3.1. MANIFESTACIONES DE HIDROCARBUROS EN LA NATURALEZA 33.2. TIPOS DE MIGRACIN 93.3. FUERZAS QUE CAUSAN LA MIGRACIN 133.4. FACTORES QUE GOBIERNAN LA MIGRACIN. 16CONCLUSION 17BIBLIOGRAFIA 18En este trabajo abordaremos el tema de la migracin del petrleo que es el desplazamiento de los hidrocarburos desde la roca madre hasta los niveles de rocas porosas y permeables que los transportan a otros puntos denominados carrier beds.La expulsin de los hidrocarburos desde la roca madre (migracin primaria) y su posterior movimiento hacia el reservorio (migracin secundaria) pueden ser procesos considerados como razonablemente probados, esta ltima se le conoce mejor por el estudio del comportamiento de los pozos de petrleo durante su explotacin.La presencia de hidrocarburos en la superficie se puede clasificar por dos tipos de manifestaciones:Manifestaciones directasSon producidas por la aparicin en los afloramientos de los mismos hidrocarburos. Se clasifican en:1) Activas o vivas.2) Muertas o fsiles.Manifestaciones indirectasSon las manifestaciones en la superficie de los hidrocarburos, sin que ellos sean visibles. Se clasifican en:a) Acido sulfrico.b) Formaciones superficiales de yeso pulverulento.c) Formacin de Algaritas.d) Procedimientos de prospeccin geomicrobiolgica.e) La presencia de rocas madre.MANIFESTACIONES DIRECTAS:1) Activas o vivasSon aquellas que muestran una circulacin subterrnea activa, en donde interviene el aceite, el gas y el agua, su aspecto en la superficie vara por la naturaleza del producto (base parafnica o con base naftnica) y su caudal, conocidas como:A) Emanaciones naturales (Chapopoteras).B) Lagos de asfaltoC) Escapes de gasD) Volcanes de lodoEn aguas mexicanas del Golfo de Mxico, los sitios en los cuales se presenta el fenmeno de emanacin natural de gas e hidrocarburos lquidos han sido descritos genricamente con el trmino de "chapopoteras" el cual alude al material intemperizado de petrleo empleado como detergente por las culturas de Mesoamrica.a) Chapopoteras: son filtraciones de petrleo o asfalto lquido a travs de fracturas, fallas, planos de estratificacin y discordancias, en donde el escape es lento e indican la existencia de un yacimiento.La exploracin ssmica de la Sonda de Campeche efectuada en la dcada de los 70 reconoci cinco zonas de "chapopoteras". La principal es la que se ha denominado como chapopotera de Cantarell.TIPOS DE CHAPOPOTERAS.A. Chapopoteras en el afloramiento del yacimiento por discordanciaB. Chapopotera en una falla normal.C. Chapopotera arriba de un anticlinal afallado.D. Chapopotera en una falla inversaE. Chapopoteras asociadas a diapirismo.b) Lagos de asfalto: Son chapopoteras asociadas a manantiales, en donde se observa claramente una pelcula de aceite sobre el agua.Este tipo de manifestaciones son muy conocidas desde tiempos muy remotos, por ejemplo: las que rodean al Mar Caspio, en la regin de Baku (ex URSS), el lago de asfalto de Hit, en Irak.En Amrica existen lagos de asfalto en Trinidad Venezuela y Mxico, sobre las regiones del Golfo y en el Istmo de Tehuantepec. Las exudaciones del petrleo son comunes en el fondo del mar en la plataforma continental del Golfo de Mxico, yacimientos en la Sonda de Campeche (Cantarell).c) Escapes de gas:Son ms frecuentes que las chapopoteras debido a la mayor fluidez del gas, el cual migra ms fcilmente por conductos pequeos de sitios ms distantes y en cualquier tipo de roca.Por ejemplo cerca de Puerto ngel, Oaxaca, se observan emanaciones de gas en rocas metamrficas y no se conoce todava su origen.En climas ridos pueden pasar desapercibidas si las emanaciones son de poca magnitud y no contiene agua.En climas hmedos afloran, generalmente por medio de burbujas. La presencia de gas es notorio por su olor a gasolina, ruido y en ocasiones flama.En el fondo de mar se pueden detectar con aparatos especiales llamados sniffers, los cuales son arrastrados cerca fondo marino.d) Volcanes de lodo:Son indicios asociados con acumulaciones de gas en el subsuelo, se forman por diapirismo de arcilla inyectada por el gas a alta presin.Su presencia es indicativa de