clase mecanica de rocas

OBJETIVOS: Interpretar la importancia del medio rocoso en el proceso de perforación de pozos y la recuperación primaria y secundaria de hidrocarburos

OBJETIVO:

Interpretar la importancia del medio rocoso en el proceso de perforación de pozos y la recuperación primaria y secundaria de hidrocarburos

CARACTERISTICAS MECANICAS DE LOS MATERIALES GEOLOGICOS QUE CONFORMAN LAS FORMACIONES

Los materiales geológicos comprenden: rocas, minerales, fósiles, pliegues, estratos, yacimientos minerales o acuíferos, etc. Las características mecánicas de los materiales geológicos son propiedades que permiten diferenciarlos unos a otros, entre ellas están:

Resistencia: Se refiere a la propiedad que presentan los materiales para soportar los diversos esfuerzos



Deformación: Todo cuerpo sometido a un esfuerzo sufre deformaciones

Esfuerzo de Compresión: Es la resultante de las tensiones o presiones que existen dentro de un solido deformable, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen o un acortamiento en determinada dirección.

Tenacidad: Propiedad que tienen ciertos materiales de soportar, sin deformarse ni romperse, los esfuerzos bruscos que se le apliquen.

Elasticidad: Capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones originales cuando cesa el esfuerzo que había determinado tal deformación.

Dureza: Resistencia que un material opone a la penetración.

Plasticidad: Aptitud de algunos materiales sólidos de adquirir deformaciones permanentes bajo la acción de una presión o fuerza exterior, sin que se produzca rotura.



Ductibilidad: Es una variante de la plasticidad, es la propiedad que poseen ciertos minerales para poder estirarse en forma de hilos finos.

Maleabilidad: Otra variante de la plasticidad, consiste en la posibilidad de transformar algunos metales en laminas delgadas.

Porosidad: Capacidad de un material de absorber o retener líquidos o gases.

Magnetismo: Fenómeno por el cual los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales

Entre las propiedades mecánicas mas comunes que se miden en los materiales están: Resistencia a la Tracción, a la compresión, a la deformación, el Coeficiente de Poisson y el Modulo de Elasticidad o Modulo de Young.


SUELOSEs la cubierta superficial de la mayoría de la superficie continental de la Tierra. Es un agregado de minerales no consolidados y de partículas orgánicas producidas por la acción combinada del viento, el agua y los procesos de desintegración orgánica

Resulta de la descomposición de las rocas por los cambios bruscos de temperatura y por la acción del agua, del viento y de los seres vivos.

El proceso mediante el cual los fragmentos de roca se hacen cada vez más pequeños, se disuelven o van a formar nuevos compuestos, se conoce con el nombre de Meteorización.

Los productos rocosos de la meteorización se mezclan con el aire, agua y restos orgánicos provenientes de plantas y animales para formar suelos. Luego el suelo puede ser considerado como el producto de la interacciona entre la litosfera, la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera.

Este proceso tarda muchos años, razón por la cual los suelos son considerados recursos naturales no renovables. En el suelo se desarrolla gran parte de la vida terrestre, en él crece una gran cantidad de plantas, y viven muchos animales.


SUELOS

Componentes del Suelo Se pueden clasificar en Inorgánicos, como la arena, la arcilla, el agua y el aire; y Orgánicos, como los restos de plantas y animales. Uno de los componentes orgánicos de los suelos es el humus. El humus se encuentra en las capas superiores de los suelos y constituye el producto final de la descomposición de los restos de plantas y animales, junto con algunos minerales; tiene un color de amarillento a negro, y confiere un alto grado de fertilidad a los suelos.

•Fase Sólida: Comprende, principalmente, los minerales formados por compuestos relacionado con la litosfera, como sílice o arena, arcilla o greda y cal. También incluye el humus.

•Fase Líquida: Comprende el agua de la hidrosfera que se filtra por entre las partículas del suelo. •Fase Gaseosa: Tiene una composición similar a la del aire que respiramos, aunque con mayor proporción de dióxido de carbono. Además, presenta un contenido muy alto de vapor de agua. Cuando el suelo es muy húmedo, los espacios de aire disminuyen al llenarse de agua.

