Teoría Anticlinal: Principios, Tipos e Importancia

Teoría Anticlinal

El auge exploratorio con taladro que se perfilaba en Pennsylvania a principios de 1860 se vio fortalecido por la audacia de algunos exploradores que con éxito ubicaron sus pozos en sitios más altos y cimas de colinas.

En 1860 el profesor canadiense Henry D. Rogers hizo observaciones sobre la posición estructural del pozo terminado por Drake. En 1861 otro canadiense, T. Sterry Hunt, presentó amplios y claros conceptos sobre la teoría anticlinal.

El anticlinal es un pliegue arqueado de rocas estratificadas cuyos estratos se inclinan en direcciones opuestas desde la cresta o eje del pliegue para formar una estructura domal o bóveda.

Durante la década de 1860, y a medida que los pozos se hacían más profundos y el ritmo de las actividades de exploración se intensificaba en la cuenca de las montañas de Apalache, se empezó a complicar la interpretación de muestras de los sedimentos extraídos de los pozos, la correlación entre pozos y la determinación de factores que permitiesen tener mayor control sobre el pozo mismo y sus objetivos.

Como se trabajaba y aplicaban conocimientos prácticos sobre la marcha, los estudiosos y expertos empezaron a ofrecer sus conocimientos y servicios.

La teoría anticlinal rindió sus frutos al revelar las razones de los éxitos de la perforación en tierras altas.

¿Qué es la Teoría Anticlinal?

Un anticlinal es un pliegue de la corteza terrestre que presenta los estratos más antiguos en su núcleo. Se forman por los efectos tectónicos de la dinámica terrestre.

Se denomina «antiforma» o «pliegue antiforme» al pliegue convexo (forma de ∩ o ∧); normalmente se usa en lugar del término anticlinal cuando no se sabe el orden cronológico de la sucesión sedimentaria.

Asimismo, se denomina «falso anticlinal» o «sinclinal antiforme» cuando un sinclinal (pliegue con los estratos más recientes en el núcleo) ha sido invertido por la tectónica, mostrando entonces la concavidad hacia arriba (antiforma).

Se denomina «anticlinorio» a la estructura antiformal regional compuesta por una sucesión de anticlinales y sinclinales más pequeños.

La teoría anticlinal de yacimientos de petróleo es una de las teorías más importantes en la geología del petróleo, que explica la formación y localización de los yacimientos de hidrocarburos.

Postula que los hidrocarburos, debido a su menor densidad en comparación con las rocas circundantes, migran hacia estructuras geológicas denominadas anticlinales. Estas estructuras actúan como trampas donde el petróleo y el gas quedan atrapados, permitiendo su acumulación en cantidades explotables. En la Figura 1, se puede observar un yacimiento anticlinal clásico.

Principios Geológicos de la Teoría Anticlinal

Formación de Hidrocarburos y Migración

Los hidrocarburos se originan en rocas madre, que son ricas en materia orgánica. Bajo condiciones de alta temperatura y presión, esta materia orgánica se transforma en petróleo y gas.

Una vez formados, estos hidrocarburos comienzan a moverse debido a la presión generada por las capas de sedimentos que los cubren.

Este movimiento, conocido como migración, lleva a los hidrocarburos a través de rocas porosas y permeables hacia zonas de menor presión.

Existen dos tipos de migración: la migración primaria y la migración secundaria, que explican más a detalle este proceso.

Trampas Petrolíferas

Para que se forme un yacimiento de petróleo económicamente viable, deben coincidir varios factores:

  • Roca Reservorio: Una roca reservorio es una formación geológica que posee la porosidad y permeabilidad adecuadas para almacenar y transmitir hidrocarburos. Ejemplos comunes de rocas reservorio son las areniscas y las calizas.
  • Roca Sello: Una roca sello es una capa impermeable que recubre el anticlinal, evitando que los hidrocarburos escapen hacia la superficie. Las lutitas y las salinas son ejemplos típicos de rocas sello.
  • Trampa Geológica: En el caso de la teoría anticlinal, la trampa es creada por la forma arqueada de las capas de roca. Esta configuración asegura que los hidrocarburos, al migrar hacia arriba, queden confinados en la cima del anticlinal.

