran la forma de la superficie de la tierra. Se puede calcular con gran exactitud la inclinacin de un horizonte representado por lneas estructurales. Para una equidistancia dada, cuanto mas prximas entre si estn las curvas estructurales en el mapa, mas empinada es la inclinacin, asi como cuando mas prximas entre si estn las curvas topogrficas, mas grande es la pendiente. Las curvas o lneas estructurales permiten conocer la posicin (Rumbo y buzamiento) de los estratos en el subsuelo y por consiguiente las estructuras que ellos forman. Las lneas estructurales son horizontales, por consiguiente el ngulo que ellas forman con la direccin Norte Sur es el rumbo del estrato o superficie geolgica. Cuando se representan estratos que conservan la misma inclinacin por mayor distancia, las lneas estructurales sern paralelas y las distancias horizontales entre ellas sern igualesCuando los estratos estn plegados, las distancias horizontales entre las lneas o curvas estructurales aumentaran o disminuirn segn disminuya o aumente la inclinacin. Como reconocemos una falla en un mapa estructural?

La presencia de las siguientes anomalas en los contornos estructurales puede indicar fallas: Curvas anormalmente separadas con respecto al resto de las curvas Curvas normalmente unidas Repeticin de una curva o secuencia de estratos El estudio y determinacin de la posicin de las fallas es muy importante en Geologia del subsuelo o del petrleo, porque ellas pueden servir de trampas a la acumulacin de hidrocarburos. A diferencia del mapa topogrfico, en el mapa estructural se proyectan datos que estn en el subsuelo hasta un hipottico plano a nivel del mar. En este caso, entre otras desventajas lo que se cartografa no se esta viendo, por consiguiente, el mapa es, en buena medida interpretativo. Las fuentes de informacin son en primer lugar, los datos ssmicos y los registros de pozos, el conocimiento que se tenga de reas cercanas y en muchos casos, los datos de produccin y de presiones en el subsuelo. El patrn estructural es uno de los factores de control en una acumulacin petrolfera. Con el aumento de la profundidad en el subsuelo aumentan tambin otros dos factores de control como son la presin y la temperatura. Esto resulta en un empuje hacia arriba (hacia menores presiones ) sobre los fluidos presentes. Otro factor de control es la permeabilidad de la roca, las capas impermeables no pueden ser atravesadas por los fluidos y se constituyen en techos de los yacimientos, en este medio, el petrleo se desplaza lateralmente hacia arriba y alcanzada la mxima altura posible s detiene acomodndose a la estructura. Este es de por si una buena razn para que sea necesario el mapa estructural, el petrleo se buscara en las zonas altas con porosidad respecto a las zonas bajas. Un buen control estructural permite establecer los mejores diseos de perforacin, vale decir por ejemplo, establecer las profundidades hasta donde perforar garantizando encontrar el objetivo por una parte y no perforar en exceso por otra.

Mtodo para preparar un mapa estructural La figura adjunta muestra el mtodo para preparar un mapa de lneas estructurales.

En primer lugar se debe elegir algn horizonte para representarlo por lneas estructurales; puede ser el tope o la base de un estrato petrolfero (arenas). Estos datos provienen de perforaciones (pozos). Si se ha determinado con precisin el espesor de las varias unidades de unidades estratigrficas, es posible predecir a que profundidad esta el horizonte gua, aun si no esta expuesto o si no ha sido penetrado por perforaciones. En la figura adjunta se dan las altitudes de muchos puntos sobre el tope de un estrato de caliza. Se decide usar una equidistancia de 100m. En el ngulo inferior izquierdo de la figura, la altitud del tope de la caliza, en un punto es de 800m. La lnea estructural de 800m pasara por este punto. De otra manera es necesario interpolar proporcionalmente entre cada par de puntos de los cuales se tienen datos. En el ngulo nordeste del mapa, dos puntos del horizonte relevado tienen altitudes de 740 y 960 metros, respectivamente. Las lneas estructurales de 800 y 900 metros pasaran entre estos dos puntos. La diferencia de altitud entre estos es de 220 metros. La distancia entre la curva estructural de 800 metros y el punto de 740 metros ser de un 6/22 de la distancia total entre los dos puntos. La distancia entre la curva de 900 y el punto de 740 metros ser de 16/22 de la distancia total entre los dos puntos. De la misma manera se puede encontrar la ubicacin de las curvas sobre todo el mapa. Las lneas obtenidas de este modo se pueden modificar algo para suavizar las curvas agudas. Si un rea esta completamente rodeada por una o mas curvas, se conoce como una estructura cerrada, este uso no se debe confundir con la utilizacin del termino pliegue cerrado. El cierre de un pliegue es la distancia vertical entre la curva ms alta y la curva mas baja que encierran completamente al pliegue. La exactitud en el cierre de un pliegue depende de la equidistancia que se usa.