un yacimiento de gas, localizado debajo de estos volcanes y no siempre es indicativo de yacimientos econmicamente explotables.A este tipo de volcanes se le llama vulcanismo sedimentario, y sus conos se presentan agrupados, con conos y crter adventicios.2) Muertas o fsiles.Son todas las trazas de hidrocarburos fijos en las rocas, generalmente se encuentran hidrocarburos slidos y rara vez lquidos.Los hidrocarburos slidos: asfaltos, betn o brea, se impregnan en las arenas y rellenan fisuras o espacios entre estratos.Los lquidos se presentan en las cavidades de las rocas calcreas, geodas y restos fsiles.Se dividen:a) Arenas asflticasb) Aceite muertoa) Arenas bituminosas: (arenas de alquitrn, arenas aceiteras o, simplemente, arenas de petrleo).Son yacimientos fsiles en rocas sedimentarias que al aflorar, conservan la fraccin ms pesada del aceite. Ejemplo arenas bituminosas de Athabasca, en Alberta, Canad, las cuales constituyen las reservas no explotadas ms grandes del mundo (165 mil millones de barriles). Para explorar el 50% aproximadamente es necesario tcnicas como: inyeccin de vapor a alta presin y temperatura.b) Aceite muerto: Es un compuesto slido de color caf oscuro o negro, se conoce de distintas maneras: grahamita, albertita, gilsonita, etc., los cuales varan ligeramente en su composicin.Este aceite es la fraccin ms pesada del petrleo, mismo que quedo atrapado durante la migracin en los huecos y fracturas de las rocas o fsiles y posteriormente fue oxidado. La existencia de ste no indica precisamente la existencia de yacimientos explotables.Manifestaciones IndirectasEstas manifestaciones no son de hidrocarburos y su reconocimiento e interpretacin correcta es delicada y riesgosa, ejemplos como:a) Acido sulfrico (H2SO4):Asociado al petrleo y su aparicin en superficie como cido sulfrico, aguas sulfurosas y azufre, puede indicar la presencia de una acumulacin de petrleo.Pero la reduccin de sulfatos con formacin de acido sulfhdrico (H2S), puede producirse en materia orgnica diferente a la del petrleo (lignito, esquistos bituminosos, etc).b) Formaciones superficiales de yeso pulverulento:De color blanco en superficie y marrn a profundidad que contiene minerales sulfurosos y aragonticos, producidos por la accin de ciertas bacterias sobre los hidrocarburos gaseosos.c) Formacin de Algaritas:Sustancias orgnicas amarillentas, de aspecto crneo que se encuentran fcilmente sobre los volcanes de lodo, esta sustancia es debido a la accin bacteriana sobre parafinas y gases de hidrocarburos.d) Procedimientos de prospeccin geomicrobiolgica:Que buscan zonas ricas en bacterias vivientes en los hidrocarburos y su relacin con los yacimientos.e) La presencia de rocas madre:En terrenos sedimentarios ricos en materia orgnica o en pirita, que indican un medio reductor y puede ser considerado como indicio indirecto.tipos de migracinLa mayora de los hidrocarburos se hallan en rocas porosas de grano grueso y permeable, con poco o nada de materia orgnica insoluble. Es improbable que el crudo hallado en estas rocas se pudiera originar all puesto que no hay seales de materia orgnica slida. Por lo tanto, la mayora de yacimientos de hidrocarburos son trampas para la migracin de stos.1) PrimariaDesplazamiento de hidrocarburos desde la roca madre a rocas mas porosas y permeables.Hay 4 mecanismos de expulsin de los hidrocarburos:1. Expulsin de los hidrocarburos en solucin acuosa: Por compactacin de la roca madre durante el enterramiento, el tamao de los poros se hace menor que el tamao de las molculas de petrleo; a partir de aqu, se pueden dar varios casos: Expulsin del agua intersticial: que arrastra minsculas gotas de petrleo recin formado. Los hidrocarburos son muy poco solubles en agua; si existiera la suficiente cantidad de agua, esta baja solubilidad podra movilizar grandes volmenes de petrleo Difusin de los hidrocarburos: No se necesitan grandes cantidades de agua, ya que los hidrocarburos se moveran por difusin en una fase acuosa esttica hacia los almacenes; sera efectivo en distancias cortas. Suspensin coloidal: Suspendidas como partculas de petrleo del