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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL.
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y
ARQUITECTURA
Unidad Ticomán.
GEOLOGÍA DEL PETRÓLEO.
Equipo: 5
Integrantes:
Armenta Bustos Cesar.
Díaz Rocha Aldo Iván.
López Yáñez Mariana.
Mendoza Zúñiga Luis Enrique.
Romero Martínez Nirvana.
Ruiz Lugo Ana Karen.
Santana Franco Jasiel.
GRUPO: 1PM5
FECHA: Semana del 26-30 OCT.
INTRODUCCIÓN.
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos que contienen carbono e hidrógeno,
presentándose en la naturaleza como gases, líquidos, grasas y, a veces, sólidos. El petróleo
crudo, en cualquiera de sus formas, y el gas natural son una combinación de diferentes
hidrocarburos.
El petróleo es una sustancia orgánica compuesta básicamente de hidrocarburos extraídos desde
el interior de la Tierra, hidrocarburos que se obtienen a partir de la fosilización de restos
orgánicos como los de los extintos dinosaurios. El petróleo es una de las sustancias y materiales
más importantes de la actualidad ya que gran parte de los elementos y productos que se utilizan
hoy en día están hechos por ella en algún modo. Al mismo tiempo, a pesar de ser una sustancia
orgánica, el petróleo es un compuesto complejo que no es consumible y que puede generar
severos daños tanto para la salud de los seres vivos como para el planeta.
Hay tres estados importantes en el entrenamiento y evolución de la materia orgánica a
hidrocarburos: diagénesis, catagénesis y metagénesis.
El producto final de la diagénesis de la materia orgánica es el Kerógeno, que se define como la
materia orgánica en las rocas sedimentarias que es insoluble en solventes orgánicos, a
diferencia de la porción soluble de la materia orgánica que se denomina bitumen. Bajo el
microscopio, el Kerógeno se presenta como fragmentos orgánicos diseminados. Algo de este
material es estructurado, es decir, son reconocibles como fragmentos de tejidos de plantas,
esporas, algas, etc. Estos fragmentos con cierta estructura derivados de plantas pueden ser
agrupados en unidades biológicas distintas denominada merales, que son equivalentes en el
Kerógeno a los minerales en las rocas.
INFORME: MADUREZ DE KERÓGENO.
Es necesario saber que todas las extensiones productivas de petróleo o gas vienen de las rocas
generadoras y que además su potencial para la generación de petróleo se relaciona directamente
con su volumen, riqueza orgánica y madurez térmica. En cuanto a la riqueza orgánica, se refiere
a la cantidad y tipo de materia orgánica contenida en la roca. La madurez térmica se refiere a la
exposición de una roca generadora al calor con el tiempo.
El calor se incrementa a medida que la roca es sepultada a mayor profundidad por debajo de
las capas sucesivas de sedimentos. La transformación térmica de la materia orgánica es lo que
hace que una roca generadora produzca petróleo.
Las mayores profundidades de sepultamiento son acompañadas por incrementos de
temperatura, de acuerdo al gradiente geotérmico de la cuenca. Este calor hace que la materia
orgánica se convierta gradualmente en una materia orgánica insoluble denominada kerógeno.
La alteración del kerógeno continúa conforme el calor se incrementa; a su vez, estos cambios
producen la liberación de los compuestos del petróleo que son generados subsiguientemente.
En cuanto los sistemas petroleros convencionales, la roca de sobrecarga sepulta a la roca
generadora hasta las profundidades en las que se origina el petróleo. El petróleo generado por
la roca térmicamente madura es expulsado hacia el interior de una de una capa productora
porosa y permeable, y luego migra hacia una roca yacimiento en la que es entrampado
estructural o estratigráficamente por debajo de un sello permeable.
Cabe recalcar que las rocas generadoras son el resultado de una convergencia de procesos
físicos, bioquímicos y geológicos, que culminan en la formación de rocas sedimentarias de grano
fino con contenido de materia orgánica rica en carbono e hidrogeno.
