Una trampa petrolífera es una estructura geológica que hace posible la acumulación y concentración de los hidrocarburos (gas y petróleo), manteniéndolo atrapado y sin posibilidad de escapar de los poros de una roca permeable subterránea.
Introducción

Una Trampa Petrolífera es una estructura geológica que hace posible la acumulación y concentración de los hidrocarburos (gas y petróleo), manteniéndolo atrapado y sin posibilidad de escapar de los poros de una roca permeable subterránea.

Para que ocurra una trampa petrolífera, deben aparecer 4 entes muy importantes: la fuente o roca madre, la trampa, el sello y el yacimiento.

  • La fuente o roca madre es la genera todo el hidrocarburo a partir de la materia orgánica que es sometida a procesos de descomposición y transformación durante el tiempo geológico prolongado, la cual se encuentra depositada simultáneamente con las partículas de roca, que por lo general son lutitas. Esta materia orgánica que da origen a los hidrocarburos por factores como bacterias, presión y temperatura, luego son expulsados a medida que continúa la depositación y la compactación. El hidrocarburo, más liviano que el agua, emigra hacia arriba a través de la roca hasta llegar a la superficie o ser atrapado.
  • La trampa es cualquier condición física que detiene la migración ascendente del hidrocarburo. Existen principalmente 3 clases de trampas petrolíferas:
    • Estructural: son causadas por esfuerzos tectónicos, la cual puede ser ocasionada por una falla (de menor ocurrencia), y las trampas de tipo anticlinal (las más frecuentes). Otro tipo de trampa estructural menos común son las originadas a partir de domos salinos.
    • Estratigráfica: se forman cuando, en una sucesión estratigráfica, producidas generalmente por cambios en la permeabilidad de la roca, o por acuñamientos, discordancias, o rasgos sedimentarios, como lo son los arrecifes.
    • Mixtas o combinadas: estas trampas petrolíferas están formadas por la combinación de trampas estratigráficas y trampas estructurales.
  • El yacimiento, es el ente o unidad física limitada subterránea conectada hidráulicamente, capaz de contener fluidos.


Clasificación de las Trampas Petrolíferas

Hay muchos tipos de trampas de hidrocarburos. Básicamente las trampas petrolíferas pueden clasificarse en 3 tipos mayores: trampas estructurales, trampas estratigráficas  y trampas mixtas o combinación de las anteriores. 

En la Tabla 1, se hace un resumen de la clasificación de las trampas petrolíferas y sus causas:


Tabla 1. Clasificación de las Trampas Petrolíferas y causas de generación.

Tipo de Trampa Subtipo Causas
Estructurales Pliegues Compresionales Procesos Tectónicos
Pliegues por Compactación Deposicional / Procesos Tectónicos
Diapiros Procesos Tectónicos
Fallas Procesos Tectónicos
Estratigráficas --- Morfología deposicional o Diagénesis
Combinadas --- Por combinación de las anteriores


Trampas Estructurales

Una Trampa Estructural es una variedad de estructura geológica sellada con capacidad para retener hidrocarburos, tal como una falla o un pliegue, la cual es originada principalmente por efectos del tectonismo.


Pliegues

Las trampas por pliegue pueden ser divididas en muchos tipos: aquellas debido a la compresión causadas por el acortamiento de la corteza, aquellas debido a la compactación diferencial del sedimento.

Las trampas anticlinales son debidas a la compresión y la mayoría tiende a encontrarse en o cerca de depresiones geosinclinales, usualmente asociadas a márgenes continentales activos o límites de placas tectónicas donde hay un acortamiento de la corteza terrestre.

Las trampas anticlinales desde un carácter más amplio pueden también formar grandes cuencas cratónicas de sedimentos de plataforma estable. En la Figura 1, se muestra una trampa de tipo anticlinal clásica.


Las trampas anticlinales son debidas a la compresión y la mayoría tiende a encontrarse en o cerca de depresiones geosinclinales
Fig. 1. Trampa Anticlinal clásica.


En áreas de formación estructural más intensas, el desarrollo de anticlinales puede estar asociado con fallamiento inverso, el cual causa un espesamiento de la columna sedimentaria debido a la presencia de secciones repetidas.

El segundo tipo de pliegues, la compactación ocurre frecuentemente donde la tensión vertical asociada a procesos de divergencia de placas, ocasiona la formación de una cuenca sedimentaria.

El basamento adquiere una morfología de “Horsts” y “Grabens”. Una fase inicial de depositación rellena esta topografía irregular.

Los anticlinales pueden ocurrir entonces en la cubierta sedimentaria, sobre los bloques estructurales altos o “Horsts”. 

Estos anticlinales se desarrollan por compactación diferencial del sedimento. Estos pliegues también pueden ocurrir sobre arrecifes o cualquier otro rasgo rígido en el suelo.

Hay muchas diferencias entre los pliegues causados por la compresión y los causados por compactación. 

Los pliegues compresionales se forman después de la sedimentación, por lo que la porosidad del yacimiento está más relacionada a causas deposicionales que a la estructura.

