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Existen básicamente dos riesgos que deben ser evaluados en la exploración de petróleo: el asociado a la trampa y el relacionado a la carga de hidrocarburos. El análisis del riesgo de existencia de trampa (incluyendo la presencia de rocas reservorio y sellantes) es rutinariamente realizado a través de la interpretación directa de datos geológicos y geofísicos usando métodos tradicionales. El riesgo de carga a su vez, muchas veces no es evaluado adecuadamente debido a la gran complejidad de la interacción entre los fenómenos físicos y químicos que controlan la generación y migración del petróleo, tales como sedimentación, compactación, conducción de calor, cinética química y flujo de fluidos en medios porosos. El análisis integral de estos fenómenos requiere la aplicación de nuevas tecnologías de modelamiento de cuencas y sistemas petrolíferos, las únicas que permiten simularlos de forma integrada y físicamente consistente. A pesar de haberse convertido en una herramienta estratégica en las compañías de petróleo, el modelamiento es frecuentemente usado de forma aislada. En este trabajo se discute el estado del arte de las tecnologías de modelamiento multidimensional (1, 2 y 3-D) y se presenta, a través de ejemplos prácticos en cuencas sedimentarias de Sudamérica, como sólo con un abordaje integrado con las herramientas tradicionales de la exploración (sísmica, geoquímica, etc.) se puede reconstruir de forma confiable la historia geológica del sistema petrolífero y refinar la evaluación del riesgo de carga.