Georisorse e geologia degli idrocarburi

LE ROCCE DI COPERTURA

Le rocce di copertura (seal) sono una qualsiasi roccia impermeabile in grado di arrestare o ritardare il flusso degli idrocarburi per tempi geologici.

La definizione è chiara, ma bisogna mettersi d'accordo sul significato di "tempi geologici": per accumuli del Plio-Pleistocene, o in via di formazione, qualche milione di anni può bastare.

Ci sono rocce di copertura di diverse qualità, più o meno efficienti: una buona cap rock è in grado di arrestare o confinare gli idrocarburi per tempi geologici lunghi, anche se sottoposta a stress e deformazione (esistono molti giacimenti paleozoici, ed alcuni ancora più antichi).

Es: giacimento giurassico kimmeridgiano si intende che il giacimento si è formato in quel periodo, quindi una cosa è definire il reservoir e una cosa è definire la data di formazione del giacimento.

La roccia di copertura è l'opposto del reservoir: la si vuole duttile, impermeabile.

La sua "certificazione" acquista valore decisivo nei progetti di stoccaggio del gas (dove i cicli ripetuti di carico e scarico creano sollecitazioni apprezzabili).

Le migliori litologie a fare da seal in ordine di qualità sono:

• halite (salgemma)
• gesso e anidrite, gessareniti (=rocce clastiche che inglobano una grandissima quantità di gesso che viene erosa da qualche parte e risedimentata)
• argille
• marne argillose

Queste rocce di copertura possono funzionare in qualsiasi ambiente e sono plastiche.

In ambienti invece stabili, dove i movimenti tettonici sono relativamente importanti o comunque non molto frequenti possono funzionare anche altre rocce:

• argilliti a differenza dell'argilla l'argillite è una roccia più cristallina e compatta che tende a rompersi
• siltiti cementate
• marne
• marne calcaree
• calcari massicci
• vulcaniti es: colata di lava sopra delle sabbie. Le vulcaniti tendono fin dall'inizio a fratturarsi durante il raffreddamento.

Inoltre tendono a trasformarsi in minerali argillosi. Il permafrost rientra a stento nella definizione di roccia, ma funge efficacemente da seal per alcuni giacimenti di gas dell'Alaska e delle Svalbard. Oggi con i cambiamenti climatici il permafrost tende a sciogliersi e il metano che c'era sotto viene rilasciato in atmosfera; spesso uscendo in pressione crea esplosioni.

La terza caratteristica di un seal efficace è la capacità di resistere alle pressioni senza spaccarsi: gli idrocarburi di un giacimento possono sviluppare pressioni enormi, capaci di far letteralmente esplodere le rocce. Anche questa proprietà deve essere ragionevolmente prevista nei progetti esplorativi ed attentamente valutata nei progetti di stoccaggio.

Il gas rallenta le onde sismiche quindi il segnale sismico ne soffre. L'effetto di infossamento è dovuto al fatto che la roccia è fratturata e impregnata di gas. Si incontrano poi in alcune parti i colori rosso e nero invertiti.

La scala di bacino sedimentario prende il nome di seal regionale quando si diffonde su un'ampia area geografica. Negli altri casi, quando l'area di diffusione è più limitata, si parla di seal locale. La continuità laterale dei seal è una proprietà che deve essere valutata con attenzione, perché le rocce permeabili possono rappresentare vie di fuga e annullare l'intrappolamento anche in presenza di configurazioni strutturali o stratigrafiche favorevoli: la sismica spesso non permette di apprezzare variazioni di questo tipo (è un tipico caso di rischio esplorativo).

Gli ambienti sedimentari che sviluppano i migliori seal regionali sono, per le evaporiti:

• I mari epicontinentali tropicali, soprattutto connessi alle prime fasi di sviluppo dei margini passivi in regime di thermal cooling (es Africa occidentale, Brasile)
• Bacini tropicali chiusi soggetti a forte evaporazione (es Mediterraneo Messiniano)

Per le argille:

• Bacini clastici di mare profondo
• Piattaforme

infilarsi negli interstizi. Di conseguenza, una roccia è diversamente permeabile a seconda dei diversi fluidi in esame. L'esperienza insegna che il metano ei gas in generale risultano difficili da confinare per tempi geologici molto lunghi. Per questo i giacimenti di gas molto antichi sono relativamente rari e di solito sigillati da sale, che è assolutamente privo di pori connessi, in quanto nel tempo tendono a fuoriuscire dalle argille.

Un accumulo di HC si forma perché una coppia di reservoir e seal assume una struttura dalla forma adeguata, (trappola) con il seal nella posizione più elevata. Nel caso di una anticlinale, la funzione di copertura è assolta da un solo orizzonte, in sovrapposizione stratigrafica normale, che prende il nome di top seal. Esistono altri tipi di trappole, come i blocchi tiltati (in presenza di faglie), dove la funzione di copertura, oltre che dal top seal, è assolta anche da litologie in giustapposizione (juxtaposition).

intervalli regolare e poi trasforma queste informazioni in un grid a maglia regolare, quindi non collega i punti con lo stesso valore, ma sullamappa viene applictao un reticolo e per ciascuno dei punti (guardando tutte le linee intorno e individuando i trend di salita e discesa) attribuisce un valore. Su questogridding viene fatto il contouring.

Quindi la costruzione delle mappe digitali avviene attraverso tre step: interpretazione (seismic interpretation), gridding, e contouring.

Nelle mappe le faglie dirette non verticali, che separano l'orizzonte, sono rappresentate come poligoni. All'interno di questi poligoni l'orizzonte mappato non è presente. Le faglie inverse comportano una sovrapposizione delle isobate, non facilmente rappresentabile.

Da queste mappe si possono vedere molto bene gli alti e i bassi topografici, e di conseguenza a colpo d'occhio si possono individuare i possibili reservo