Un signo menos (-) antes de una curva indica la profundidad debajo de algn plano de referencia generalmente el nivel del mar. Al construir un mapa estructural, debe tenerse en cuenta que los datos son profundidades y no alturas respecto al nivel del mar, por consiguiente, a mayor valor corresponde mayor profundidad. El resto de las normas generales para el mapa topogrfico tambin rigen para el mapa estructural.

MAPAS ISPACOS Es la representacin cartogrfica de las variaciones en espesor de cuerpos o entidades en el subsuelo. Su construccin es similar en cuanto al mtodo, a la del mapa estructural. Vase en la Fig. Como se representa en mapa ispaco un cuerpo de arena alargado o sinuoso tal como el relleno del cauce de un rio, este presenta sus mayores espesores en el centro, disminuyendo gradualmente en valor hacia el borde tal y como lo expresan los valores de las curvas segmentadas del mapa. En este ejemplo, se trata del mapa de un cuerpo de arena, es un tipo de mapa ispaco. Otro tipo de mapa ispaco, es el de unidades estratigrficas, como se ve en el ejemplo de la ilustracin, un conjunto de pozos ha encontrado diversos valores de espesor de la unidad A , en el rea de perforacin. El mapa ispaco es la interpretacin geolgica de la forma como se disminuyen los espesores obtenida mediante interpolacin de los datos de pozos. El tipo de mapa ispaco mas utilizado en la industria petrolera, es el de valores de arena neta petrolfera (ANP). Las curvas ispacas son aquellas que unen puntos de igual espesor. El espesor de un estrato no es constante. Si este se conoce en muchas localidades, es posible dibujar ispacas, que son lneas que conectan puntos en los cuales el estrato tiene el mismo espesor. Supongamos por ejemplo, que se sabe que una formacin tiene 100 metros de espesor en tres localidades que se designan a, b y c , pero tiene 300 metros de espesor en otra tres localidades que se designan e, f y g. la ispaca de 100m pasara por a,b y c y la de 300m por e, f y g. La isopaca de 200 metros estara entre la de 100 y 300 metros, si no se dispone de otros datos, se ubica en el medio, entre las dos. En la preparacin de mapas ispacos con datos de

muchas localidades la interpolacin se efecta de la misma manera que en la preparacin de mapas de curvas estructurales. Objetivo de los mapas ispacos Determinar la geometra de las unidades de roca sugerida por la correlacin (extensin y limites) Ambientes de depositacin y sedimentacin. Variaciones laterales. Historia estructural Ajustar la distancia vertical entre capas estructurales (Topes vs Base) Calculo del volumen de roca con hidrocarburos Fuentes de informacin Son bsicamente los perfiles de pozos, aunque es posible determinar espesor por muestras de canal, ncleos y secciones ssmicas. Pasos para la elaboracin de mapas isopacos Ubicacin del pozo en el subsuelo en el tope y en la base del intervalo a mapear, indicando la direccin de desviacin seguida por el pozo desde superficie hasta el horizonte deseado. VLA-20

Una vez ubicado el pozo en el mapa base, se coloca el numero de esta en la parte superior del circulo y en la parte inferior el valor del espesor del intervalo, ledo en el registro elctrico o estimado a partir de la correlacin si este esta incompleto Las curvas ispacas deben ser trazadas en forma armnica con espaciamientos regulares y progresivos, deben ser aproximadamente paralelas entre si. La ultima curva que se traza es la de cero pies, esta debe ajustarse al patrn que establezcan las curvas previamente trazadas, estando esta definida por un evento tectnico-estratigrfico(falla, erosin, acuamientos, etc.), en caso de no existir este, las curvas ispacas quedan abiertas o inferidas. Cuando en un rea determinada no se tenga informacin del intervalo a mapear, este se puede obtener superponiendo los mapas estructurales del tope del intervalo a mapear y del intervalo infrayacente, previamente corregidos por el buzamiento de las capas y desviacin de los pozos.

