64%) y bajo en resinas y asfáltenos (valores que van desde 2% hasta 13%, exceptuando los crudos del Bloque E con 19%).

Transcripción

1 MODELO GEOQUÍMICO 3-D SUR DEL LAGO, CUENCA DE MARACAIBO, VENEZUELA. Acosta Natasha 1, Bastardo Marx 2, Parravano Vanessa 2, Mendoza Rocío 2, Morales María 2 1 PDVSA, Intevep, 2 PDVSA, Exploracion. Copyright 2012, ALAGO. This paper was selected for presentation by an ALAGO Technical Committee following review of information contained in an abstract submitted by the author(s). Resumen Este estudio ubicado al sur de la Cuenca de Maracaibo tiene como objetivo determinar las rutas de migración y confirmar el posible llenado de las trampas propuestas a partir del modelo estructural y geológico realizado. Para ello es utilizado como herramienta el modelado geoquímico 2-D y 3-D, que permite visualizar arealmente las posibles direcciones de los fluidos en la cuenca. Los resultados muestran que la Formación La Luna actualmente es encontrada en ventana de generación de petróleo, con una madurez y tasa de transformación en la materia orgánica que va aumentando de sur a norte, alcanzando hacia el sur una pequeña ventana de generación de gas. Estos resultados, indican que existe una cocina ubicada en la parte mas profunda de la cuenca, al sur del bloque, en ésta zona estaría la mayor madurez y generación de hidrocarburos que migraría hacia cualquier estructura ubicada al norte. Introducción La principal roca madre en la Cuenca de Maracaibo es la Formación La Luna de edad Cretácica. Los yacimientos más importantes propuestos son las calizas de edad Cretácico pertenecientes a las formaciones Apon, Lisure y Maraca y las arenas basales de edad Oligoceno. La principal roca sello del área corresponde a la lutitas de la Formación Colón de edad Cretácico. El sistema petrolífero en el área es bien conocido y ha sido documentado en trabajos previos, sin embargo, este estudio pretende proponer las posibles rutas de migración de los fluidos en el sur del la cuenca y verificar el llenado de las trampas, partiendo de la interpretación de la información geoquímica disponible en el área y realizando un modelado geoquímico con un software de análisis de cuenca 2-D y 3-D en un transecto y en un Bloque 3-D (Figura 1), para simular los procesos de madurez, generación, expulsión y migración de hidrocarburos dentro del área. Parte experimental En primer lugar, es definido las familias de los fluidos del área a partir de la caracterización geoquímica de los crudos y sus respectivas rocas generadoras. Seguidamente, a partir del modelo geológico-estructural propuesto en el área, es realizado un modelado geoquímico 2-D y 3-D. Caracterización Geoquímica Caracterización Geoquímica de los crudos del área. En general, estos crudos, presentan gravedades API que van desde 32 a 46 por lo que se clasifican como crudos livianos, presentan valores bajos de %S (<0.457) que podría indicar crudos originados de lutitas, así como el contenido de vanadio (<12ppm) y de níquel (<10ppm), valores altos de saturados (> 64%) y bajo en resinas y asfáltenos (valores que van desde 2% hasta 13%, exceptuando los crudos del Bloque E con 19%). Figura 1. Ubicación del área de estudio. Mapa Ubicación del Bloque 3-D Leyenda! Pozos Transecto 2D Bloque 3D Estos crudos no se encuentran alterados, presentan prácticamente toda la cadena completa de los n-alcanos, presentando una abundancia entre los C-12 a C-20, presentando valores Pr/n-C17 y Ph/n-C18 < 0.5, típico de crudos marinos y maduros, a excepción de los crudos del bloque E que presenta una abundancia en los n-alcanos C-15 a C-25 sugiriendo una posible mezcla con un crudo terrestre, o generado de una facies con mayor aporte terrígeno. Por su parte, las relaciones de pristano/fitano están divididos en dos grupos, los crudos de los bloques B y C presentan relaciones Pr/Ft entre 0.8-1, mientras que el bloque E presenta relaciones Pr/Ft entre Los valores <1 de Pr/Ft sugieren un origen marino, y aquellos de valores > 1 de origen terrestre, sin embargo, podría estar asociado a crudos originados por una facies marina con mayor aporte terrestre. Caracterizacion