Puedes leer nuestro artículo principal sobre Trampas Petrolíferas.

Fig. 1. Trampa Anticlinal Clásica.

Formación de Anticlinales

Los anticlinales se forman por la deformación de las capas de rocas sedimentarias debido a la compresión tectónica.

Esta compresión puede ser resultado de la colisión de placas tectónicas, la actividad de fallas inversas o el levantamiento regional. El proceso puede involucrar:

  • Plegamiento: La deformación de las capas de roca sedimentaria en respuesta a fuerzas compresivas, generando una curvatura hacia arriba.
  • Fallas: En algunos casos, el plegamiento puede estar acompañado de fallas que ayudan a acomodar la deformación.

Partes de un Pliegue Anticlinal

En la Figura 2, se puede observar cada una de las partes de un pliegue anticlinal:

  • Eje del Anticlinal: Es la línea a lo largo de la cual la curvatura del anticlinal es máxima. A lo largo del eje, las capas de roca alcanzan su punto más alto.
  • Flancos del Anticlinal: Son las dos partes laterales del anticlinal que se inclinan alejándose del eje. Los flancos pueden tener pendientes simétricas o asimétricas dependiendo de la magnitud y dirección de las fuerzas tectónicas.
  • Cima o Cresta: Es la parte superior del anticlinal, a lo largo del eje, donde las capas de roca están más elevadas. En esta zona es donde típicamente se acumulan los hidrocarburos debido a su migración hacia arriba.
  • Núcleo del Anticlinal: Es la parte central del anticlinal que se encuentra en la zona más alta. En muchos anticlinales, el núcleo está compuesto por las capas de roca más antiguas expuestas debido al plegamiento.
  • Charnela: es el lugar donde se produce la curvatura del pliegue o, si se quiere, el lugar donde los flancos se encuentran. La charnela sufre tensiones distensivas como consecuencia de la curvatura, de manera que tiende abrirse con las fallas normales. Por esta razón, la charnela es el punto más débil del pliegue, el lugar por donde, la erosión ataca el anticlinal que puede llegar antes de abrirse antes de concluir los esfuerzos tectónicos que lo configuran originando nuevo relieve inverso, que nace ya invertido. Cuando el pliegue abriga un material plástico no estratificado de gran potencia, la charnela no se percibe en esa capa, se habla entonces de núcleo de pliegue.
Partes de un Anticlinal
Fig. 2. Partes de un Pliegue Anticlinal.

Tipos de Estructuras Anticlinales

Dependiendo de los materiales de los estratos plegados y del tipo de tectónica a que responden, los pliegues anticlinales pueden presentar diferentes configuraciones, aunque conviene precisar que un mismo pliegue puede cambiar de configuración longitudinalmente, pero también en profundidad, de modo que en los estratos inferiores y más antiguos presentan una disposición diferente de la que corresponde a los estratos superiores o más modernos.

Según su disposición transversal, los anticlinales pueden ser (ver Figura 3):

Recto, cuando el plano axial es vertical.

Inclinado, cuando el plano no es perpendicular a la superficie terrestre. Los pliegues inclinados presentan flancos disimétricos en su buzamiento. La dirección hacia la que se vierte el pliegue se denomina vergencia.

Tumbado, acostado o recumbente, cuando el plano es paralelo al plano de la superficie terrestre y los flancos están horizontales o subhorizontales.

Fig. 3. Tipos de pliegues anticlinales,

Volcado, cuando el anticlinal adopta una posición contraria, de modo que se presenta como un sinclinal. Este pliegue, como el anterior, suele asociarse a fracturas.

En cofre o abanico, cuando la charnela es plana y forma dos curvaturas para adaptarse a los flancos, de modo que el pliegue presenta dos planos.

En rodilla, cuando un flanco es horizontal y el otro vertical, enlazando mediante una charnela que hace la forma de rodilla.

