Análisis de cuencas Modelo estratigráfico del borde sur del flanco norandino (Andes venezolanos), a partir de datos de subsuelo y superficie Stratigraphic model of the southern edge of the North Andean flank (Venezuelan Andes) from surface and subsurface data Modelo estratigráfico do borde sul do flanco norandino (Ande venezuelanos), a partir de dados de subsolo e superfície N. Herrera1 E. Mattié2 O. Guerrero3 R. Llavaneras4 Recibido: 29-1-15; Aprobado: 6-3-15
Resumen Para realizar un análisis estratigráfico en el flanco norandino, a partir de datos de subsuelo, superficie y revisión bibliográfica, para la interpretación de la evolución del margen sur de la cuenca del lago de Maracaibo, se estudiaron los patrones de electrofacies del registro de pozo TOMOPORO 001 (curva Gamma Ray), alcanzando una profundidad de 16.500 pies, y cuyo control estratigráfico abarca desde la Formación Misoa hasta la Formación Betijoque. Además, se definieron ciclos y secuencias sedimentarias, se realizó el diagrama de Fischer (1964) y modelo de Allen (1984), se definieron litofacies y petrosomas, y finalmente se realizó un modelo de soterramiento en 1D con PetroMod®, estableciendo una correlación lateral con la secuencia terciaria del registro de pozo GUARURIES 1X. En el diagrama de Fischer, se observa un proceso regresivo con un aumento en la tasa de subsidencia según el modelo de Allen, a excepción de la última secuencia sedimentaria, donde aumentó la tasa de sedimentación producto del levantamiento andino venezolano. Los petrosomas obtenidos provienen de Orógenos Reciclados, compuestos de arcosas líticas, subarcosas líticas, litarenita feldespática y grauvacas feldespáticas. En el modelo de soterramiento, se observa un quiebre en la continuidad del diagrama en el Mioceno Medio, indicativo de los procesos asociados al levantamiento de Los Andes venezolanos, los cuales también se pueden observar en la correlación lateral con la sección terciaria de GUARURIES 1X, donde se tiene que el proceso de hundimiento es más rápido hacia el borde sureste de la cuenca sedimentaria. Palabras clave: Análisis de cuencas, electrofacies, estratigrafía, petrosomas, soterramiento.
Abstract To perform a stratigraphic analysis in the North Andean flank, from subsurface data, surface and literature review, for the interpretation of the evolution of southern Maracaibo Lake basin margin, patterns of well log electrofacies studied Tomoporo 001 (curve Gamma Ray), reaching a depth of 16,500 feet and stratigraphic control which ranges from Misoa Formation to Betijoque Formation. Furthermore, cycles and sedimentary sequences were defined diagram Fischer (1964) and Allen model (1984) was performed, lithofacies and petrosomas defined, and finally burying model was performed with PetroMod® 1D, establishing a correlation side with tertiary sequence GUARURIES 1X well log. In the diagram Fischer, a regressive process is observed with an increase in the rate of subsidence on the model of Allen, except for the last sedimentary sequence, where the sedimentation rate of the Venezuelan Andean uplift product increased. The petrosomas obtained come from recycled orogens, composed of lithic arkose, lithic subarkoses, litharenite feldspathic and feldspathic greywacke. In the underground model, a break in the continuity of the diagram in the Middle Miocene, indicative of the processes associated with the lifting of the Venezuelan Andes, which can also be seen in correlation with the tertiary lateral section GUARURIES 1X is observed, where you have to the sinking process it is faster toward the southeast edge of the sedimentary basin. Keywords: Basin analysis, e l e c t r o f a c i e s , s t r a t i g r a p h y, petrosomas, underground.