En general, las rocas generadoras de calidad (ya sean carbonatos o lutitas) presentan numerosas
características en común. Se forman en ambientes altamente reductores, son generalmente
laminadas y contienen materia orgánica que se caracteriza por exhibir relaciones entre los
átomos de hidrogeno y carbono superiores a 1.2.
Las transformaciones térmicas.
Los sedimentos se cuecen lentamente a medida que aumenta la presión y temperatura en
concordancia con la profundidad de sepultamiento.
Dados suficiente calor, presión y tiempo, los sedimentos se litifican y la materia orgánica que
contiene se convierte en kerógeno.
El kerógeno se pude clasificar en cuatro tipos:
El proceso de madurez asociada con la temperatura puede dividirse en tres etapa.



Inicialmente, el sedimento es sometido a la etapa de diagénesis. En su sentido más
amplio, este término abarca todos los cambios naturales que tiene lugar en los sedimentos
desde el momento de la depositación hasta justo antes del comienzo de los procesos de
alteración térmica significativa. No obstante, en relación con las rocas generadoras, esta
etapa se caracteriza por la alteración de la materia orgánica, habitualmente a
temperaturas inferiores a 50°C aproximadamente. Con el incremento de las temperaturas
y los cambios producidos en el pH, la materia orgánica se convierte gradualmente en
kerógeno y menores cantidades en bitumen.
La roca generadora madura con el incremento de la temperatura y atraviesa la etapa de
catagénesis.
Durante esta etapa, se genera el petróleo conforme la temperatura aumenta hasta
alcanzar entre 50°C y 150°C, lo que produce la rotura de enlaces químicos en el kerógeno.
En esta ventana de petróleo, los kerógenos tipo I y II producen tanto petróleo como gas
Los incrementos posteriores de la profundidad de sepultamiento, la temperatura y la
presión trasladan a la roca al extremo superior de la ventana de gas, donde la división
(craqueo) secundaria de las moléculas del petróleo produce gas húmedo que contiene
metano, etano, propano e hidrocarburos más pesados.
La metagénesis es la última etapa, en la que el calor adicional y los cambios químicos
producen la transformación de la mayor parte del kerógeno en metano y un residuo en
carbono.
Se da una temperatura que oscila entre 150°C y 200°C aproximadamente.
A lo largo de lo leído se puede concluir que las etapas poseen una relación directa sobre la
madurez de la roca generadora. Las rocas generadoras térmicamente inmaduras, o potenciales,
han sido alteradas por la diagénesis pero aún deben ser sometidas a suficiente calor para
producir petróleo generado térmicamente. Las rocas generadoras térmicamente maduras, o
efectivas, que se encuentran (o se encontraban) en la ventana de petróleo han sido sometidas a
los procesos térmicos necesarios para producir petróleo y se encuentran generando petróleo
activamente.
Las rocas generadoras térmicamente pos-maduras, o agotadas, ingresaron en la ventana de gas
y ya generaron petróleo, y en ese proceso agotaron todo el hidrogeno necesario para la
generación adicional de petróleo y gas.
Si bien la maduración se relaciona en gran medida con las profundidades de sepultamiento
causadas por la sedimentación continua producida en una cuenca, también puede ser afectada
local o regionalmente por el flujo de calor resultante de la actividad tectónica de la corteza, la
proximidad respecto a los cuerpos ígneos y el decaimiento radioactivo natural que tiene lugar
en la corteza.
DISTRIBUCIÓN DE PECES, ANFIBIOS, REPTILES, DINOSAUROS,
AVES Y MAMÍFEROS GRUPOS PROTISTAS Y PLANTAS
TERRESTRES.