tamao de coloides.La migracin primaria est compuesta por los mtodos siguientes: Expulsin de hidrocarburos como protopetrleo.Migracin de los precursores de los hidrocarburos (NO-S) mucho mas solubles, luego en etapas posteriores estos compuestos se transformaran en petrleo. Expulsin del petrleo en solucin gaseosa.Se expulsa gas a presin que arrastra el petrleo. Migracin como fase libre: Fase del petrleo libre:Cuando la roca madre genera hidrocarburos suficientes como para saturar el agua, tambin pueden formarse pequeas gotas de petrleo libre en los poros; a medida que el agua es expulsada por compactacin, las gotas de petrleo sern tambin expulsadas hacia los sedimentos de grano grueso. Desarrollo de un retculo de petrleo libre en los poros:Las molculas de petrleo pueden llegar a constituir tambin un retculo continuo a medida que se unen y desplazan el agua de las zonas donde la estructuracin es menor. Una vez constituido el retculo, necesitamos una fuerza que movilice el petrleo: la sobrepresin, bajo la cual se movilizara el petrleo ms fcilmente que el agua. Retculo tridimensional de kergeno:Los hidrocarburos generados en una matriz de materia orgnica o kerognica, fluiran a travs de ella hasta la roca almacn, donde las gotas de petrleo o las burbujas de gas se uniran para desplazarse por gravedad (flotabilidad) hasta la trampa. La presin diferencial que originara inicialmente el movimiento, puede deberse a la mayor compactacin de las arcillas kerognicas, a la expansin volumtrica que produce la formacin de petrleo, la expansin trmica a la migracin secundaria concentra el petrleo en lugares especficos (trampas), de donde se extrae comercialmente2) SecundariaLa migracin secundaria concentra el petrleo en lugares especficos (trampas), de donde se extrae comercialmente. La principal diferencia entre la primaria y la secundaria, son las condiciones de porosidad, permeabilidad y distribucin del tamao de los poros en la roca en la cual se produce la migracin; estos parmetros son mayores en el carrier bed. Los mecanismos de migracin tambin son diferentes.El punto final de la migracin secundaria es la trampa o la filtracin a la superficie; Si la trampa es eliminada en un momento de su historia, el petrleo acumulado puede migrar nuevamente hacia otras trampas, o filtrarse hacia la superficie.Fuerzas conductoras principales (main driving forces):1. Gradiente de presin en los poros: Tiende a mover a todos los fluidos de los poros hacia zonas de menor presin.2. Condiciones hidrodinmicas3. Flotabilidad: Fuerza vertical directa, originada por la diferencia de presin entre algunos puntos de una columna continua de petrleo y el agua de los poros adyacentes. Es funcin de la diferencia de densidades entre el petrleo, el agua de los poros y el peso de la columna de petrleo.Bajo condiciones hidrostticas, la flotabilidad es la nica fuerza conductora en la migracin secundaria; En condiciones hidrodinmicas, la hidrodinmica puede ayudar o inhibir la migracin secundaria segn si acta a favor o en contra de la flotabilidad.Fuerzas restrictivas:Cuando una gota se mueve hacia los poros de una roca, se efecta un trabajo para distorsionar esa gota y colarla a travs de la entrada del poro; La fuerza requerida es la presin capilar, y es funcin del radio del poro, de la tensin interfacial de superficie entre el agua y el petrleo, y de la capacidad de humectacin del sistema petrleo-roca.La tensin interfacial depende de las propiedades del petrleo y del agua, y es independiente de las caractersticas de la roca. Es funcin de la composicin del petrleo (petrleos ligeros con baja viscosidad, presentan reducida) y de la temperatura (decrece con el aumento de la temperatura). La tensin interfacial gas-agua es ms al taque la de petrleo-agua. La presin de flotabilidad es ms grande para el gas. El tamao de los poros es el factor ms importante en la migracin secundaria y en el entrampamiento. Una vez que la presin de desplazamiento se ha superado, y la conexin entre gotas de petrleo se ha establecido en los poros mayores de la roca, la migracin secundaria tiene lugar. La