Cabalgantes y fallados. Cuando el anticlinal monta sobre otro, desapareciendo mediante fractura el sinclinal que los enlaza. Se habla también de pliegues cabalgantes cuando montan sobre otra estructura El anticlinal fallado puede responder a diferentes tipos de fractura, que pueden hacer montar un flanco sobre otro, rompiendo el pliegue por su eje, pueden estar fallados en un flanco que se levanta a modo de creta monoclinal, pueden estar cortados por un desgarre, etc.

En domo, cuando los estratos buzan en todas direcciones formando una media naranja, de forma que no es posible definir un eje longitudinal.

Braquianticlinal. De forma ondulada o poco alargada.

Diapírico, cuando están formados por una intrusión de materiales muy plásticos, generalmente salinos. Los diapiros forman domos que frecuentemente se abren como consecuencia de los esfuerzos formando relieves invertidos. Por lo general, las intrusiones diapíricas deforman anticlinales en los que elevan el eje localmente para formar un domo.

Tanto estos tipos como los que pueden describirse basándose en la forma longitudinal sólo son observables localmente y más en una consideración teórica que real, porque un pliegue cambia varias veces de forma a lo largo de su eje y en profundidad.

Identificación y Exploración

Los geólogos utilizan varias técnicas para identificar y estudiar los anticlinales:

  • Sísmica de Reflexión: Esta técnica geofísica involucra enviar ondas sísmicas al subsuelo y analizar las ondas reflejadas para mapear las estructuras geológicas. Es especialmente útil para identificar anticlinales enterrados.
  • Mapeo Geológico Superficial: Estudio de afloramientos y análisis de mapas geológicos para identificar patrones de pliegues y trazar la extensión de los anticlinales.
  • Perforación Exploratoria: Perforar pozos para obtener datos directos de las rocas subsuperficiales y confirmar la presencia de hidrocarburos en las estructuras anticlinales.
  • Exploración Aérea y Espacial: El avión se utiliza ventajosamente para cubrir grandes extensiones en poco tiempo y obtener, mediante la fotografía aérea, mapas generales que facilitan la elección de áreas determinadas que luego podrían ser objeto de estudios minuciosos. La combinación del avión y la fotografía permite retratar y obtener una vista panorámica de la topografía, cuyos rasgos y detalles geológicos pueden apreciarse ventajosamente, ahorrando así tiempo para seleccionar lotes de mayor interés.

Importancia de la Teoría Anticlinal en la Geología de Producción

La teoría anticlinal es fundamental para la geología del petróleo porque ofrece un modelo claro y sistemático para entender cómo se acumulan los hidrocarburos en la Tierra.

Este modelo facilita la identificación de yacimientos potenciales de petróleo y gas, guiando las actividades de exploración.

Antes del desarrollo de la teoría anticlinal, la exploración de petróleo era un proceso de ensayo y error, con altos costos y bajas tasas de éxito.

La introducción de esta teoría permitió a los geólogos enfocar sus esfuerzos en áreas específicas con mayores probabilidades de éxito.

Al entender que los hidrocarburos tienden a migrar hacia la cima de estas estructuras convexas, los exploradores pueden predecir con mayor precisión dónde perforar.

Además, la teoría anticlinal ha sido instrumental en el avance de las técnicas geofísicas y geológicas utilizadas en la exploración de petróleo.

Métodos como la sísmica de reflexión, que envía ondas sísmicas al subsuelo para mapear estructuras geológicas, se desarrollaron y perfeccionaron en gran parte gracias a la necesidad de identificar anticlinales ocultos.

Esto no solo ha aumentado las tasas de descubrimiento de yacimientos, sino que también ha reducido los costos y riesgos asociados con la exploración.

En síntesis, la teoría anticlinal es esencial porque transforma la exploración de petróleo de una actividad impredecible a una ciencia más precisa y efectiva, mejorando significativamente la eficiencia y el éxito de la industria petrolera.

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Acerca de Marcelo Madrid

Ingeniero de Petróleo graduado en la Universidad de Oriente (Venezuela) en el año 2007. Cuento con 17 años de experiencia en la industria petrolera, principalmente en el área de Ingeniería de Yacimiento y Geología: Desarrollo y Estudios Integrados. Editor principal de portaldelpetroleo.com.

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