INTRODUCCIN AL PETRLEO GUA 1 INSTRUCTOR: Ing. DIEVER ARTURO ARCOS

TEMA: TEORAS DEL ORIGEN DEL PETRLEO GEOLOGIA GENERAL

1

Objetivo: identificar las teoras relacionadas con la formacin del petrleo, as como su relacin con los diferentes tipos de roca y sus procesos de origen. Competencia: Identifica con claridad todos los aspectos relacionados con el origen del petrleo, sus caractersticas fsicas y qumicas y los diferentes procesos geolgicos que sucedieron para su final entrampamiento en yacimientos petrolferos.

ORIGEN DEL PETRLEO

Que es el petrleo Un recurso natural no renovable que aporta el mayor porcentaje del total de la energa que se consume en el mundo, relativamente reciente con poco menos de 200 aos de produccin. Mas en su definicin ms relevante es: una mezcla compleja no homognea de hidrocarburos (compuestos formados principalmente por hidrgeno y carbono), de propiedades variables debido a las diversas proporciones presentes de diferentes componentes, producido por la compresin bajo tierra de material orgnico durante perodos geolgicos.

Origen Teora orgnica Segn el naturalista Alemn Hunt, el petrleo se habran formado en el curso de los siglos por descomposicin de plantas y de animales marinos. Teora inorgnica Segn los trabajos de Berthelot (1866), Mendeleiev (1897), Moissan (1902), la formacin de los aceites minerales se deberan a la descomposicin de carburos metlicos por la accin del agua.

Caractersticas qumicas El petrleo est formado principalmente por hidrocarburos, que son compuestos de hidrgeno y carbono, en su

mayora parafinas, naftenos y aromticos. Su frmula general es CnH2n+2. Cicloalcanos, Hidrocarburos aromticos, Alquenos u olefinas, Dienos, Alquinos:

GEOLOGIA BSICA Es la ciencia que estudia los cambios sucesivos que han operado en los reinos orgnicos e inorgnicos en la naturaleza. Los procesos geolgicos y sus efectos.

Estructura de la tierra. La tierra forma parte del sistema solar y por lo tanto debe tener una estructura y composicin similar a los otros planetas y estar sometida a las mismas leyes generales. La tierra tiene un radio medio de 6378 Km.

Estructura interna de la tierra.

La temperatura interna de la tierra aumenta para cada 33 m 1 C llamndose a este aumento el gradiente geotrmico o grado geotrmico. Si el aumento continuase uniformemente la temperatura en el centro de la tierra llegara hasta los 193.000 C, es decir, unas 35 veces ms caliente que el sol que tiene una temperatura de 5500 C, Pero en realidad la temperatura en el centro de la tierra oscila entre los 2200 y 4400 C. Litosfera.- La litosfera o corteza terrestre parece tener dos componentes principales: una capa de unos 5 Km. de basalto duro que circunda la tierra

2

llamada (SIMA), compuesta fundamentalmente de silicio y magnesio y sobrepuesta a esta, bloques de roca grantica liviana de hasta 65 Km de espesor en las races montaosas que forman los continentes, llamadas (SIAL) compuesta de aluminio y silicio. Pirsfera.- La pirsfera est compuesta de hierro y silicato de aluminio, tiene una temperatura aproximada de 2000 C. Tiene un espesor desde 1500 a 3000 Km. Barsfera.- La barsfera est compuesta de nquel y hierro llamndose tambin por este motivo NIFE, tiene un espesor alrededor de 3000 Km y alcanza temperaturas de ms de 4000 C. Procesos geolgicos y sus efectos. Dentro de los procesos geolgicos est: Dinmica interna Estudia los procesos geolgicos internos como son: Actividades magmticas (magmatismo).- Con este trmino se designa a todos aquellos fenmenos que se originan desde la fusin hasta el enfriamiento de un magma. Vulcanismo.- Significa uno de los principales procesos geolgicos y abarca el origen, movimiento y solidificacin de la roca fundida. Tambin debajo de la superficie terrestre se efecta extensamente el vulcanismo. La roca fundida subterrnea se llama magma, al enfriarse forma la roca gnea y puede alcanzar la superficie a travs de fisuras o erupciones volcnicas en cuyo caso se llama lava. A este proceso geolgico se le atribuye la formacin del globo terrestre. Terremotos.- Son temblores de tierra causados por el paso de vibraciones a travs de las rocas, constituyen los ms terribles de los fenmenos naturales, el estudio de los temblores se llama sismologa. Maremotos.- Es una concusin o sacudida del fondo del mar, causante de una agitacin violenta de las aguas, que a veces se propaga hasta las costas, dando ocasin a inundaciones. Tectonismo.- Es llamado tambin diastrofismo, con este trmino se indican todos los movimientos de las partes slidas de la tierra de los que resultan desplazamiento (fallamiento) o deformacin (plegamiento), todos estos movimientos son debidos a las presiones.