PROTOBIOSFERA:
“vida unicelular” “vida marina”
Primeros indicios de vida hace más de 3000 millones de años. Organismos muy simples,
unicelulares primero, luego pluricelulares filamentosos sin un núcleo verdadero –
PROCARIOTAS. Las EUCARIOTAS (organismos con células que tienen un núcleo rodeado con
membrana y además orgánulos membranosos y cromosomas) surgen recién hace unos 1500
millones de años. Las primeras formas de vidas se dan en ambientes marinos, carentes de
oxígeno. La energía necesaria para las actividades vitales debió provenir de la fermentación
anaeróbica de compuestos orgánicos existentes en la protobiosfera, luego evolucionó hacia
distintas formas de quimiosíntesis y fotosíntesis anaeróbica. Las protoalgas adquieren la
capacidad fotosintética con descomposición del agua y el dióxido de carbono enriqueciendo la
atmósfera con oxígeno, esto permitirá el desarrollo de las eucariotas; sin embargo la
transformación de la atmósfera será lenta y alcanzará las características actuales recién a
comienzos de la era primaria., cambios que serán acompañados con la aparición de la capa de
ozono, que absorbe gran parte de la radiación ultravioleta permitiendo la respiración aerobia.
PALEOZOICO:
”Cambios trascendentales en la biosfera” “helechos e insectos”
Rápida evolución y diferenciación de las principales formas de vida animal y vegetal,
predominio de vida marina hasta el ordovícico (hace 400 millones de años) cuando surgen las
primeras formas de vida terrestre. Primeros vegetales: fueron los psilófitos – tienen un sistemas
conductor de agua – (helechos primitivos, anfibios); hongos y bacterias constituían los
descomponedores. En el devónico se dan helechos más evolucionados (licopodios, equisetos,
etc.), desplazan a los anteriores y aparecen las progimnospermas (posibles antecesores de las
fanerógamas). Aparecen insectos, miriápodos y arácnidos. Todavía no hay indicios de
vertebrados. La vida comienza la ocupación de los continentes. En el carbonífero los helechos
alcanzan su apogeo, se desarrollan los musgos y hepáticas. Proliferación y diversificación de los
invertebrados, especialmente los insectos. Aparición de los primeros vertebrados terrestres,
anfibios y reptiles. Mayor complejidad en la organización de los ecosistemas, diversificación de
especies, de formas biológicas y relaciones tróficas. También se observan zonaciones
relacionadas con los factores ambientales, especialmente con la humedad. La divisiones del
paleocontinente de Gondwana permite diferenciar las formas de vida desarrolladas en la actual
Europa; América del Norte, Siberia y Asia Oriental donde crecen frondosos bosques propios de
los climas cálidos y húmedos, mientras que Africa del Sur, Brasil, India y Australia tenían
vegetación más pobre con anillos de crecimientos denotando un clima templado frío.
MESOZOICO:
”Coníferas y reptiles”
Los climas evolucionan hacia una mayor sequedad. Las gimnospermas mejor adaptadas a la
sequedad desplazan a los helechos y alcanzan su apogeo en el jurásico, luego son superadas por
las angiospermas en el cretáceo. Predominio de los reptiles especialmente los de gran talla
(dinosaurios) que se extinguen a finales de esta era, paralelo a la diversificación y expansión de
los primeros mamíferos.
CENOZOICO:
”Angiospermas, aves y mamíferos”
Adquiere la biosfera rasgos muy parecidos a los actuales, pero faltan las huellas de los cambios
climáticos cuaternarios (glaciaciones). Las plantas vasculares, las angiospermas, tanto
monocotiledóneas como dicotiledóneas constituyen los grupos dominantes por su biomasa y
diversificación. En el caso de los animales la diversificación es mayor en el grupo de los
invertebrados, especialmente en los insectos (mas de un millón de especies). Se produce una
mayor complejidad en los ecosistemas y multiplicación de los nichos ecológicos.
CUATERNARIO:
”Ciclos climáticos y configuración de la biosfera”
Cambios climáticos con fuerte oscilaciones que alternan períodos y fases frías (glaciaciones) con
otros más cálidos y benignos (interglaciaciones) que inciden fuertemente en la organización de
la biosfera, como : Modificación de los limites latitudinales y altitudinales en los grandes
dominios florísticos y formaciones vegetales, que repercute a su vez en la distribución de la
fauna. Desaparición de las formas de vida de los dominios de los grandes “Inlansis” y su
posterior repoblación e períodos interglaciaríos. Adaptación a inviernos más rigurosos de las
distintas formas de vida de zonas templadas y frías (altas y medias latitudes).