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Propiedades y Textura de los Suelos

Entre las propiedades de los suelos se encuentran:El color, distribución del tamaño de las partículas, consistencia, textura, estructura, porosidad, atmósfera, humedad, densidad, pH, materia orgánica, capacidad de intercambio iónico, sales solubles y óxidos amorfos-sílice alúmina y óxidos de hierro libres.

Las propiedades físicas de los suelos dependen:. Composición meneralógica. De la forma y del tamaño de las partículas que lo forman. Del ambiente que los rodea. El tamaño, la forma y la composición química de las partículas determinan la permeabilidad, la capilaridad, la tenacidad, la cohesión y otras propiedades resultantes de la combinación de todos los integrantes del suelo.

Otra propiedad física de los suelos que hay que considerar es la temperatura, que tiene como fuente principal la irradiación solar.. Tanto las propiedades físicas como las químicas, biológicas y mineralógicas determinan, entre otras, a la productividad de los suelos.

SUELOS

OBJETIVOS: Interpretar la importancia del medio rocoso en el proceso de perforación de pozos y la recuperación primaria y secundaria de hidrocarburosCriterios para la Clasificación de los Suelos

Los criterios más considerados para la clasificación de los suelos son los Petrográficos, los genéticos y los climáticos.1.Clasificación Petrográfica: Es aquella que toma en cuenta el predominio de uno de los integrantes de la fracción mineral del suelo, de donde resultan suelos silíceos, arcillosos, calizos, salinos, etc.

2. Clasificación genética: Es aquella que toma en cuenta el proceso que dio origen a los suelos. Esta divide los suelos en: •Suelos Autóctonos: Son aquellos que resultan del proceso de desintegración de las rocas de un lugar, sin que los materiales desintegrados sean transportados a otros, por los que estos se quedan cubriendo la roca madre.

•Suelos Alóctonos: Son los que se forman por los componentes que han llegado de fuentes de suministro alejadas del lugar de depósito.

3. Clasificación Climática: Está relacionada con las condiciones climáticas

SUELOS


Esquema de Clasificación de Textura de los Suelos

Esquema de Clasificación de Textura de los Suelos

Textura Arenoso Franco Franco limoso Arcilloso Agente de agregación

Tacto Áspero Áspero Suave Terronoso o plástico Tensión superficial

Drenaje interno Excesivo Bueno Suave Suave o pobre Materia orgánica

Agua disponible para las plantas Baja Media Alta Alta Alta concentración de electrolitos

Agua transportable Baja Media Alta Alta Bajo potencial electrocinético

Labranza Fácil Fácil Media Difícil Bajo potencial electrocinético

Erosión eólica Alta Media Baja Baja Bajo potencial electrocinético

SUELOS


FORMACION DEL SUELO

SUELOS


. El suelo es un recurso natural renovable, pero su recuperación amerita períodos de tiempo prolongados, lo que implica que se debe hacer uso adecuado de los mismos con el fin de protegerlos.

. Los suelos muestran gran variedad de aspectos, fertilidad y características químicas en función de los materiales minerales y orgánicos que lo forman.

. La acción conjunta de los factores que condicionan la formación y evolución del suelo conduce al desarrollo de diferentes perfiles o tipos de suelos.

. En el desarrollo y formación de los suelos intervienen numerosos tipos de procesos, algunos de ellos son de tipo pasivo; otros son agentes activos.

. El suelo es un material superficial natural, que sostiene la vida vegetal. Cada suelo posee ciertas propiedades que son determinadas por el clima y los organismos vivientes que operan por períodos de tiempo sobre los materiales de la tierra y sobre el paisaje de relieve variable.

. Sin el suelo sería imposible la existencia de plantas superiores y, sin ellas, ni nosotros ni el resto de los animales podríamos vivir. A pesar de que forma una capa muy delgada, es esencial para la vida en tierra firme. Cada región del planeta tiene unos suelos que la caracterizan, según el tipo de roca de la que se ha formado y los agentes que lo han modificado.+

CONCLUSIONES


¿Qué es una roca?

Existen numerosas sustancias inorgánicas de origen natural, de variada composición química y estructura: los minerales. Sin embargo, estos minerales no suelen encontrarse naturalmente en forma aislada (por eso son tan escasos los yacimientos de interés económico). Los minerales aparecen habitualmente asociados, formando rocas. Otras sustancias naturales, aún cuando no son reconocidas como minerales pueden formar rocas, éste es el caso del carbón, aunque no del petróleo; también es el caso de las acumulaciones de esqueletos de organismos animales o vegetales (que pueden ser de composición silícea, fosfática o carbonatico) y el de los vidrios de origen volcánico.