Metamorfismo.- Es un trmino general, que se refiere a cualquier alteracin sufrida por las rocas. Los agentes que producen el metamorfismo son el calor, la presin y la solucin. El proceso predominante es la recristalizacin.

Dinmica externa Estudia los procesos geolgicos externos causados por la energa atmosfrica Accin atmosfrica Accin geolgica de los ros Accin de los mares El proceso llamado gradacin (intemperismo).

FORMACIN DE LAS ROCAS. Las rocas se forman:

Por enfriamiento del magma.

Por desintegracin transporte y deposicin.

Por precipitacin de sales inorgnicas contenidas en las aguas.

Por la condensacin de gases que contienen partculas minerales.

Por deposicin de restos animales y vegetales.

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

En resumen se tiene que por cristalizacin de un magma se forman las rocas gneas, que pueden ser bsicas, cidas o intermedias segn su composicin y plutnicas o intrusivas y volcnicas o extrusivas, segn que su consolidacin se haya producido en el interior de la tierra o en su superficie. Luego las rocas gneas 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 pueden sufrir un proceso de endurecimiento o compactacin llamados diagnesis o litificacin, para as formar las rocas sedimentarias. Las rocas sedimentarias se encuentran constituidas por capas o estratos de diferente granulometra, as las arenas por litificacin se convertirn en areniscas, los limos en lutitas, el material calcreo en calizas, las gravas en conglomerados, etc. Las rocas sedimentarias e gneas pueden sufrir la accin de altas temperaturas y fuertes presiones provocadas por distintas causas que conduzcan a un cambio mineralgico y textural bien marcado, sin que tal cambio implique el paso por el estado

3

lquido; a este proceso se lo denomina metamorfismo y a las rocas resultantes rocas metamrficas. Finalmente tanto las rocas gneas como sedimentarias y metamrficas, por la accin de fuertes presiones y elevadas temperaturas con determinadas condiciones especiales, pueden sufrir la fusin o refusin para volver nuevamente al estado magmtico primitivo, dando as comienzo a un nuevo ciclo. Clasificacin de las rocas.- Las rocas se clasifican segn su origen y segn su contenido de slice. 1. Rocas gneas o eruptivas.- Son rocas formadas en un ambiente profundo de altas presiones y altas temperaturas. Cuando enfran en el interior terrestre son rocas granudas o fanerticas; cuando enfran sobre la superficie terrestre generalmente son afanticas. Son las ms importantes en cuanto a su dureza, son rocas que se forman por enfriamiento y solidificacin del magma. Al descender la temperatura del magma o solucin de roca fundida, se inicia la cristalizacin. El orden de la cristalizacin es el orden en que los componentes minerales se hacen insolubles en la solucin de la roca. El tamao y disposicin de los cristales que componen las rocas gneas, da lugar a la propiedad llamada textura. Se clasifican segn su origen, su textura, su composicin mineralgica. 2. Rocas Sedimentarias o estratificadas.- Los cambios de agregacin que se producen, entre el momento del depsito y la litificacin, se llaman diagnesis. Durante la diagnesis, se produce cohesin por compactacin, deshidratacin, cementacin y recristalizacin. Son rocas formadas en un ambiente exgeno (exterior), por desechos provenientes de otras rocas. Estas pueden ser de origen: a) qumico, b) orgnico, o bien c) detrtico (descomposicin de una masa slida en partculas). En este tipo de roca se encuentran diferentes tipos de fsiles de plantas y animales. Tienen una textura granulada. Tambin sirven como material de apoyo en la ingeniera civil.

Las rocas sedimentarias se toman a partir de sus granos. El cemento en las rocas se ha formado por precipitacin de aguas cargadas de agentes qumicos, y por cristalizacin de minerales debidos a altas presiones. Los tipos de cementos naturales son: arcillas, slice, calcreo; de los cuales el de slice es el que tiene mejor resistencia y calidad. Formacin de las rocas sedimentarias. En general se las encuentra estratificadas, son aquellas que se han formado de cuatro maneras:

Por deposicin de restos provenientes de la desintegracin de las rocas preexistentes.