Resumo Para realizar uma análise estratigráfica no flanco nor-andino, a partir de dados de subsolo, superfície e revisão bibliográfica, para a interpretação da evolução da margem sul da bacia do lago de Maracaibo, estudaram-se os padrões de eletrofacies do registro de poço TOMOPORO 001 (curva Gama Ray), atingindo uma profundidade de 16.500 pés, e cujo controle estratigráfico abarca desde a Formação Misoa até a Formação Betijoque. Ademais, definiram-se ciclos e sequências sedimentarias, realizou-se o diagrama de Fischer (1964) e modelo de Allen (1984), definiram-se litofacies e petrosomas, e finalmente realizou-se um modelo de soterramento em 1D com PetroMod®, estabelecendo uma correlação lateral com a sequência terciária do registro de poço GUARURIES 1X. No diagrama de Fischer, observa-se um processo regressivo com um aumento na taxa de subsidência segundo o modelo de Allen, a exceção da última sequência sedimentaria, onde aumentou a taxa de sedimentação produto do levantamento andino venezuelano. Os petrosomas obtidos provem de Orógenos Reciclados, compostos de arcosas líticas, subarcosas líticas, litarenita feldespática e grauvacas feldespáticas. No modelo de soterramento, observa-se um avarie na continuidade do diagrama no Mioceno Médio, indicativo dos processos associados ao levantamento de Ande-os venezuelanos, os quais também podem ser observados na correlação lateral com a seção terciária de GUARURIES 1X, onde se tem que o processo de afundamento é mais rápido para a borda sudeste da bacia sedimentaria. Palavras-chave: Análise de bacias, eletrofacies, estratigrafia, petrosomas, soterramento.
1 Ing°Geó°. Universidad de Los Andes (ULA). Grupo TERRA. e-mail:
[email protected]; 2 Ing°Geó°. ULA. Grupo TERRA. email:
[email protected]; 3 Geó°, Dr. ULA. Grupo TERRA. e-mail:
[email protected]; 4 Br°. ULA. e-mail:
[email protected]
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N. Herrera, E. Mattié, O. Guerrero, R. Llavaneras
Introducción La evaluación geológica constituye una de las etapas más importantes en el desarrollo de estudios de yacimientos de hidrocarburos, la cual se lleva a cabo con el objeto de visualizar mejor el escenario geológico de un área en particular. En este sentido, las compañías de petróleo y gas, tienen como prioridad la implementación de nuevas tecnologías y métodos que desarrollen y optimicen la información obtenida, para que sea de ayuda en la extracción de estos recursos. Actualmente, uno de los métodos para entender la historia geológica de sedimentación, es la construcción de modelos geológicos que permitan comprender la distribución en espacio y tiempo de los cuerpos de interés. En la realización de este trabajo se pretende establecer una relación entre los datos de geología de superficie existentes en la zona de estudio y el perfil de pozo Tomoporo 001 (TOM001), el cual está ubicado en tierra, en el área Tomoporo sur (UTM: N 1.065.208 E 279.158), alcanzando una profundidad de 16.500 pies (5.029 m), y cuyo control estratigráfico abarca desde la Formación Misoa (Eoceno Inferior-Medio) hasta la Formación Betijoque (Mioceno SuperiorPlioceno). Por tal motivo, se plantea la necesidad de fijar una metodología que permita comprender la ruta seguida por el relleno en la cuenca sedimentaria, y que además establezca una comparación con todos aquellos aspectos litoestratigráficos y estructurales del área, así como el análisis de petrosomas, metodología de los diagramas de Fischer (1964) y Allen (1984), para finalmente aplicar el software PetroMod®, donde se agruparan todos aquellos factores geológicos que puedan ser reconocidos dentro del área de estudio, y luego correlacionarlos lateralmente con la secuencia terciaria del pozo Guaruries 1X, para interpretar la evolución del borde sur de la cuenca del lago de Maracaibo. Como objetivo general se tiene realizar un análisis estratigráfico en el flanco norandino, a partir de datos de subsuelo, superficie y revisión bibliográfica, para la interpretación 50
de la evolución del margen sur de la cuenca del lago de Maracaibo, mientras que los objetivos específicos son: 1.- Evaluar las electrofacies del pozo Tomoporo 001, para la observación del apilamiento sedimentario en el interior del borde sur del flanco norandino, 2.- Correlacionar las electrofacies y litofacies del margen sur del flanco norandino, con los petrosomas establecidos en campo para el estudio de la evolución del borde de cuenca, 3.- Establecer un modelo de soterramiento con el software PetroMod®, interpretando las condiciones geológicas del borde sur de la cuenca sedimentaria para finalmente, 4.- Establecer una correlación lateral con la secuencia terciaria que aparece en el registro de pozo Guaruries 1X, para una mejor interpretación de la evolución del borde sur del flanco norandino.