Geoquímicas de rocas en el área. Luego de estudiar las características de rocas presentes en Sur del lago, podemos concluir que la principal roca que posee arealmente las mejores condiciones de riqueza orgánica (%COT), madurez (%Ro y T. max), calidad (S 2 ) y potencialidad (IH) es la Formación La Luna y es en el área la principal roca responsable de los crudos acumulados. En la Error! No se encuentra el origen de la referencia. se muestra la tendencia de la Riqueza orgánica actual, se observa una tendencia de pobre a moderado (<1% de COT) en la parte sureste del área de estudio, ubicándose los mejores valores de COT hacia el noroeste. En la Figura 3 se muestra la madurez actual regional, a partir de data de Reflectancia de vitrinita (%Ro), que abarca todas las ventanas de madurez, es decir, va desde inmaduro (<0.7%Ro) en el oeste hasta alcanzar

2 2 ACOSTA NATASHA, BASTARDO M., PARRAVANO V., MENDOZA R., MORALES M. la ventana de generación de gas ( %Ro) y de no generación (>2.6%Ro) hacia el noreste, esto indica que los crudos acumulados en el área Sur del Lago posiblemente fueron generados en la parte noreste y migraron hacia el Sur. Otro mapa que indica madurez es el realizado a partir de la temperatura máxima de pirólisis (T máx.), que se muestra con la Figura 4, el mismo coincide que hacia el sur el intervalo se encuentra en la ventana de inmadurez (<435 C) y hacia el Noreste la ventana de madurez y generación principalmente de gas (>475 C). Modelaje Geoquímico El área de Sur del Lago, tiene demostrado el Sistema Petrolífero, por la cantidad de pozos productores presentes, el objetivo del modelado geoquímico en este trabajo, es determinar las posibles vías de migración y probar el llenado de las trampas propuestas; a partir del modelo estructural y geológico realizado; para ello se utilizo el programa Temis 2- D y Temis 3-D. MADUREZ ACTUAL RIQUEZA ORGÁNICA (%COT) TENDENCIA DE %COT!( POZOS CON %COT COT_ACTUAL POBRE (< 0.5) MODERADO (0.5-1) BUENO (1-2) MUY BUENO (2-6) EXCELENTE (> 6) Figura 2. Riqueza Orgánica (%COT) de la Formación La Luna TENDENCIA DE MADUREZ!( POZOZ CON %Ro %Ro ACTUAL INMADURO (< 0.7) MADURO ( ) VENTANA DE GAS ( ) SOBREMADURO (>2.6) Figura 3.Madurez Actual (%Ro) para la Formación La Luna Sistema Petrolero Regional Rocas Madre. En el área la roca principal de edad Cretácica, se encuentra representada por la Formación La Luna, sus características geoquímicas varía areal y verticalmente, se observa un enriquecimiento del %COT desde el sureste (Flanco Norandino) hacia el noroeste (Perijá), pasando de valores promedio de 0.5% a valores regionales de 4%. Las variaciones de facies orgánicas, con una zona al sureste que presenta un mayor porcentaje de materia orgánica continental y una zona al oeste (Lago de Maracaibo y Perijá) con bajos contenidos de material orgánico terrestre. Es espesor efectivo para la generación de hidrocarburos se encuentra entre un 60-85% (Alberdi M., et al 1994). Rocas Reservorio. Los yacimientos más importantes propuestos son las calizas de edad Cretacico pertenecientes a las formaciones Apon, Lisure y Maraca hacia los Bloques A, B, C y D y las arenas basales -de edad Oligoceno hacia el bloque E, son los reservorios conocidos y productores del área. Rocas Sello. La principal roca sello del área son correspondientes a la lutitas de la Formación Colón de edad Cretácico y como segundo sello se propone las lutitas de la secuencia SE pertenecientes a la Formación Misoa. MADUREZ A PARTIR DE LA TEMP. MAX. DE PIROLISIS TENDENCIA T max!( POZO S CO N T max T. max INMADURA (< 435) MADURA ( ) SOBREMADURA (>470) Figura 4. Madurez Actual (Temp. de Pirólisis) de la Formación La Luna La determinación de los eventos geológicos incluidos del área se realizó principalmente a partir de la información sísmica y el marco tectonoestratigráfico obtenidos de la interpretación del proyecto, donde se identificaron los topes secuenciales y se elaboraron los mapas estructurales y las edades de los mismos, se identifico las edades y se cuantificó los espesores erosionados, se determinó las litologías y facies de cada secuencia interpretada. Historia Termal. En la calibración de la historia termal se considero un valor de temperatura de superficie en el Lago de 24 C, se utilizaron los datos de temperatura de fondo de pozo (BHT) y de Reflectancia de Vitrinita (%Ro) medidos en los pozos, con la finalidad de obtener la reconstrucción de la