Estos pliegues también pueden contener porosidad por fractura, ya que ellos están normalmente litificados cuando son deformados.

En los pliegues por compactación, la porosidad puede variar entre la cresta y el flanco, pudiendo haber control depositacional primario de la calidad de reservorio.

Además, una porosidad diagenética secundaria puede desarrollarse sobre las crestas de los pliegues compactacionales, ya que tales estructuras están propensas a exposición subaérea y lixiviación.

Los pliegues compresionales están generalmente orientados con su eje más largo perpendicular al eje de acortamiento crestal, mientras que los compactacionales son a menudo de forma irregular debido a la forma de los rasgos infrayacentes que les dan origen.

Los pliegues compresionales comúnmente se forman debido a un evento tectónico mayor, mientras que los pliegues compactacionales pueden tener una historia compleja debido al rejuvenecimiento de las fallas del basamento infrayacente.


Fallas

En muchos campos, el fallamiento juega un papel esencial en el entrampamiento. En general, las fallas tienen más tendencia a sellar en rocas plásticas que en rocas frágiles.

Las fallas en arenas no consolidadas y lutitas tienden a sellar, particularmente donde el salto excede el espesor del yacimiento.

La arcilla dentro de un plano de falla, sin embargo, puede actuar como un sello aún cuando dos arenas permeables queden frente a frente, a uno y otro lado de la falla.

Un importante grupo de trampas petrolíferas están asociadas con fallas de crecimiento, en aquellas áreas caracterizadas por una sedimentación deltaica rápidamente progradante. En la Figura 2, se puede observar una trampa por fallamiento.


En muchos campos, el fallamiento juega un papel esencial en el entrampamiento
Fig. 2. Trampa por Fallamiento.



Trampa asociada a Diapiros

Los diapiros salinos pueden actuar como trampas petrolíferas, por lo que se consideran que tienen una importante relevancia en la explotación petrolera. 

El ascenso del diapiro deforma las capas instruidas elevándolas a su alrededor, formando una estructura anticlinal, una especie de cono en el que el diapiro ocupa el eje central. En la Figura 3, se puede observar una trampa asociada a un diapiro.

Cuando hay capas impermeables, los hidrocarburos se acumulan por debajo de las mismas, quedando atrapados en las rocas porosas inferiores. El diapiro actúa sellando el centro de la estructura.

El movimiento de la sal desarrolla muchas formas estructurales, desde almohadones de sal muy profundos, que generan anticlinales en el sedimento suprayacente, hasta domos de sal diapíricos que intrusionan los estratos suprayacentes.


El ascenso del diapiro deforma las capas instruidas elevándolas a su alrededor, formando una estructura anticlinal
Fig. 3. Trampa asociada a un Diapiro.

Las estructuras diapíricas de lodo, pueden también generar trampas de hidrocarburos.

Algunas veces, los diapiros de arcilla sobrepresurizadas intrusionan las rocas suprayacentes más densas y más jóvenes que, al igual que los domos de sal, las protuberancias de lodo pueden llegar a alcanzar la superficie.

En el sustrato sedimentario del Golfo de México son muy frecuentes los yacimientos de petróleo asociados a este tipo de trampa. 

Las trampas asociadas a diapiros son consideradas como una variedad de trampa estructural, debido al alto nivel de tectonismo presente.


Trampas Estratigráficas

Es una variedad de trampa geológica sellada con capacidad para albergar y contener hidrocarburos, formado por cambios producidos en el tipo de roca (principalmente cambios en la permeabilidad) o por acuñamientos, discordancias, o rasgos sedimentarios, como lo son los arrecifes.

En la Figura 4, se puede observar un esquemático de una trampa estratigráfica.

Las trampas estratigráficas son más difíciles de localizar que las estructurales, debido a que no son fácilmente identificables por la información sísmica de reflexión, y los procesos que la originan son más complejos que aquellos que originan las trampas estructurales.


Las Trampas Estratigráficas están formadas por cambios producidos en el tipo de roca (principalmente cambios en la permeabilidad) o por acuñamientos, discordancias, o rasgos sedimentarios, como lo son los arrecifes
Fig. 4. Trampa Estratigráfica.


Puede realizarse una amplia clasificación de las trampas estratigráficas, tal como se muestra en la Figura 5, pudiéndose establecer una distinción mayor entre las trampas estratigráficas que ocurren dentro de secuencias concordantes normales y aquellas asociadas a discordancias.

Esta distinción es algo arbitraria, ya que existen algunos tipos como los canales, que pueden ocurrir tanto en secuencia concordantes, como a las asociadas a las discordancias.


Clasificación de las Trampas Estratigráficas
Fig. 5. Clasificación de las Trampas Estratigráficas.



Trampas Depositacionales

En las Trampas Deposicionales ocurren dentro de secuencias concordantes normales, puede distinguirse entre aquellas debido a procesos de depositación y aquellas a procesos diagenéticos.