CARTOGRAFA GEOLGICA

Es la representacin grafica de la realidad geolgica ubicada dentro de un conjunto, destacando las relaciones existentes dentro y fuera del conjunto, para esto se requiere considerar un conjunto de datos del suelo y del subsuelo e identificar las relaciones existentes entre ellos , tales como proximidad , similitudes, diferencias e integrndolos armnicamente dentro de un todo. La representacin cartogrfica es un proceso asociativo e integrativo que contempla correlacin, secciones geolgicas y mapas. CORRELACIN Esta actividad bsica para la interpretacin geolgica se realiza con los registros elctricos o de induccin de cada uno de los pozos perforados en el rea del yacimiento. PRINCIPIOS DE CORRELACIN EL sistema de correlacin se basa en algunos principios generales Se trazan lneas que conecten aspectos similares y caractersticas de los perfiles Se establece la direccin conveniente de correlacin Se identifican los horizontes o estratos guas (marcadores) de la correlacin-

Nota importante La correlacin debe definir los lmites verticales y laterales del nivel estratigrfico de inters.

Unidad III SECCIONES GEOLGICAS Secciones estructurales Secciones estratigrficas Secciones combinadas Diagramas panel SECCIONES GEOLGICAS

Definicin Es una forma de presentar informacin geolgica til, es mediante el uso de secciones transversales, estas pueden ser estratigrficas o estructurales de acuerdo al tipo de informacin que se requiera. SECCIONES ESTRATIGRFICAS El objetivo de hacer secciones estratigrficas, es determinar las relaciones laterales y verticales entre las unidades geolgicas y atravesadas por diferentes pozos. Vase como ejemplo la figura de la seccin estratigrfica generalizada donde aparecen identificadas un conjunto de unidades en secuencia vertical desde 1 hasta 6, todas continuas a lo largo del corte transversal. La secuencia completa tiende a adelgazarse hacia el EN, pero frecuentemente por adelgazamiento de las unidades 1,2 y 3, las otras mantienen su espesor. En el pozo BA-546 no hay una clara diferenciacin entre las unidades 1 y 2 consecuencia de haber sido ambas erosiones y haberse sedimentado posteriores , un cuerpo arenoso identificado como 1, 2, este, estratigrficamente, es equivalente lateral de 1 y de 2, pero cronolgicamente corresponde a un evento mas reciente.

En las unidades 3, 4,5 y 6, se dan cambios laterales, que influenciaran el comportamiento de los fluidos emplazados en las rocas, estos cambios se identifican en la seccin. Una informacin importante obtenida de un buen mallado de secciones estratigrficas, es la de relaciones verticales entre las unidades para predecir movilidad de los fluidos. El anlisis de casos, como el mostrado donde entre las unidades 1 y 2 no hay separacin vertical, mediante el uso de diferentes secciones, permite determinar las reas de comunicacin entre unidades y realizar respectivos mapas de comunicacin de una unidad, con la que esta por encima y/o con la que esta por debajo.

CONSTRUCCIN DE SECCIONES ESTRATIGRFICAS

Para el diseo de un mallado de secciones adecuado durante un estudio geolgico y a falta de una mayor informacin debe partirse de una premisa bsica: La geologa local es, en trminos generales, un reflejo del marco geolgico regional. De all que es conveniente estimar que en el rea en estudio, los factores regionales de sedimentacin, ejercern un alto grado de control sobre los eventos locales. Uno de esos factores de control, es la direccin de sedimentacin. Podemos esperar que las secciones en esa direccin, mostraran relaciones de mayor continuidad lateral entre los eventos sedimentarios. En la direccin perpendicular a la sedimentacin, podemos esperar una buena visualizacin transversal de los cuerpos sedimentarios. No necesariamente debe restringirse a estas direcciones el diseo de las secciones. En la ilustracin, un mallado de secciones no perpendicular, permite una visualizacin adecuada de la continuidad lateral de los cuerpos arenosos. En las reas de explotacin petrolera, innumerables secciones estratigrficas tienen objetivos operacionales, es decir, para resolver respecto a reas pequeas o localizaciones determinadas con ellas podemos obtener informacin acerca de: 1.- Factores geolgicos incidentes en un problema de produccin 2.- Localizaciones ms favorables 3.-Limites de yacimientos 4.- reas de baja permeabilidad En conclusin sern los objetivos, los que determinaran la mejor distribucin de las secciones Una vez bien definidos los pozos integrantes de una seccin, se procede a 1.- obtener las copias de los registros de pozos a una nica escala. 2.-Por correlacin pozo a pozo, determinar marcadores claves presentes en todos los pozos, escogiendo el ms relevante o consistente como Datum para colgar la seccin. 3.- Montar la seccin alineando el Datum en cada pozo a la misma altura para todos y en la misma secuencia de su ubicacin en el mapa. Preferiblemente equiespaciados.