Por la precipitacin de sales inorgnicas contenidas en el agua.

Por la deposicin de sustancias orgnicas (vegetales y animales).

Por la condensacin de gases que contienen partculas minerales.

Compactacin de las rocas sedimentarias

Las rocas se compactan por los siguientes procesos: Cuando un depsito queda enterrado por la acumulacin de nuevos materiales depositados, tiene lugar un asentamiento local bajo la carga, con expulsin del exceso de agua. Finalmente se establece una ligazn o se fortalece la que ya exista y el sedimento adquiere un grado apreciable de solidez. Por la compactacin, el agua es expulsada y las partculas individuales presiones quedan ms juntas por el peso sobreyacentes de los sedimentos. La cementacin es un proceso por el cual la materia mineral llevada en solucin por las aguas subterrneas, se deposita en granos para mantenerlos unidos. Entre muchas de las sustancias que cementan a las rocas sedimentarias se incluyen el carbonato de calcio (cemento calcreo) y la slice (cemento silicio), as como cantidades menores de xidos de hierro (cemento de ferruginos), arcilla y yeso. Las alteraciones qumicas incluyen la reduccin, especialmente de los compuestos de hierro, por la materia orgnica; la destilacin destructiva de la materia orgnica y otras.

Principales rocas sedimentarias.- Conglomerado.- Los intersticios entre los guijarros suelen rellenarse con arena o con materiales ms finos. Las aguas que circulan a travs de depsitos de grava pueden precipitar slice, carbonato de calcio y xidos de hierro, que actan como

4

cemento, para ligar las partculas de grava entre s y formar conglomerados. Un contenido de tipo arcilloso puede endurecerse por compactacin y deshidratacin y constituir un material de cementacin. De granos gruesos y fragmentos de rocas bien redondeados, de textura detrtica o plstica. La grava cementada se llama conglomerado, el tamao de los fragmentos varan ampliamente cuando la grava es cascajo sin desgastar relativamente, con aristas agudas y puntiagudas se denomina brecha sedimentaria. Arenisca.- Los granos gruesos, finos o medianos, bien redondeados; de textura detrtica o plstica. El cuarzo es el mineral que forma la arenisca cuarzosa, pero las areniscas interesantes pueden estar totalmente de yeso o de coral. Las arenas verdes o areniscas glauconticas contienen alto porcentaje del mineral glauconita. La arcosa es una variedad de arenisca en la que el feldespato es el mineral dominante adems del cuarzo, tenemos la caliza detrtica del tamao de la arena.

Propiedades de las Rocas Sedimentarias. Color. El color de las areniscas vara de blanco, en el caso de las rocas constituidas virtualmente por cuarzo puro, a casi negro, en el caso de las piedras ferro-magnesianas. Porosidad y permeabilidad. Las areniscas figuran entre las ms porosas de las rocas consolidadas, aunque ciertas cuarzitas sedimentarias pueden tener menos de 1% de espacios vacos. Segn el tamao y la disposicin de los espacios vacos o poros, las areniscas muestran diversos grados de permeabilidad. Duracin. Las areniscas de buena calidad son duraderas. La roca tiene una buena resistencia al fuego y a este respecto, es superior a la mayor parte de las rocas empleadas para construccin. Rocas arcillosas. Las rocas arcillosas, conocidas con los variados nombres de piedra de barro, piedra de arcilla, esquisto y argilita, figuran entre las ms abundantes de las rocas sedimentarias. Lutita.- la roca sedimentaria que ocurre con ms frecuencia en todos los continentes es la lutita, un lodo (limo y arcilla), compuesto por las partculas mas finas de los sedimentos. Las lutitas que contienen arena se llaman arenosas. Compuestas generalmente de silicatos alumnicos, pirita, etc.