La definición más simple que puede esbozarse de roca es: material de que está compuesta la corteza terrestre. De este modo, se evita una descripción más compleja en la que sería necesario mencionar todas las excepciones para no incurrir en errores

ROCAS


Los minerales que forman las rocas:

De un modo general podemos considerar que todos los minerales están presentes en las diversas rocas de la corteza terrestre, pero no todos ellos se encuentran en la misma proporciónSe denominan minerales formadores de rocas a aquellos que constituyen mayoritariamente las rocas. Entre los principales merecen destacarse los silicatos (en todas sus variedades desde el cuarzo a las arcillas) y la calcita.

En una roca cualquiera existen minerales principales, que hacen a su clasificación, y otros accesorios, cuya presencia no es decisiva para dicha clasificación. Puede suceder que un mineral no sea importante para la clasificación de una roca aunque sí lo sea para otros fines, científicos o económicos.

Así, por ejemplo, el granito es una roca formada por tres minerales principales, el cuarzo (Q), los feldespatos potásicos y calco-sódicos (F) y algún mineral de hierro y/o magnesio, como las micas (M) o los anfíboles (A).


ROCAS

Rocas monominerales

Si bien la mayoría de las rocas están compuestas por varios minerales, algunas de ellas pueden ser de composición monomineral. Entre éstas podemos destacar: el yeso, la anhidrita la caliza, compuesta por calcita y la dolomía (compuesta casi exclusivamente por dolomita).

También la diatomita, las radiolaritas y las calizas fussulínicas son rocas monominerales compuestas por esqueletos silíceos de diatomeas (algas unicelulares) y de radiolarios (protozoos microscópicos), en el primer y segundo casos, y carbonaticos de fussulínidos (protozoos macroscópicos) en el tercer caso.

La sal común o halita (NaCl), también puede encontrarse formando espesos cuerpos de roca que en muchos casos han sido explotados durante siglos para el consumo alimenticio, como así también en la industria.


ROCAS

La clasificación de las rocasLa coexistencia de distintos minerales en distintas relaciones de tamaño y forma brinda a las rocas una gran variedad de aspectos. A esto debe sumarse también la posibilidad de que numerosas estructuras (relacionadas tanto a la génesis de la roca como a su deformación) pueden modificar o sobreimponerse al aspecto primario, creando nuevos diseños, todos de gran atractivo visual.La diversidad de rocas está, sin embargo, vinculada fundamentalmente a los posibles orígenes de las mismas, ya sea que se trate de materiales derivados de la cristalización de un material fundido, de la acumulación de partículas derivadas de la destrucción de rocas preexistentes o de la modificación por efecto de la temperatura y la presión de otras rocas.

Una forma de clasificar las rocas, que resulta útil por su sencillez, es atender a los procesos que les dieron origen. Las de origen ígneo, resultantes de la cristalización de un material fundido o magma.Las de origen sedimentario, que se originan tanto a partir de la acumulación de los productos de la erosión como de la precipitación de soluciones acuosas.Las rocas metamórficas que, como su nombre lo indica, tienen su origen en la modificación de rocas preexistentes (ya sean éstas sedimentarias, ígneas u otras rocas metamórficas), por efecto de la temperatura y la presión.


LAS ROCAS ÍGNEAS

Las rocas igneas o magmáticas, tienen su origen en la cristalización del material fundido denominado magma. Este proceso tiene lugar bajo determinadas condiciones de presión y en presencia de una cantidad variable de gases disueltos. Éstos y otros factores controlan el aspecto de los productos resultantes, entre los que se encuentran las rocas ígneas. La cristalización del magma se produce como consecuencia de la pérdida de calor y el consecuente descenso de la temperatura en el seno del mismo. El magma tiene dos orígenes posibles: •Puede resultar de la fusión parcial de materiales de la corteza terrestre •Puede provenir del ascenso y acumulación de una fracción de materia fundida del manto superior En cada caso la composición química de cada uno de los productos resultantes será muy diferente.