abarcando la parte sur y oeste del lago de Maracaibo, dominada por una sedimentación de llanura aluvial. En la figura1, se pueden observar los sectores de afloramientos de las unidades geológicas que aparecen en el registro de pozo Tomoporo 001, y la ubicación aproximada de los pozos Guaruries 1X y Tomoporo 001. Dicha área, está dividida por secciones, ya que las formaciones afloran en distintos sectores. Sección uno (Trujillo-ValeraAgua Viva). En la entrada de la ciudad de Valera, en la carretera Trujillo-Valera, aflora el Miembro La Vichú de la Formación Betijoque (Mioceno Superior-Plioceno). También se pueden observar afloramientos de esta Formación en el sector Jalisco, en la carretera Valera-Agua Viva, a unos pocos kilómetros de Valera. La facies negras de la Formación Paují, aflora en esLocalización del área de estuta sección de carretera, aproximadio damente a una hora de la vía PanaEl área de estudio está comprendi- mericana. da dentro del flanco norandino, Sección dos (Agua Viva-
Figura 1. Ubicación aproximada de los afloramientos de las formaciones geológicas terciarias del borde sur del flanco norandino y la localización aproximada del pozo Tomoporo 001 (TOM001) y Guaruries 1X (GUA 1X). Tomada y modificada de Guerrero, et al. 2011. GEOMINAS, Vol. 43, N° 66, abril 2015
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Maracaibo). En el sector El Venado, en la autopista Lara-Zulia, se encuentra una sección donde se expone la discordancia angular entre las formaciones terciarias Misoa e Isnotú, siendo ésta de gran importancia en la comprensión de la historia geológica de la zona. Sección tres (Valera-Betijoque). En esta sección de carretera, a unos kilómetros de Valera, se encuentra aflorando la facies pardas de la Formación Paují. También se encuentra un afloramiento del Miembro San Alejo, el cual representa la parte superior de la Formación Betijoque, a pocos kilómetros de la población que lleva el mismo nombre.
en el registro de pozo, se analizaron los cambios relativos del nivel del mar y los sistemas encadenados dentro de la cuenca sedimentaria a través del diagrama de Fischer (1964), estableciendo como nivel base la línea del nivel del mar. Etapa II. Campo: En esta etapa se desarrolló el trabajo de campo, donde se identificaron las unidades litológicas en estudio, realizando un muestreo de rocas y levantando columnas estratigráficas. Así mismo, se definieron las litofacies y elementos de arquitectura en los afloramientos, para luego asociarlas al ambiente de deposición característico de cada unidad.