Limolita. Es una roca compuesta principalmente por limo. Posee una superficie algo spera al tacto. Arcillolita. Es una roca compacta, sin fisilidad y formada por partculas del tamao de la arcilla. Marga. Roca arcillosa compuesta por limo, arcilla y un 50% de CO3Ca, generalmente de colores grisceos y poco coherentes. Caliza.- de textura cristalina o sacaroide, o colamorfa. De las rocas sedimentarias no clsicas dominantes, la caliza es la ms comn, marga es un material calcreo de grano muy fino comnmente mezclado con arcilla. Creta. Est formada por calcita de origen bioqumico en forma de esqueletos de animales microscpicos o restos de plantas entremezclados con calcita de grano fino. La roca es blanca, friable y muy porosa. Coquina. Es una roca de origen y composicin similar a la creta, pero se diferencia porque sus restos esqueletarios son mayores, siendo valvas, conchas, etc. Dolomia. Es una roca formada por ms del 50% de Dolomita y el resto por caliza. Yeso.- Capas gruesas del mineral yeso componen una de las rocas sedimentarias ms comunes, a las cuales se les aplica el mismo nombre del mineral y que tambin son producidas por evaporacin de agua marina. Anhidrita.- compuesta del mineral anhidrita la roca de este nombre cambia a yeso en presencia de humedad. Carbn.- el carbn se considera como roca sedimentaria porque se encuentra en capas, sin embargo, no se ha originado como las rocas sedimentarias. Otros ejemplos de rocas sedimentarias podemos mencionar: los de textura detrtica o plstica las siguientes: toba, ceniza volcnica, aglomerados, till o tillita; los de textura cristalina como: slex de calcedonia; los de textura amorfa: palo, carbn. Una clasificacin de acuerdo al tamao de los granos: Bolos roca de bolos Cantos roca de cantos Grava conglomerado

5

Arena arenisca Limo limonita Arcilla arcillolita 3. Rocas Metamrficas. Las rocas metamrficas, con pocas excepciones, son cristalinas. Esto significa que en contraposicin a lo que ocurre con muchos sedimentos, las rocas metamrficas estn constituidas por cristales unidos directamente entre s, y no ligados por medio de un cemento. En este aspecto se asemejan a las rocas gneas. Son rocas por re-cristalizacin de rocas preexistentes, las que al ser sometidas a altas presiones y elevadas temperaturas sufren un arreglo molecular y en su estructura. Las rocas metamrficas se clasifican segn su textura y segn su estructura. Segn su textura pueden ser: masiva, granular y foliada; segn su estructura pueden ser: lenticular, granular y hojosa. Cuando su textura es foliada y su estructura es hojosa est en forma de lminas de distintas formas. En el estudio del mantenimiento deben considerarse cuatro procesos: la granulacin, la deformacin plstica, la re-cristalizacin y el metasomatismo. Granulacin. Ya hemos citado las brechas, formadas por compresin de la roca a lo largo de fallas. Sin embargo, en masas enterradas profundamente, la compresin puede ser penetrante, y el proceso puede llegar a determinar la pulverizacin. Finalmente, puede quedar pulverizada toda la masa, formndose una microbrecha o milonita. Esta trituracin llamada granulacin, tiene lugar sin que se produzcan aberturas visibles y sin prdida de cohesin. Deformacin plstica. La deformacin plstica es el cambio no elstico de forma de un slido, sin fractura apreciable. Si, por ejemplo, se comprime un cristal suficientemente, no vuelve a su forma original al suprimir la presin, sino que queda deformado, en parte por lo menos. Recristalizacin. La re-cristalizacin es la reagrupacin de los elementos en nuevos cristales. La reagrupacin atmica puede formar minerales nuevos o cristales nuevos de los minerales que ya estaban presentes. Si se comprime un cristal hasta

producir una deformacin plstica, (planos de deslizamiento), y se suprime la presin deformante, queda una presin residual interna, producida por la deformacin, debida a la curvatura o torsin del retculo adyacente a los planos de deslizamiento. Esta energa de deformacin acumulada, es la fuerza que produce la recristalizacin de los materiales comprimidos.

Principales rocas metamrficas. Gneis.- de textura masiva y estructura lenticular. Es la roca metamrfica de grano ms grueso, rico en feldespato y cuarzo, son ms granulares y de colores claros que las ricas en micas, biotitas, anfboles, etc. Pizarras.- Es la roca de grano fino, contiene grafito, hierro y manganeso. Tiene una textura foliada, estructura hojosa y est compuesta de diversos tipos de minerales prismticos (muscovita, biotita). Mrmol.- De textura granular y estructura grantica, provienen de rocas carbonatadas, se produce por el metamorfismo de calizas o dolomias, contiene minerales como la calcita y dolomita. El color de los mrmoles es variable, aunque si la roca es un mrmol puro de calcita o dolomita, es generalmente blanco. Diversas impurezas dan lugar a distintos tonos, alguno de los cuales son muy atractivos y dan valor a la piedra. Son frecuentes los tonos verdes, rosados y leonado, y muchas veces existen vetas negras. Cuarcita.- de textura granular y estructura grantica, provienen de areniscas cuarcferas. Serpentinas.- de textura foliada, estructura hojosa y est compuesta de diversos tipos de minerales prismticos (muscovita, biotita). Filitas. Son de composicin similar a las pizarras, pero sus minerales constituyentes presentan mayor desarrollo y adems, la esquistosidad, que son bandas de segregacin mineral y textural, est ms marcada, debido a que su grado metamrfico es mayor. Esquistos. De todas las rocas de metamorfismo regional, el esquisto es sin duda el ms abundante, existiendo una gran variedad de ellos que pueden derivar tanto de rocas gneas, como de sedimentarias y de metamrficas de menor grado. Otras: gramilita, ladrillos, esteatitas y anfibotitas.