saturacin de petrleo necesaria para producir gotas conectadas, es muy pequea (4.7-17%).Altura de la columna del petrleo:Cuando las fuerzas conductoras encuentran un sistema de pequeos poros, pueden no ser capaces de vencer el incremento de la presin capilar; en este caso, la entrada no se produce. Si se une a un gran nmero de burbujas de petrleo, la columna vertical de petrleo generada puede ser suficiente como para producir un incremento en la fuerza de flotabilidad e invadir el sistema de poros finos. Por ello, un sello slo es efectivo hasta que se alcanza un determinado peso crtico de la columna de petrleo, a partir del cual deja de serlo.Existen dos tipos:Migracin lateral (paralela): son los desplazamientos de hidrocarburos en el interior de una formacin de la misma edad, sea cual sea la distancia y el desnivel recorridos.Migracin vertical (transversal): Per ascensum: si el paso de hidrocarburos se realiza de una formacin antigua a otra estratigrficamente ms joven. Per descensum: si el paso de hidrocarburos se realiza de una unidad estratigrfica joven a otra ms antigua.Dismigracin Son los desplazamientos de hidrocarburos a la superficie terrestre. La prdida de hidrocarburos de una trampa. Lo que provoca la formacin de manifestaciones superficiales.Algunos cambios composicionales del HC acumulado podran responder al tipo de roca sello. Algunas prdidas pueden darse por efectos tectnicos. La dismigracin consiste en la prdida de livianos por procesos de separacin migracin. Circunstancia de alivio de presin y pasaje a sustancias en dos fases (oil gas) migracin de gas y condensacin al haber cambios trmicos la presin debida a fallas provoca que el sistema de una fase se convierta a uno de dos fases con una componente gasfera superior.La causa del movimiento del petrleo a travs de las rocas depende de la migracin ya sea primaria o secundaria. En la migracin Primaria dominan las fuerzas hidrulicas, mientras que en la migracin secundaria domina la flotabilidad respecto al agua asociada.Fuerzas de van der WaalsLas fuerzas de van der waals (o interacciones de van der waals) es la fuerza atractiva o repulsiva entre molculas (o entre partes de una misma molcula).Fuerzas de London Fuerzas de London o de dispersinLas fuerzas de London se presentan en todas las sustancias moleculares. Son el resultado de la atraccin entre los extremos positivo y negativo de dipolos inducidos en molculas adyacentes.Cuando los electrones de una molcula adquieren momentneamente una distribucin no uniforme, provocan que en una molcula vecina se forme momentneamente un dipolo inducido. En la figura 4 se ilustra cmo una molcula con una falta de uniformidad momentnea en la distribucin de su carga elctrica puede inducir un dipolo en una molcula vecina por un proceso llamado polarizacin.Presin de poroLa presin de poro se define como la presin que acta sobre los fluidos en los espacios porosos de la roca. Se relaciona con la salinidad del fluido. La capilaridad es una propiedad de los fluidos que depende de su tensin superficial la cual, a su vez, depende de la cohesin del lquido y que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar. Cuando un lquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular o cohesin intermolecular entre sus molculas es menor que la adhesin del lquido con el material del tubo; es decir, es un lquido que moja. El lquido sigue subiendo hasta que la tensin superficial es equilibrada por el peso del lquido que llena el tubo.Difusin molecular La difusin (tambin difusin molecular) es un proceso fsico irreversible, en el que partculas materiales se introducen en un medio que inicialmente estaba ausente, aumentando la entropa (Desorden molecular) del sistema conjunto formado por las partculas difundidas o soluto y el medio donde se difunden o disuelven. Normalmente los procesos de difusin estn sujetos a la Ley de Fick. La membrana permeable puede permitir el paso de partculas y disolvente siempre a favor del gradiente de concentracin. La difusin, proceso que no requiere aporte energtico, es frecuente como forma de intercambio celular.Presin