Sistema Petrolero Método Lopatín-Waples

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TEMA 8
El Sistema Petrolero
El Sistema Petrolero, como método de evaluación de
áreas en exploración. Conceptos. Cuenca Sedimentaria,
Plays y Prospectos. Cuencas en Exploración y en
Explotación: Conceptos.
Leslie B. Magoon y Wallace G. Dow
NIVELES DE INVESTIGACIÓN
Las investigaciones de cuencas sedimentarias ponen énfasis a la sucesión estratigráfica y el estilo
estructural de las rocas sedimentarias. Los estudios del sistema petrolero describen la relación genética entre un
cuerpo de roca madre activa y las acumulaciones de petróleo y gas resultante. Las investigaciones de plays
describen similitudes geológicas de una serie de trampas en el presente, y los estudios de proyectos describen la
trampa individual en el presente.
Fuente Magoon y Dow, 1994
CONSIDERACIONES ECONÓMICAS
Insignificantes en estudios 
de cuencas sedimentarias e 
investigaciones del sistema 
petrolero
Esencial en la evaluación 
de Plays y Proyectos
Sin un cálculo económico favorable un Play o
Prospecto, comercialmente no existe.
En contraste, una cuenca sedimentaria y un sistema
petrolero existen, sin tener en cuenta las consideraciones
económicas. Estos fenómenos están basados en procesos
naturales.
La evidencia de una Cuenca Sedimentaria es la Roca Sedimentaria.
La evidencia de un Sistema Petrolero, es la presencia de Hidrocarburos.
Técnicas Geoquímicas
Identificación de un Sistema Perolero
a. Mapear Facies Orgánicas
b. Interpretar y trazar los mapas de Hidrocarburos
c. Correlación del Petróleo testigo con el petróleo 
generado por la Roca Madre.
Los estudios de Cuencas Sedimentarias y Sistemas Petroleros están relacionados a ocurrencia de 
procesos sedimentarios en el tiempo geológico. Es decir cuando se depositaron los sedimentos y 
cuando los HC emigraron a sus trampas.
En cambio, la existencia en la actualidad de un Play o Proyecto, es el factor importante. Tiene poco 
interés un Play o Proyecto que existieron al final del Paleozoico.
ASPECTOS HISTÓRICOS
Los costos van en 
aumento según el Nivel 
de Investigación.
Investigaciones de la Cuenca Sedimentaria
Durante décadas las investigaciones de cuencas sedimentarias han puesto énfasis en la tectónica de placas o
la evolución estructural. Evolucionaron de las interpretaciones descriptivas a las genéticas (Tectónica de
Placas).
Con el adelanto en la comprensión de la Geoquímica Orgánica se pasó de estudios descriptivos de la génesis
del petróleo y gas a lo determinístico (Tissot y Pelet, 1971; Welte y Yukler, 1981; Damaison, 1984; Ungerger
et al., 1984; Tissot et al., 1987).
Permiten cuantificar los volúmenes, aumentar la proporción de éxito en la previsión de ocurrencia o
existencia de yacimientos de petróleo y gas.
Cuencas Sedimentarias con 
Historias Geológicas sencillas.
Cuencas Sedimentarias con 
Historias Geológicas complejas.
La Geoquímica orgánica promueve un trabajo
de aproximación al análisis de cuenca.
En Fajas Plegadas (Subandino Argentina y Bolivia) las
técnicas de análisis de cuenca son más difíciles de aplicar
ya que la cuenca sedimentaria original está muy
deformada o incompleta.
El término “cuenca” tiene implicancias diferentes:
Un Paleontólogo
Hábitat de los fósiles en la 
columna de agua: bentónico o 
planctónico
Un Geoquímico
Medio anóxico partiendo de un 
depósito marino o continental 
donde la materia orgánica se 
pueda acumular
Un Estratígrafo
Se refiere al espesor de la 
columna sedimentaria depositada 
en el pasado en la cubeta.
Un Estructuralista
Se refiere al espacio que se 
genera en respuesta a un proceso 
tectónico.