Era
Período
Época
Millones
de Años
Principales Acontecimientos
Origen del Sistema Solar. Origen de las primeras células vivas.
Precámbrica
4500-3500
Dominio de las bacterias. Aparición de las células eucariotas. Primeros
3500-590
seres pluricelulares.
Incremento súbito de fósiles de invertebrados. Gran variedad de algas
Paleozoica
Cámbrico
590-505
marinas.
Ordocivico
505-438
Dominio de los invertebrados. Primeros vertebrados.
Silúrico
438-408
Primeras plantas e invertebrados terrestres.
Devónico
408-360
Primeros vertebrados terrestres.
Carbonífero
360-286
Pérmico
286-248
Triásico
248-213
dinosaurios y mamíferos.
Jurásico
213-144
Dominio de los dinosaurios y las coníferas. Primeras aves.
Cretácico
144-65
Primeras plantas con flores. Extinción de los dinosaurios.
Paleoceno
65-54
Radiación de los mamíferos primitivos.
Eoceno
54-37
Dominio de las plantas con flores.
Oligoceno
37-24
Surgimiento de los grupos modernos de mamíferos e invertebrados.
Mioceno
24-5
Proliferación de peces óseos.
Plioceno
5-2
Dominio de mamíferos y aves.
Pleistoceno
2-0,01
Reciente
0,01 – hoy
Bosques de helechos arbóreos. Desarrollo de los anfibios e insectos.
Aparición de los primeros reptiles
Origen de las coníferas. Proliferación de los reptiles. Extinción de
muchas formas de invertebrados.
Bosques de gimnospermas y de helechos arbóreos. Origen de los
Mesozoica
Cenozoica
Terciario
Cuaternario
Aparición de los humanos.
ESCALA DEL TIEMPO GEOLÓGICO
La escala del tiempo geológico es un sistema internacional que se estableció por primera vez
hace 180 años, es un calendario de la historia geológica de la Tierra. Cada intervalo de tiempo
en esta escala está relacionado con un correspondiente conjunto de rocas y fósiles. Esta escala
ha permitido a los geólogos, reconstruir la cronología de los eventos que han dado forma al
planeta y nos ha revelado que éste es mucho más viejo de lo que pensaban los primeros
geólogos. Con el correr del tiempo se le ha mejorado, pero en líneas generales se mantiene igual,
ya que se basaba en grandes trastornos o alteraciones que se produjeron a lo largo de la historia
de la Tierra y de la vida, como las extinciones masivas. La escala del tiempo geológico se basa
en la comprensión de dos aspectos del pasado: el tiempo absoluto y el tiempo relativo.
Las divisiones de la columna geológica están basadas en una cronología relativa. Los primeros
geólogos, los científicos que estudian las rocas y la historia de la Tierra, se dieron cuenta de que
a menudo aparecían juntos fósiles diferentes en formaciones reiteradas, y que en estas
formaciones se producía algún tipo de secuencia.
El segundo principio que se estableció sin lugar a dudas es la correlación a través de los fósiles.
ÉPOCA
(Serie)
M.A.
PERIODO
(Sistema)
Z0,01
1.6
5.3
23.7
36.6
57.8
66.5
CUATERNARIO
ANTROPÓGENO
TERCIARIO
NEOGÉNO
PALEÓGENO
144
CRETÁCICO
208
JURÁSICO
250
TRIÁSICO
286
REGISTRO
FÓSIL
NIVEL MUNDIAL
HOLOCENO
PLEISTOCENO
PLIOCENO
MIOCENO
OLIGOCENO
EOCENO
PALEOCENO
SUPERIOR
INFERIOR
SUPERIOR
MEDIO
INFERIOR
SUPERIOR
MEDIO
INFERIOR
Diseminación de las aves.