Las trampas deposicionales o asociadas a cambios de facies incluyen los canales, barras y arrecifes.

Las Trampas Diagenéticas están formadas por la creación de porosidad secundaria en una roca no yacimiento, ya sea por remplazamiento, disolución o fracturamiento; siendo la misma roca inalterada el sello de la trampa.

Las trampas deposicionales y diagenéticas pueden ocurrir tanto en secuencias concordantes, como con las asociadas a discordancias.


Trampas relacionadas con Discordancias

Otro grupo mayor de trampas estratigráficas está representado por aquellas en las que una discordancia es esencial, pudiendo clasificarse en las que se encuentra por encima (Onlap, Valle Rectilíneo y Canal) y las que ocurren por debajo de la discordancia (Truncamiento).


Otros tipos de Trampas Petrolíferas

Estas trampas petrolíferas tienen un menor grado de ocurrencia (trampa hidrodinámica) o sus hidrocarburos acumulados en sitio no son catalogadas como reservas petroleras para ser explotadas con la tecnología que se dispone actualmente (rocas bituminosas).


Trampa Hidrodinámica

Son originadas por el flujo del agua a través de la roca-yacimiento o roca de recarga. Este tipo de trampas tienen importancia en las cuencas de foreland o antepaís. Normalmente más de un proceso contribuye a la formación de la trampa.

En estas trampas, el movimiento hacia abajo del agua inhibe el movimiento hacia arriba del petróleo o gas. 

Las trampas puramente hidrodinámicas son muy raras, pero un número importante de las mismas resultan de la combinación de fuerzas hidrodinámicas, de la estructura y/o la estratigrafía.

Una trampa hidrodinámica ideal se muestra en la Figura 6. Una trampa hidrodinámica como esta es muy rara. 

Sin embargo, hay un gran número de campos con contactos agua-petróleo inclinados, donde el entrampamiento es una combinación de estructura y fuerza hidrodinámica.


Las trampas puramente hidrodinámicas son muy raras, pero un número importante de las mismas resultan de la combinación de fuerzas hidrodinámicas
Fig. 6. Trampa Hidrodinámica.


Trampas asociadas a Rocas Bituminosas

Este tipo de trampa está formada por el depósito de materia orgánica en lagos, lagunas y áreas estuarianas restringidas. 

Son rocas metamórficas arcillosas, generalmente negruzcas, que contienen materiales orgánicos e inorgánicos, procedentes de la fauna y flora acuáticas.

La concentración de materia orgánica puede ser tan alta que los gases comprimen con fuerza, y sumado esto a la compresión por las fuerzas tectónicas provoca que las capas superior e inferior de arcillas o margas terminen por empaparse de petróleo a pesar de su resistencia a la permeabilidad, transformándose en lo que se denomina rocas bituminosas o esquistos bituminosos.

La misma resistencia que ofrecen a absorber el petróleo, la presentan también al dejar escapar el petróleo que contienen, por lo que este recurso natural no es considerado como reserva de petróleo por la industria petrolera.


Ocurrencia de las Trampas Petrolíferas en el Mundo

Como se ha descrito anteriormente, se deben alcanzar condiciones especiales y excepcionales para la formación de una trampa petrolífera, por lo que se encuentran sólo en ciertas regiones del mundo donde se desarrollaron cuencas sedimentarias

De acuerdo a la Figura 7, entre las trampas estructurales alcanzan un 78% de ocurrencia de las reservas mundiales de petróleo conocidas, las cuales se encuentran repartidas de la siguiente forma: 75% son trampas anticlinales, 2% son domos de sal y 1% son fallas.

El restante de esta distribución se reparten en un 13% de las reservas mundiales de petróleo en campos gigantes asociados a trampas estratigráficas y un 9% asociadas a trampas combinadas.


Ocurrencia de las Trampas Petrolíferas en el mundo
Fig. 7. Ocurrencia de los tipos de Trampas Petrolíferas en el mundo.


Fuente:

  • Madrid, M. Trampas Petrolíferas: Condiciones, Tipos y Ocurrencia. Portal del Petróleo (2016). https://www.portaldelpetroleo.com/2016/04/trampas-petroliferas.html .
  • Colaboradores de Wikipedia. Trampa Petrolífera. Wikipedia, la enciclopedia libre (2021).https://es.wikipedia.org/wiki/Trampa_petrol%C3%ADfera
  • Colaboradores de Wikipedia. Diapiro. Wikipedia, la enciclopedia libre (2021). https://es.wikipedia.org/wiki/Diapiro
  • Colaboradores de Wikipedia. Esquistos bituminosos. Wikipedia, la enciclopedia libre (2021). https://es.wikipedia.org/wiki/Esquistos_bituminosos
  • Trampa Estratigráfica. Glosario de Schlumberger (2021). https://www.glossary.oilfield.slb.com/es/terms/s/stratigraphic_trap
  • Tarbuck, E. y Lutgens, F. Ciencias de la Tierra 8va. Edición. Pearson Education. Madrid, España (2005).



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