Un Geofísico
Se refiere al espesor de un 
paquete de rocas sedimentarias, 
medidos en tiempo de ida y 
vuelta: Reflectores
Los Geólogos generalmente utilizan el término CUENCA de diferentes maneras: Cuenca de Tarija, 
Cuenca Neuquina, Cuenca Marina, Cuenca Devónica, Cuenca de Rift.
PLAYS Y PROYECTOS
Las definiciones más rigurosas de un play y un proyecto han incluido la roca madre así
como una trayectoria de migración (White, 1980, 1988; Bishop, et al., 1983; Sluijk y
Nederlof, 1984; Dolton et al., 1987, Bird, 1988).
RELACIONADOS CON 
SISTEMAS PETROLERS
El play es uno o más proyectos, y un proyecto es una trampa potencial que debe
evaluarse para ver si contiene cantidades comerciales de hidrocarburos. La presencia de
rocas reservorio, roca sello, volumen de la trampa saturación de hidrocarburo, y timing,
son generalmente involucrados en esta evaluación.
Un sistema petrolero: es un sistema natural que abarca un cuerpo de roca madre activa y todo el
petróleo y gas relacionado e incluye todos los elementos esenciales y procesos necesarios para que el
petróleo y el gas puedan acumularse. Magoon y Dow, (1994)
Los elementos esenciales son: la roca madre, roca reservorio, roca sello y roca de
sobrecarga.
Los procesos incluyen: la formación de la trampa y la generación, migración, acumulación
y preservación de petróleo y/o gas.
Todos los elementos esenciales deben ponerse en tiempo y espacio de tal manera que los procesos
requeridos puedan ocurrir para formar una acumulación de petróleo y/o gas. TIMING (sincronización).
EL SISTEMA PETROLERO
El sistema petrolero tiene una extensión (magnitud)
estratigráfica, geográfica, y temporal. Su nombre
combina los nombres de la roca madre con los
reservorios mayores y también expresa un grado de
certeza: conocido (!), hipotético (.), o especulativo (?).
EL SISTEMA PETROLERO
EL SISTEMA PETROLERO
El Sistema Petrolero se puede representar utilizando:
Este mapa indica el Momento Crítico, Edad y los Elementos Esenciales de la cuenca a evaluar.
Momento Crítico: Es el punto seleccionado en el tiempo que mejor ilustra la generación,
migración y acumulación de la mayoría de los HC.
La roca generadora entra en ventana
de generación de petróleo a los 260 Ma
(Pérmico). La máxima profundidad a
los 255 Ma. El tiempo de generación,
migración y acumulación entre 260 y
240 Ma (edad del sistema petrolero). El
momento crítico es 250 Ma.
Mapa de Historia de Soterramiento
Fuente Magoon y Dow, 1994
El mapa geológico ilustra la extensión geográfica del sistema petrolero.
Mapa Geológico
Fuente Magoon y Dow, 1994
Sello Lateral
Roca Reservorio
Roca Generadora
Corte que representa el momento crítico
Este corte ilustra la relación espacial de los elementos esenciales.
Fuente Magoon y Dow, 1994
Momento Crítico 250 Ma
Corte que representa el momento actual
Fuente Magoon y Dow, 1994
Play
Muestra la relación temporal de los elementos esenciales y procesos.
Además el tiempo de preservación y el momento crítico para el sistema.
