4.4.2: ¿Cómo encuentran los geólogos el petróleo y el gas natural?

Los geólogos utilizan gran parte de la información que ahora se tiene para localizar petróleo y gas natural. Primero, los geólogos piensan en dónde se forman el petróleo y el gas. Sabemos que forman rocas como esquisto, que se forman en ambientes marinos profundos. Entonces, un geólogo comenzaría buscando esquisto. Hay un par de maneras de hacer esto.

Una forma es mirar las rocas expuestas en la superficie de la tierra. Al hacer un mapa geológico y extrapolar lo que encontramos en la superficie inferior, podemos formar una suposición razonable sobre qué rocas están debajo. Un problema con esto es que el petróleo y el gas pueden estar muy por debajo de la superficie, y es posible que existan fallas o pliegues debajo que no podemos ver en la superficie. Aquí hay un ejemplo de un mapa geológico que muestra las unidades de roca en la superficie, y la sección transversal que se realizó a partir de los datos recopilados en la superficie.

Otra forma de averiguar qué hay debajo de la superficie es perforar un núcleo a través de la tierra. Los núcleos pueden tener miles de pies de largo y proporcionar una instantánea de lo que existe debajo de un punto en particular. Al perforar varios núcleos a millas de distancia, los geólogos pueden correlacionar las unidades de roca y crear una imagen de lo que existe y dónde debajo de la superficie. Combinar esta información con rocas expuestas en la superficie, que pueden dar pistas sobre las orientaciones de las rocas a continuación, puede ser una herramienta poderosa para localizar petróleo y gas. Esta sección transversal geológica generalizada proporcionada por el Marcellus Center for Outreach and Research (MCOR) de Penn State fue creada a partir de información de núcleos que fueron perforados en Pensilvania. Una vez que tengas una idea de cuál es el panorama general, puedes averiguar dónde podría estar el tipo de roca en particular que estás buscando. La ley de Walther es particularmente importante aquí, porque puedes tener una idea de qué dirección en la unidad de roca necesitas moverte para llegar a la roca que deseas.

Verifique su comprensión

Si quieres encontrar un esquisto y tu sección de núcleo se ve así, ¿deberías moverte sección arriba o sección abajo? Recuerda que las rocas más viejas están en la parte inferior, y las rocas más jóvenes están en la parte superior. O dos núcleos, con correlaciones entre ellos. ¿Cuál es el camino de la cuenca?

playa - río serpenteante - río trenzado: Respuesta - abajo en el núcleo. Esta progresión tiene ambientes deposicionales que se están volviendo progresivamente 'menos profundos', y el esquisto se encuentra en un ambiente deposicional marino muy profundo.

Una tercera forma de hacerse una idea de lo que hay debajo de la superficie es realizar un levantamiento sísmico. Recuerda desde el comienzo mismo de la lección de geología que un Sismólogo es un geólogo que estudia los sismos, y las propiedades de las ondas elásticas a través de la tierra. Los sismos crean ondas naturales que se mueven a través de la tierra, y al registrarlas los sismólogos pueden estudiar el terremoto en sí además de las propiedades de las diferentes capas de la tierra. ¡Es en gran parte gracias a los sismos que sabemos que el núcleo exterior es líquido!

En un levantamiento sísmico se envía una onda generada por el ser humano a través de la tierra utilizando un camión percutor, dinamita o simplemente un martillo (cuanta más energía haya en la ola, más lejos irá antes de disiparse). Así como las ondas P pueden pasar por la totalidad de la tierra (si tienen suficiente energía) y las ondas S no pueden pasar a través de líquidos, diferentes rocas interactúan con las olas causadas por los camiones de percusión de diferentes maneras. Dependiendo de las propiedades de la roca, la ola del camión de impacto puede atravesar, reflejarse o alguna combinación de las dos. En un levantamiento sísmico habrá una fuente puntual para la onda (el lugar de donde proviene la ola) y una serie de 'geófonos' establecidos alrededor de la fuente puntual que 'escuchan' los reflejos de las olas cuando regresan a la superficie. El tiempo que tarda la ola en regresar depende de las propiedades de la roca que la refleja y de la profundidad de la roca.

Diagrama esquemático del estudio sísmico, de Chesapeake Energy Corporation.

Crédito: Chesapeake Energy Corp

Los estudios sísmicos no pueden decirte con precisión qué tipos de roca hay debajo de la superficie, pero pueden darte una idea de cuáles son las estructuras debajo de la superficie. Aquí hay un ejemplo de los datos que salen de un levantamiento sísmico.

Cada línea sólida dibujada y etiquetada representa una superficie estratigráfica particular, que no hemos discutido en este curso. Para obtener más información sobre las secuencias estratigráficas, incluyendo qué son y cómo identificarlas, visite el sitio web del SEPM (el enlace es externo), o el sitio web del Dr. Steve Holland en la Universidad de Georgia, Laboratorio de Estratigrafía de la UGA (el enlace es externo). Al mirar los datos sísmicos, es importante recordar que el eje Y representa el tiempo: Cuánto tiempo tardó la onda en pasar de la fuente a la capa al geófono. Los datos sísmicos también incluyen una serie de 'ecos', o reflectores sísmicos duplicados. Estos son identificables por una serie de líneas perfectamente duplicadas, y se forman cuando la ola rebota dentro de una capa antes de salir. Por lo general, sólo el primero de estos representa una superficie real en la roca.

Incertidumbres

Cada uno de estos métodos para identificar lo que sucede debajo de la superficie de la tierra viene con su propio conjunto de incertidumbres. Averiguar lo que sucede debajo de la superficie es un poco como armar un rompecabezas con los ojos vendados: solo conocemos las formas de las piezas que tocamos, y no podemos ver la imagen completa. Tenemos que utilizar todas las herramientas y tecnología a nuestra disposición para hacer la mejor imagen de lo que hay debajo de la superficie que posiblemente podamos basándonos en lo que sabemos. Incluso entonces, a la interpretación le podría faltar información, o podría estar equivocada. Observe cómo la interpretación de los datos sísmicos se correlacionó con un núcleo (esta es la información directamente debajo del símbolo del pozo). Los datos sísmicos y los núcleos a menudo se toman juntos: Al tomar una muestra de núcleo, los geólogos pueden identificar con más certeza cuál de los reflectores sísmicos representa una superficie o un cambio en el tipo de roca, y al tomar un estudio sísmico, los geólogos pueden extender su interpretación del núcleo para obtener una imagen mucho más amplia sin tener que hacer más perforaciones.

Sección transversal geológica generalizada que muestra esquisto de Marcellus en el oeste de Pensilvania

Crédito: Centro Marcellus de Divulgación e Investigación

Verifique su comprensión

Usando la gráfica de profundidades pico de petróleo y gas, ¿dónde debemos perforar para obtener petróleo?

(líneas superpuestas en la imagen de arriba en las zonas pico de petróleo y gas pico, ~ 2800 y 4000m, línea recta a la superficie, curva a través de la parte superior para mostrar ubicaciones probables de perforación)