1eros reptiles terrestres.
360
CARBONÍFERO
408
DEVÓNICO
438
SILÚRICO
SUPERIOR
INFERIOR
SUPERIOR
INFERIOR
SUPERIOR
MEDIO
INFERIOR
SUPERIOR
505
ORDOVÍCICO
INFERIOR
SUPERIOR
570
CÁMBRICO
INFERIOR
SUPERIOR
MEDIO
Dominan los reptiles en
tierra, mar y aire.
Diseminación de las aves.
Predominio de reptiles y
primeros mamíferos
primitivos.
Dominio de las plantas e
insectos gigantes.
1eros anfibios en la tierra.
Peces con mandíbula.
1eras plantas con semilla.
Plantas e invertebrados
(artrópodos) colonizan la
tierra.
1eros peces sin mandíbula,
equinodermos, esponjas.
Primeros animales con
caparazón, trilobites.
INFERIOR
2500
SUPERIOR
MEDIO
Primeros organismos
multicelulares marinos
(vegetales y animales)
INFERIOR
3600
Fósiles de organismos
unicelulares marinos
(vegetales y animales)
GENERACIÓN DE HIDROCARBUROS
El petróleo, y en general los hidrocarburos tanto líquidos como gaseosos, proceden de la materia
orgánica depositada y acumulada durante el proceso de sedimentación a través de una serie de
transformaciones que se producen en el subsuelo. Dichas transformaciones, que en conjunto
reciben el nombre de maduración, están controladas principalmente por el aumento de
temperatura que se produce con el aumento de profundidad.
De
una manera
muy general,
esta transformación
consiste en la pérdida
de Oxigeno y Nitrógeno y en el enriquecimiento relativo en Hidrogeno y Carbono.
Aunque el proceso lo inician ciertas bacterias anaerobias, a medida que aumenta la profundidad
de enterramiento, éstas desaparecen, quedando controlado a partir de entonces por el aumento
de temperatura, en forma de destilación natural de dicha materia orgánica. En este proceso se
distinguen tres etapas, en función de la temperatura: diagénesis, catagénesis y metagénesis.

DIAGÉNESIS.
Es el inicio de transformación de la materia orgánica que ocurre a profundidades someras donde
se desarrollan los procesos de alteración biológica, física y química, ocurriendo la pérdida
principal de los productos oxigenados por lo que se genera principalmente CO2, NH3, H2O y
CH4 biogénico. Dentro de esta etapa, las sustancias orgánicas cotenidas en la materia orgánica
(biopolímeros) son consumidas por algunos organismos y atacados por microbios que usan
enzimas para degradar a estas y transformarlas en biomonómeros, los cuales se condensan y
forman complejas moléculas (geopolímeros), los cuales son los precursores del kerógeno.
Durante la diagenésis y bajo condiciones reductoras a temperaturas relativamente bajas (<50°C)
se realizan las primeras reacciones químicas y biológicas para la formación de hidrocarburos.
El hidrocarburo más importante que se forma durante la diagénesis es el METANO.

CATAGÉNESIS.
Es la etapa principal de rompimiento térmico del Kerógeno, para producir la formación de
hidrocarburos líquidos de C15 a C30.
Profundidades mayores a 1, 000 m.
Consiste en la rotura de las moléculas orgánicas para formar cadenas de hidrocarburos. Dichas
cadenas seguirán rompiéndose a su vez en otras más sencillas según un proceso de destilación
natural al aumentar la temperatura, hasta que hacia el final de esta etapa sólo quedan
hidrocarburos gaseosos (metano a pentano). La máxima generación de gas se localiza
precisamente hacia el final de esta etapa, procediendo tanto de la generación directa del
Kerógeno como de la continua rotura de las cadenas de hidrocarburos líquidos.