Granito


La clasificación de las rocas ígneas

Una clasificación hace referencia a la composición mineral de esas mismas rocas. Existen otras clasificaciones que, en lugar de utilizar la composición mineral tal como puede ser deducida de la observación a ojo desnudo o al microscopio, se basan en análisis químicos más o menos complejos, es decir, a través de procedimientos diferentes.La clasificación más extendida, y que resulta de gran utilidad en el campo, hace referencia a la proporción entre los minerales felsicos son de colores claros y los maficos son de colores oscuros.

Rocas intrusivasLas rocas intrusivas tienen como característica el haber cristalizado en las profundidades de la corteza terrestre (desde kilómetros a decenas de kilómetros de profundidad). Como el calor se fue disipando lentamente durante el proceso de cristalización, los cristales individuales pudieron alcanzar gran tamaño (habitualmente varios milímetros y hasta algunos centímetros).


Rocas extrusivasSe dice que las rocas son extrusivas o efusivas si se derraman sobre la superficie terrestre antes de solidificar completamente. El material extruído, denominado lava, puede perder los gases en forma lenta o brusca.

Si la expansión de las pequeñas burbujas es muy brusca, se produce una explosión que puede fragmentar la roca en diminutas partículas de material vítreo (trizas) que se mezclan con los vapores de agua y los gases para dar las nubes ardientes, una de las formas de erupción más peligrosas para los asentamientos urbanos que puedan existir en el área de influencia.

Los orificios de la superficie terrestre, por donde la lava sale al exterior, reciben el nombre de cráteres. Los volcanes son el edificio construido por los materiales ígneos y en cuyo centro generalmente se ubica el cráter. Hay cráteres que semejan lagos de roca fundida que cubren la superficie sin apenas sobresalir del terreno; otros por el contrario se ubican en la cima de conos de varios miles de metros de altura.

altura.


ROCAS METAMORFICAS

La estabilidad de los minerales que componen una roca depende de la temperatura, de la presión y de la presencia de fluidos reactivos. Cuando las condiciones en las cuales se formó una roca cambian, algunos o todos los minerales que la componen se desestabilizan y reaccionan entre sí y/o con los fluidos presentes para formar nuevos minerales, que son estables en estas nuevas condiciones ambientales.

Cuando un grano o un cristal de un mineral es sometido a una gran presión, tiende a girar de forma tal de que esta presión se hace menor. Cuando la rotación es imposible y la presión sigue aumentando, partes del cristal se disuelven y recristalizan en las zonas dónde el esfuerzo es menor, cambiando la forma del cristal original.

Ambos procesos, recristalización y formación de nuevos minerales caracterizan al metamorfismo. Estas re- y neo- cristalizaciones dan lugar a la desaparición de las texturas preexistentes y al desarrollo de otras nuevas, características de las rocas metamórficas. Es importante diferenciar el término metamorfosis, que se reserva para el cambio de forma de los seres vivos, del metamorfismo, que se utiliza en geología. Así también, cuando una roca se transforma en otra por un proceso metamórfico se dice que se metamorfiza, y no que se metamorfosea.


LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

"Sedimento: material que habiendo estado en suspensión en un líquido, se posa en su fondo". Las rocas sedimentarias son, de acuerdo con esta breve definición, aquellas que se han originado a partir de la depositación del material que llevaba o tenía en suspensión un cuerpo de agua.Este tipo de rocas, las más abundantes en la superficie expuesta de la Tierra, no forma sin embargo más que el 5% del material que compone la corteza terrestre y su volumen es despreciable frente al que representa la totalidad de la Tierra.

El origen de los sedimentosEn el origen de la historia de la Tierra, cuando comenzó a enfriarse la corteza exterior, sólo existían la lava y las rocas producidas por su enfriamiento. A medida que la temperatura exterior desciende, la aparición de grandes extensiones de material sólido y la posibilidad de que el agua retenida en la atmósfera pudiera condensarse en forma de lluvia y, de este modo, correr sobre la roca hacia las zonas más deprimidas dieron origen a un proceso antes inédito: la destrucción de la roca expuesta y la acumulación de materiales nuevos: los sedimentos.