6

Actividad Geologa Bsica:

1. Las caractersticas de las rocas gneas es que son: a. Duras y granudas b. Granuladas y blandas c. Duras y blandas d. Todas las anteriores 2. Los volcanes se originan por el enfriamiento del

magma en superficie, cuando un volcn hace erupcin forma:

a. Rocas gneas. b. Rocas sedimentarias. c. Rocas metamrficas. d. Rocas gneas y lava. 3. Las rocas sedimentarias se forman debido a tres

procesos los cuales son: a. Por desintegracin, transporte y deposicin. b. Por erosin, transporte y depositacin. c. Por cristalizacin, transporte y acumulacin d. Las respuestas a y b son iguales y verdaderas. 4. La temperatura varia con la profundidad a esto se le

conoce como: a. Diferencial de temperatura. b. Diferencial de presin. c. Gradiente de temperatura. d. Gradiente de profundidad. 5. Las rocas sedimentarias son importantes en la

industria del petrleo porque? a. En ellas se almacenan el petrleo. b. En ellas se origino el petrleo. c. En ellas se contiene el petrleo. d. Todas las anteriores. 6. La diferencia entre rocas gneas y sedimentarias es: a. Las rocas gneas se originan en los volcanes y las

rocas sedimentarias es superficie. b. Las rocas sedimentarias son cristalizadas y las gneas

no. c. Las rocas gneas son duras y las sedimentarias no.

d. Ninguna de las anteriores.

7. Las rocas metamrficas se forman a partir de: a. Rocas gneas. b. Rocas sedimentarias. c. Rocas metamrficas, sedimentarias e gneas. d. Rocas gneas y sedimentarias. 8. Las rocas metamrficas se originan por el

sometimiento de otras rocas, a elevadas temperaturas y altas presiones por ello se puede decir que su origen:

a. Es producto de una re-cristalizacin. b. Es producto de una cristalizacin. c. Es producto de la depositacin de materiales. d. Es el producto de un volcn.

9. El metamorfismo regional y de contacto se diferencian por:

a. El metamorfismo regional se origina por la entrada de la placa continental al manto y el de contacto se origina por el encajamiento de magma en la placa continental.

b. El metamorfismo de contacto compromete menos placa continental que el metamorfismo regional.

c. El metamorfismo regional es ms comn que el metamorfismo de contacto.

d. Todas las anteriores.

10. Es un proceso o mtodos de formacin de las rocas. a. Depositacin de material orgnico. b. Sedimentacin, transporte y depositacin. c. Cambios en la forma cristalina. d. Todas las anteriores.

11. Tipo de roca con frecuentes los tonos verdes, rosados y leonado provenientes de rocas calizas.

a. Arenisca. b. sedimentaria. c. Mrmol. d. Gneis.

12. Una clasificacin correcta de mayor a menor de acuerdo al tamao de los granos es:

a. Limo, arena y arcillolita b. Arena, grava y arenisca. c. Conglomerados, cantos y arcilla. d. Cantos, arena y limonita.

13. Las rocas gneas que se producen en el interior de forma lenta se denominan:

a. Plutnicas o Volcanicas. b. Extrusivas o intrusivas. c. Plutnicas o extrusivas. d. ninguna de las anteriores.

14. Una brecha se origina en: a. La re-cristalizacin. b. Los volcanes. c. Las fallas geolgicas. d. Ninguna de las anteriores.

15. Un ejemplo de roca metamrfica segn su textura

foliada es: a. Moscovita. b. Mrmol. c. Calcedonia. d. Cal. 16. Tipo de roca donde la arcilla es el principal material

cementante. a. Conglomerado. b. Lutita. c. Arenisca. d. Brecha.