hidrostticaUn fluido pesa y ejerce presin sobre las paredes sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en l. Esta presin, llamada presin hidrosttica, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientacin que adopten las caras. Si el lquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no seran necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presin depende de la densidad del lquido en cuestin y de la altura a la que est sumergido el cuerpo.P= pgh + PoDonde, usando unidades del SI, P es la presin hidrosttica (en pascales); p es la densidad del lquido (en kilogramos sobre metro cbico); g es la aceleracin de la gravedad (en metros sobre l cuadrado); h es la altura del fluido (en metros). Un lquido en equilibrio ejerce fuerzas perpendiculares sobre cualquier superficie sumergida en su interior Po es la presin atmosfricaGradiente de SobrecargaEl gradiente de sobrecarga vara de un lugar a otro y debe calcularse para cada zona en especial. Para calcular la presin de sobrecarga se deben de leer datos del registro de densidad a varias profundidades y considerar que la densidad de la roca vara linealmente entre dos profundidades, as como determinar la densidad promedio.Presin OsmticaEs una fuerza ejercida por solutos encerrados por una membrana semipermeable, como ocurre en el interior de la clula en la cual los solventes pueden ser, protenas, carbohidratos, urea, iones etc. La membrana semipermeable es la membrana celular que solo permite el paso de agua (sin la actuacin de canales) y el solvente es el agua.Fuerzas debidas a la accin bacterialUna de las ms importantes funciones de las bacterias es la de liberar el petrleo de los sedimentos. Se efecta por la disolucin de las calizas, las dolomas y de otras rocas calcreas por el ataque de cido carbnico y otros cidos orgnicos producidos por las bacterias.Fuerzas debidas a movimientos tectnicos y a la profundidad de sepultamientoEstas fuerzas comprenden la formacin de pliegues y fallas, los terremotos, el gradiente de temperatura.Los pliegues y las fallas estimulan la migracin del petrleo y tienden a controlar su direccin, por la forma que tienen y por el reacomodo que sufren sus capas.Los temblores producen movimientos migratorios que agitan los cuerpos de petrleo y agua dando lugar a que actu la gravedad especfica diferencial.1.- Porosidad efectiva de las rocas.2.- Grado de saturacin de las rocas.3.- Peso especfico, viscosidad y cantidad de gas.4.- La migracin es favorecida por fuertes pendientes en los estratos, por las discordancias angulares y por el fracturamiento.5.- La composicin y cantidad de las aguas asociadas con el petrleo afectan su migracin.6.- Tamao de la garganta del poro.DISTANCIA DE LA MIGRACIONLa distancia a travs de la cual puede migrar el petrleo, o ha emigrado en el pasado geolgico, es funcin del tiempo. Si se supone una continuidad en la permeabilidad y en el gradiente.Rocas sepultadas a profundidades altamente porosas y permeables son el conducto por el cual el petrleo puede migrar; estas capas se llaman capas conductoras, ascendiendo y descendiendo los hidrocarburos a travs de estas rocas por los poros y discontinuidades (porosidad primaria y secundaria). Llegan a las rocas almacn.VISCOSIDAD () = facilidad de los materiales para fluir, se mide como la resistencia de una substancia a cambiar de forma. Fuerza por unidad de gradiente de velocidadEsfuerzo (dinas/cm2), gradiente de velocidad du velocidad dy altura del fludo (paralela a la superficie de flujo) Esfuerzo ejercido por el fluido en la base se denomina Velocidad de esfuerzo. Viscosidad disminuye con el aumento de la temperatura. VISCOSIDAD CINEMATICA ()= / viscosidad/densidaLos hidrocarburos, generados de la roca madre, migran a travs de rocas portadoras (llenas de agua) que actan como conducto migratorio para el petrleo y el gas. La migracin primaria es el movimiento desde la roca madre hacia el interior del reservado portador, y la migracin secundaria es el movimiento subsiguiente a travs del reservado portador hasta el punto de acumulacin y concentracin de los hidrocarburos.