4.- Una vez montada la seccin, se dibujan lneas usando marcadores claves entre los diferentes pozos, procedindose a realizar una correlacin mas detallada. Si el caso lo amerita. SECCIONES ESTRUCTURALES La seccin estructural muestra la variacin en alturas o profundidades que presentan los horizontes geolgicos a lo largo de un plano verticalA diferencia de la sedimentacin, la estructura es un aspecto geolgico de gran consistencia a lo largo de la secuencia estratigrfica, es decir, en general se conserva un alto grado de paralelismo entre los planos estratigrficos. Una excepcin esta en presencia de una discordancia mayor, si esta es de carcter angular. Los estratos por encima de la discordancia, solo mostraran los efectos estructurales post-erosin, mientras la estructura en los estratos inferiores ser el resultado de la suma de tales eventos con los que les hayan afectado antes del proceso erosivo. Una seccin estructural esquemtica donde se destaca la discordancia y el hecho de que algunas fallas la atraviesan y otras no, estas ultimas ya haban ocurrido cuando el proceso erosivo afecto el rea. DISEO DE MALLADO DE SECCIONES ESTRUCTURALES Para el diseo del mallado de secciones estructurales o de una seccin estructural en particular a partir de registros de pozos, depender del objetivo para el cual se realiza. Si el objetivo es mostrar las mayores prominencias estructurales las secciones debern realizarse en dos direcciones, siguiendo el eje de las estructuras y perpendiculares a este. Otras secciones tienen por objetivo definir la posible ocurrencia de fallas u otros elementos detectados por anomalas en los contornos del mapa estructural En algunos casos, se trata de mostrar el comportamiento estructural de una unidad yacimiento para ubicar por ejemplo, las zonas ms favorables a su desarrollo, o de riesgo por presencia de gas o agua. En los casos de estudios geolgicos completos, en general se aprovecha el diseo utilizado para el mallado de secciones estratigrficas para la construccin de las secciones estructurales elaborndose adems las secciones adicionales necesarias en las direcciones y reas que requieran mayor detalle.

Una seccin estructural muestra las variaciones en posicin relativa de elementos en un plano vertical (Fig 2.7). En geologa petrolera, estos elementos estn en el subsuelo, de all que hablamos de posiciones relativas en cuanto a profundidad. Nos interesa por ejemplo, la variacin de profundidades de una capa determinada. Como Datum de referencia clsico, se toma el del mar, al cual asignamos profundidad 0 y a este nivel debemos referir nuestras mediciones. Debemos considerar que los valores de profundidad medidos en los registros, son la suma de profundidad de perforacin mas el valor de la mesa rotatoria. De all que para construir una seccin estructural con registros de pozos, deben normalizarse las profundidades medidas respecto al nivel del mar restando la altura topogrfica y la mesa rotatoria. Una vez normalizados, cualquier nivel de profundidad cercana a la ocurrencia de los casos de inters puede ser usado como datum referencial y colgar los pozos a la misma altura. Hecho esto, solo queda unir los topes continuos en la seccin e interpretar la ocurrencia de factores estructurales como fallas y pliegues obtenindose de la seccin, la visin de la estructura geolgica del horizonte estudiado en la direccin deseada, pudindose aadir a esta, la informacin de carcter sedimentario- estratigrfica obtenida de la seccin estratigrfica.

Casos a tomar en cuenta para el clculo de reservas