Esta es la etapa principal de formación de aceite, condensado y gas húmedo, conforme se
incrementa la temperatura y la profundidad de sepultamiento. Esta zona en que las rocas
generan petróleo y lo expulsan es conocida como la “Ventana del petróleo” o “fase principal de
formación de aceite”. Se encuentra en un rango de temperaturas de 60°C a 175°C, dentro del
cual ocurre la generación principal de hidrocarburos líquidos, mientras que entre 175° a 225°C
se tiene la generación principal de gases húmedos.
Con relación a la temperatura, se produce gas y aceite en los siguientes intervalos:
Aceite: de ± 60 a ± 175 °C
Gas: de ± 50 a ± 225 °C
La presión varía de 300 a 1500 bares.
Profundidad de 2,100 a los 5,500 m.
A los 2.6 Km se alcanza el máximo pico de generación de hidrocarburos líquidos. Entre los 3.0
y 3.5 km se pasa a la catagénesis tardía, produciéndose menos aceite y más gas; por lo tanto es
la principal zona de formación de gas (seco y húmedo), originándose pequeñas fracciones de
hidrocarburos condensados.
MADUREZ DEL KERÓGENO

METAGÉNESIS.
Tercera etapa dentro del proceso de transformación de la materia orgánica. Se realiza
generalmente a grandes profundidades y altas temperaturas. En esta etapa la materia orgánica
residual se transforma en metano y el carbón en antracita. La metagénesis está considerada
también como el inicio del metamorfismo.
Es la etapa tardía de alteración de la materia orgánica, posterior a la generación de los
hidrocarburos líquidos, la que se caracteriza por la formación principal de metano metagenético
(gas seco) y un enriquecimiento de carbono que constituye un kerógeno residual.
Se desarrolla a temperaturas mayores a los 225 °C y es la última etapa dentro de la
transformación de la materia orgánica, considerada importante para la generación de gas. La
generación de metano acaba a los 315 °C con profundidades cercanas a los 8 Km, es decir,
presiones litostáticas mayores a 1500 bares.
La porosidad de las rocas en estas condiciones disminuye notablemente, por lo que es difícil que
se formen a estas profundidades yacimientos de hidrocarburos que tengan rendimiento
económico.
CONCLUSIONES
El petróleo, y en general los hidrocarburos tanto líquidos como gaseosos, proceden de la materia orgánica
depositada y acumulada durante cl proceso de sedimentación a través de una serie de transformaciones
que se producen en el subsuelo. Dichas transformaciones, que en conjunto reciben el nombre de
maduración, están controladas principalmente por el aumento de temperatura que se produce con el
aumento de profundidad como consecuencia del gradiente geotermico y/o por fuentes locales de calor.
Sin embargo, se trata de un proceso de baja temperatura que no supera los 2OO-25O° C.
BIBLIOGRAFÍA

McCarty, K. & Niemann, M. (2011). Le geoquímica básica del petróleo para la evaluación
de rocas generadoras. octubre 25, 2015, de Schlumberger Sitio web:
https://www.slb.com/.../spanish11/sum11/03_basic_petro.pdf

Prof. Juan Antonio Alberto. (2011). Biogeografía y geografía Ambiental. 25/08/2015, de
Facultad
de
Humanidades
UNNE
Sitio
web:
http://hum.unne.edu.ar/academica/departamentos/dptogeog/catedras/biogeografia
/apuntes_bio.pdf

Dirección de Geología y Minas, Costa Rica. (2012). Tabla del tiempo geológico. octubre
25, 2015, de Ministerio de Ambiente Energía y Telecomunicaciones Sitio
web:http://www.geologia.go.cr/biblioteca/eras2.html
Duiopus.net. (2009).

La
medición
del
Tiempo.
Octubre
25,
2015,
deDuiopus.net Sitio
web:http://www.duiops.net/dinos/mediciontie.html#Principio
Miller. (2010). Escala Del Tiempo Geológico. Octubre 25, 2015, de SlideShare Sitio
web: http://es.slideshare.net/mjfr.../escala-del-tiempo-geologico

https://es.scribd.com/doc/176581071/Generacion-de-Hidrocarburos#download