3 SLB-8 SLB-7 SLB-9 SLA-62 SLE-61 SLB-61 SLC-2 SLC-1 SLC-4 SLC-51 SLE-6 SLA-71 SPE MODELO GEOQUÍMICO 3-D SUR DEL LAGO, CUENCA DE MARACAIBO, VENEZUELA. 3 historia geológica y flujo de calor variable a lo largo de los distintos eventos que afectaron en la cuenca. La historia de flujo de calor actual, que permitió el ajuste entre los datos medidos y calculados por el programa varía entre 30 y 60 mw/m 2. Los distintos eventos estructurales documentados en este estudio se resumen en el siguiente orden: las primeras estructuras probablemente se formaron durante el Jurásico en un período de apertura (rifting), que generó por lo menos la falla Lama-Icotea. Durante el Cretacico Inferior se depositó una sucesión de rocas carbonáticas en un ambiente de aguas someras y que tuvo lugar en un escenario de margen pasivo, donde se originaron las fallas normales SDL y VLE como respuesta de la acomodación de los sedimentos que se depositaron en el bloque colgante de la falla listríca de Lama- Icotea. El Cratácico superior constituyó para SDL una época de relajación termal evidenciada por el espeso deposito de las lutitas de la Formación Colón. El período comprendido entre Paleoceno y el Eoceno Temprano se reactivaron las fallas normales atribuido al desplazamiento hacia el norte de la Sierra Nevada de Sta. Marta a lo largo de las fallas de Bucaramanga y Oca, lo que genera una extensión relativa en Sur del Lago. En el Oligoceno, como consecuencia del levantamiento de la Sierra de Perijá al Noroeste de la región, se generó una gran discordancia que erosionó parte de los depositos de edad Eoceno. Finalmente durante el Mioceno comienza el levantamiento de los Andes de Mérida, lo cual originó un fuerte empuje en la zona de Sur del Lago desde el sureste. aumenta de Oeste a Este, alcanzando valores de 40% al oeste, pero al este del transecto La Luna alcanza valores de transformación de 80%. En cuanto a la masa de hidrocarburos generado en la Formación La Luna, aumenta paulatinamente de oeste a este del transecto, éstos valores varían de a 7000 Kg/m 2, la masa generada va ligada a la madurez y a la tasa de transformación. Figura 5 Resultados y Discusiones Modelo 2-D. El modelo 2-D se lleva a cabo en un transecto E- O del área. Las calibraciones de los pozos se llevo a cabo con data de %Ro y Temperatura de fondo de pozo (BHT) donde se ajusto la data medida y la calculada por el software, obteniendo así una calibración satisfactoria, se observo un incremento en el Flujo de calor actual que va desde oeste a este, aumentando paulatinamente con valores que van desde 34 mw/m 2 hasta 60 mw/m 2. Dentro de los resultados obtenidos en el modelo 2-D se tiene la madurez (%Ro), la Tasa de Transformación, y la masa de hidrocarburos generados. La madurez en 2-D de La Luna alcanza madurez que va desde 0.8 hasta 1.2 %Ro encontrándose en ventana de generación de petróleo, la misma varía arealmente aumentando de oeste a este en el área al igual que el Flujo de calor. Por su parte, la Tasa de Transformación de la materia orgánica a hidrocarburos en La Luna, está relacionada con la cinética de las rocas madres, es decir, que va a depender del tipo de querógeno que este definido para cada roca, la tasa de transformación de la materia orgánica a hidrocarburos Figura 5. Madurez medido en %Ro en el Transecto 2-D Modelo 3-D. El modelo 3-D se llevo a cabo sobre un cubo que abarca los cinco bloques de Sur del Lago, ocupa una grid de celda 401X502. A partir del modelo 3-D se obtuvo las principales vías de migración. La calibración del cubo 3-D se llevo a cabo utilizando al igual que el modelo 2-D, data de %Ro y BHT ( C), modificando el mapa de flujo de calor actual y en el pasado para obtener el mejor ajuste posible entre la data calculada por el programa y la data medida en los pozos, la Figura 6 muestra el mapa de Flujo de calor Actual utilizado en el cubo para las calibraciones, obteniendo de esta manera una calibración satisfactoria para el modelo realizado. Dentro de los resultados obtenidos con el modelaje del cubo 3- D, tenemos la madurez 3D de la Formación La Luna y las etapas de madurez en el tiempo, el mismo muestra que