Carta de Eventos del Sistema Petrolero
250 Ma
Fuente Magoon y Dow, 1994
Un cuerpo de RG activa, un reservorio, un
sello y una acumulación de petróleo: 1 SP
Dos cuerpos de RG activa, un reservorio, un
sello y una acumulación de petróleo: 2 SP
Un cuerpo de RG activa, un reservorio, un
sello y una acumulación de petróleo: 1 SP
Ejemplos de Sistemas Petroleros
Fuente Magoon y Dow, 
1994
RG no activa (inmadura), un reservorio pero
no hay una acumulación de petróleo: 0 SP
Dos cuerpos de RG activa, dos reservorio y
una acumulación de petróleo: 2 SP
Un cuerpo de RG activa, un reservorio y una
acumulación de petróleo: 1 SP
Ejemplos de Sistemas Petroleros
Fuente Magoon y Dow, 
1994
Ejemplo de Sistema Petrolero atípico
Fuente Magoon y Dow, 1994
Aplicación del Método Lopatín - Waples
Relación Tiempo – Temperatura en la Génesis de los Hidrocarburos
• CONSTRUCCCIÓN CURVAS DE SOTERRAMIENTO O DE SUBSIDENCIA
• CONSTRUCCIÓN GRILLA DE TEMPERATURA
• CÁLCULOS DE ÍNDICE TIEMPO TEMPERATURA
• DETERMINACIÓN DE LA EVOLUCIÓN DE LAS VENTANAS DE GENERACIÓN Y DE
PRESERVACIÓN DE HIDROCARBUROS
Este método fue 
cuantificado por Lopatín 
(1976) y perfeccionado por 
Waples (1980-81)
La principal 
aplicación: momento 
de generación de los 
HC
Valores conocidos de Impulsos Térmicos Índice Tiempo – Temperatura (ITT)
Lopatín dividió el perfil de Temperatura en intervalos de 
10°C, estableciendo índicespara cada uno.
El índice n=0 corresponde al intervalo de 100°C - 110°C
Para el factor Tiempo utilizó los períodos en Ma durante 
los cuales el sedimento (RM) permaneció en cada 
intervalo de 10°C
La maduración adquirida 
está dada por la fórmula:
ITT = rⁿ.ΔT
Donde: r es un valor relacionado con la “Ecuación de Arrhenius”, donde refiere a la velocidad
de reacciones químicas: se duplican cada 10°C de incremento de temperatura (r = 2).
ITT = 2ⁿ.ΔT
El valor propuesto por Lopatín fue verificado por Waples 
comparándolos los valores de ITT con los índices de reflectancia 
de la Vitrinita (Ro). De ello resultó que la mejor correlación para 
el valor de r es 2
Los valores de ITT se pueden correlacionar con otros parámetros de madurez,
tales como la Reflectancia de la Vitrinita (Ro) e Índice de Alteración Térmica (IAT).
Waples ubica la ventana de petróleo entre valores de 15 a 160 de ITT.
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Trabajo Práctico
Aplicando el Método Lopatín – Waples
1.-) Confeccionar un Mapa de Soterramiento.
2.-) Confeccionar una Carta de Eventos.
3.-) Determinar el Momento Crítico. (Generación-Migración-Acumulación).
4.-) Determinar Ventana de Generación de Petróleo de la RG.
Conocer la Historia Geológica de la cuenca y/o la columna estratigráfica a 
investigar.
Edad y espesor de las Unidades Litoestratigráficas: Estratigrafía, Paleontología, Geofísica
Edad y espesor erosionado de las Unidades Litoestratigráficas: Estratigrafía y Paleontología
Edad de los Hiatus o discordancias entre unidades: Estratigrafía y Estructural
Edad de crecimiento de las estructuras - Formación de las Trampas: Geología Estructural y
Geotermocronología.
Laboratorios:
Petrofísica: Porosidad, Permeabilidad.
Geocronológico: Datación de Tobas, Paleomagnetismo, Geotermocronología (AFT, AHe,
etc.), Palinología, Micro y Macro Paleontología.
Geoquímica (MO): COT, IAT, Pirolisis, Reflectancia de la Vitrinita (Ro), cromatografía gaseosa.
TIEMPO
FACTOR
Confeccionar una planilla para 
cada Unidad.
Con el Gráfico de Soterramiento, determinar el ΔT
Planilla para construir la
carta de soterramiento y
determinar ΔT.
Definir Gradiente Geotérmico °C/km: si a 3700 mbbp se registró T° de fondo de 131°C
Temperatura media de Superficie 20°C; Roca Potencialmente Generadora: Unidad B 
Considerar Momento Crítico. Si la Trampa se generó entre los 20 a 25 Ma; que tipo de 
HC esperaría encontrar.
Datos para Construir el Ejercicio
RG
RR
RS
CARTA DE EVENTOS
RG
RR
RS
Base de B y Base de C
Base
Base
Si la Trampa se generó entre los 20 a 25 Ma; 
que tipo de HC esperaría encontrar.
FIN
Muchas Gracias