La Tectónica es la especialidad de la geología que estudia las estructuras geológicas producidas por deformación de la corteza terrestre, las que las rocas adquieren después de haberse formado, así como los procesos que las originan

TECTONICA

Tectónica y Geología Estructural La forma del relieve terrestres depende en buena medida de las estructuras geológicas, es decir, de cómo estén dispuestos los materiales que la componen. Las estructuras de las formaciones rocosas son de dos clases:Estructuras originalesEstructuras originales. Son las estructuras que se forman a la vez que la roca, por los mismos procesos que forman las rocas. Por ejemplo, en las rocas sedimentarias la estructura original típica es en forma de estratos, generalmente paralelos a veces cruzados; en las rocas volcánicas son las coladas y conos; en las rocas intrusivas son los plutones y diques. Estructuras deformadas.Estructuras deformadas. Son estructuras alteradas por la aplicación natural de fuerzas dirigidas (esfuerzos) sobre formaciones rocosas preexistentes. Las deformaciones correspondientes alteran la disposición previa de los materiales, que podía a su vez ser una estructura de tipo original o ser ya el resultado de alguna deformación anterior. De acuerdo con estos conceptos la Tectónica es una parte de la Geología Estructural, aquella que se centra en las estructuras de deformación, sin situar en su centro las estructuras de tipo original. En la práctica Tectónica y Geología Estructural son frecuentemente tratadas como sinónimas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Geolog%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Corteza_terrestre

http://es.wikipedia.org/wiki/Roca

http://es.wikipedia.org/wiki/Estrato

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:StratigraphyMonfrag%C3%BCe.jpg


Escala de las deformacionesEscala de las deformaciones Las fuerzas afectan a la estructura de los materiales a las más diversas escalas espaciales, formando estructuras que necesitan para medirse desde fracciones de milímetro hasta cientos de kilómetros. Podemos distinguir en función de esas dimensiones:

•Microtectónica. Estructuras reconocibles sólo al microscopio. •Minitectónica. Estructuras que van del milímetro al metro. •Mesotectónica. Estructuras del metro al kilómetro. •Macrotectónica. Estructuras del kilómetro al millar de kilómetros. •Megatectónica. Las grandes estructuras de deformación de la corteza, de miles de kilómetros de longitud, cuya formación describe la Geotectónica, más conocida por Tectónica Global, que acapara principalmente la Tectónica de Placas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Tect%C3%B3nica_de_Placas


Esfuerzo y deformaciónEsfuerzo y deformaciónLos materiales de la litosfera, la capa rígida superficial, están sometidos a la fuerza de la gravedad y a distintas combinaciones locales de fuerzas horizontales. Éstas proceden del desplazamiento de las placas, cuyo origen último está en la dinámica convectiva del manto.Cada punto material de la corteza está sometido a un campo de esfuerzos (fuerzas dirigidas) que variará según las fuerzas horizontales en juego y donde siempre interviene la gravedad. Se reconoce una dirección de esfuerzo máximodirección de esfuerzo máximo, otra de esfuerzo mínimoesfuerzo mínimo, perpendicular a la anterior, y por último una de esfuerzo medioesfuerzo medio perpendicular al esfuerzo máximo y al mínimo. En la dirección del esfuerzo máximo se ha de producir un acortamiento de la estructura, a la vez que un alargamiento (necesario para mantener constante el volumen de la formación) en la dirección del esfuerzo mínimo. Relación esfuerzo deformación.Relación esfuerzo deformación.Para unas condiciones dadas de presión y temperatura, un material responderá a la aplicación de un esfuerzo primero con una deformación elástica (reversible), que es directamente proporcional al esfuerzo; luego con una deformación plástica (irreversible), que crece más deprisa que el esfuerzo; por último, con una deformación rígida (rotura), que a diferencia de las anteriores, rompe la continuidad original de los puntos materiales

Por otra parte la aplicación de un esfuerzo creciente debería dar lugar a deformaciones de tipos distintos. Primero una deformación elástica, reversible, como la que afecta a las rocas cuando son atravesadas por las ondas sísmicas; segundo una deformación plástica, geométricamente continua e irreversible, como la que observamos en el plegamiento; por último, una deformación rígida, por rotura, discontinua e irreversible, cuando se supera cierto valor. Las fallas representan el ejemplo mayor de deformación rígida.


Relación esfuerzo deformación. Para unas condiciones dadas de presión y temperatura, un material responderá a la aplicación de un esfuerzo primero con una deformación elástica (reversible), que es directamente proporcional al esfuerzo; luego con una deformación plástica (irreversible), que crece más deprisa que el esfuerzo; por último, con una deformación rígida (rotura), que a diferencia de las anteriores, rompe la continuidad original de los puntos materiales

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