4 4 ACOSTA NATASHA, BASTARDO M., PARRAVANO V., MENDOZA R., MORALES M. recientemente entra en ventana desde los 2.8 m.a y actualmente en el área se encuentra en ventana de generación de petróleo; la madurez va aumentando de Sur a Norte, alcanzando al sur una pequeña ventana de generación de gas. Por otro lado, la mayor transformación de la materia orgánica en hidrocarburos se efectuó en la actualidad y que para la roca La Luna casi se ha convertido todo su potencial, por lo menos, en la parte sur del Bloque alcanzado valores de aproximadamente 1 y disminuyendo hacia el norte. potencialidad es la Formación La Luna y es en el área la principal roca responsable de los crudos acumulados. El Modelaje Geoquímico 2-D y 3-D sugiere que La Luna entra en ventana a los 2.8 m.a y en la actualidad se encuentra en ventana de madurez media (%Ro: %) en casi todo el Bloque de estudio excepto al sur donde entra en ventana de generación de gas (%Ro>1.3%). La Luna alcanza expulsar en el área entre Kg/m 2 de crudo y entre Kg/m 2 de gas. Las oportunidades mas favorable por tamaño, por encontrarse en zonas mas favorable para el llenado de hidrocarburos y cercanas a una posible cocina son las oportunidades cretácicas del Bloque C y la del Bloque E. Mapa de Flujo de Calor Actual (mw/m2) Leyenda! Pozos Fallas Kms Figura 6. Mapa de flujo de Calor Actual calculado para el área. Para culminar esta sección de resultados, tenemos los mapas de hidrocarburos y gas expulsados, y sus posibles rutas de migración mostrándose en la figura 7. Los hidrocarburos expulsados no sólo dependen de la madurez alcanzada por las rocas si no también de la riqueza orgánica (%COT), por ello, los valores de hidrocarburos expulsados varían en el bloque y no dependerá de la profundidad de la roca. La roca La Luna muestra el mapa de expulsión de hidrocarburos alcanzando los mayores valores del área desde Kg/m 2 de crudo hacia el sur y este del área. Se muestran las rutas de migración (líneas moradas) indicando favorable la dirección hacia el norte. En conclusión, estos diagramas indican que si existe una cocina estaría ubicada hacia el sur del bloque, en esta zona la parte mas profunda, estaría la mayor madurez y generación de hidrocarburos que migraría hacia cualquier estructura ubicada al norte. Conclusiones Se identificó dos familias de fluidos, una que corresponde a crudos de origen marino, de madurez comprendida entre %Ro y poco o nada alterado y otra familia correspondiente a crudos con mayor contribución terrestre (>%Oleanano y >Pr/Ft), son ligeramente menos maduros que los crudos de la Familia I y no alterados. Se valido que la principal roca que posee arealmente las mejores condiciones de riqueza orgánica, madurez, calidad y Figura 7. Masa de crudo expulsado por la roca madre La Luna. References. BERNARDO, LUIS MIGUEL. Evaluación geoquímica de los fluidos del bloque, al Sur del Lago, Cuenca de Maracaibo. Informe Técnico INT-06080, CORE LAB. Thermal Maturity and Hydrocarbon generation modeling of sixteen wells and three Pseudo wells from Sur del Lago de Maracaibo Basin. Informe Confidencial. EP GALLANGO, OSWALDO. Caracterización geoquímica de nueve muestras del Sur del Lago, Cuenca de Maracaibo. Informe Técnico. INT-STE-01150, GALLANGO, OSWALDO. Estudio geoquímico regional de la Cuenca de Maracaibo. Informe Técnico de Intevep. INT-00907, VIERMA, LUIS. Geoquimica del pozo SLC-4 del sur del Lago de Maracaibo. Informe Técnico. INT-EPCT 00027, TORO, CARMEN. Evaluación geoquímica de seis muestras de núcleo y 24 muestras de canal del pozo SLE-6X. Informe Técnico. INT ,

5 SPE MODELO GEOQUÍMICO 3-D SUR DEL LAGO, CUENCA DE MARACAIBO, VENEZUELA. 5 TORO, CARMEN. Caracterización geoquímica de muestras de canal provenientes de los pozos SLB-1, SLB-6-1X, SLB-7, SLB-9, SLC-1, SLC-2 y SLC-5-1X. Informe Técnico. INT-03868,