Instrumentos utilizados en la realización de las coMetodología La investigación se desarrolló en tres etapas: pre- lumnas estratigráficas y recolección de muestras: picampo, campo y post-campo, con el objetivo de reali- quetas, brújulas, mapa geológico, sistema de posizar el análisis estratigráfico del borde sur del flanco cionamiento global (GPS), cinta métrica, bolsas plásticas para las muestras, cinta adhesiva, marcador, linorandino. Etapa I. Pre-campo: Se basó en la revisión biblio- breta de notas y leyenda de campo para muestreo. gráfica y electrónica de estudios previos realizados Etapa III. Post-campo: En esta etapa se realizó el en el área de estudio, para conocer de esta manera análisis de los petrosomas utilizando datos petrográla geología histórica y los avances relacionados al ficos existentes de las unidades litológicas. Para la tema. Seguidamente, se llevó a cabo la búsqueda clasificación de las areniscas se utilizaron los triángudel registro de pozo Tomoporo 001 (curva Gamma los establecidos por Pettijohn (1957), los cuales se diRay), el cual es un pozo de producción, perforado viden de acuerdo al porcentaje de matriz que contenen 1986 por la empresa Maraven, localizado en el ga la muestra (Figura 3), y para conocer su procedenCampo Petrolífero Ceuta-Tomoporo, entre los esta- cia el diagrama QFL de Dickinson y Suczek (1979) en dos Zulia y Trujillo. Scasso y Limarino (1997), en el cual se hace énfasis Luego, para la digitalización del perfil de pozo, se uti- en la estabilidad mineral, tomando en cuenta los comlizó Microsoft Excel 2010, ya que los datos obtenidos ponentes principales de cada muestra, como lo son: se encontraban en un archivo tipo .las. Una vez digi- cuarzo total (Qt), feldespatos (F) y fragmentos líticos talizado el registro de pozo, se procedió con la deter- (FL), reconociendo tres campos: 1) proveniencia de minación del patrón de electrofacies característico pa- bloques continentales, 2) orógenos reciclados, 3) arra cada una de las unidades geológicas presentes, cos magmáticos (Figura 4). usando la clasificación planteada por Serra (1992). Luego, se interpretó el ambiente sedimentario para Así mismo, se realizó la definición de ciclos sedimen- cada una de las formaciones geológicas, tomando en tarios, según Vera (1994), a los cuales se les mide el cuenta la paleogeografía del área en estudio descrita espesor para obtener las secuencias sedimentarias. por otros autores, el análisis de las electrofacies, moUna vez obtenidos los ciclos y secuencias sedimen- delo de Allen (1984), diagrama de Fisher (1964), el tarias, se realizó el modelo de Allen (1984), el cual tie- trabajo de campo previamente realizado y los petrone como finalidad conocer las condiciones de subsi- somas establecidos a través de datos petrográficos dencia y aporte de sedimentos en la cuenca del lago ya existentes. También, se realizó un modelo de sotede Maracaibo, a partir de los porcentajes de arenas y rramiento en una dimensión (1D), usando los datos lutitas en cada secuencia sedimentaria. Este modelo (Figura 2) permite establecer la relación entre el aporte de sedimentos y la subsidencia, planteando tres escenarios posibles: el “A”, donde se encuentran cuerpos de arenas aislados, el “B”, con presencia de cuerpos de arenas interconectados, y finalmente, el “C”, correspondiente a cuerpos de arenas con múltiples interconexiones. Luego, tomando en cuenta el número de ciclos determinados y las edades de las formaFigura 2. Modelo de Allen (1984). Tomado de ALLEN, et al., 1989. ciones geológicas presentes GEOMINAS, abril 2015
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Figura 3. Diagrama de clasificación de Areniscas por PETTIJOHN. 1957.
de edad de sedimentación, espesor y litología de cada una de las formaciones geológicas empleando la herramienta PetroMod®, versión 2012.2, donde se relacionaron los petrosomas y fases tectónicas para comprender la evolución de la cuenca sedimentaria. Así mismo, se integraron los ambientes sedimentarios, junto a los petrosomas, modelo de Allen y modelos estructurales de la cuenca del lago de Maracaibo para el terciario en el diagrama de Fisher realizado. Finalmente, se estableció una relación entre la secuencia sedimentaria estudiada y la de edad terciaria que aparece en el registro de pozo Guaruries 1X, obteniendo un modelo de soterramiento en 2 dimensiones (2D) realizado con PetroMod®, de manera que permitió interpretar la evolución tectonoestratigráfica del borde sur de la cuenca del lago de Maracaibo. Resultados Figura 4. Diagrama para la discriminación de áreas de Análisis sedimentológico y estratigráfico aporte por DICKINSON & SUCZEK. 1979. Tomado de SCASSO El registro de pozo Tomoporo 001, está constituido & LIMARINO. 1997. por doscientos diez (210) ciclos sedimentarios con
espesores entre 3,7 m y 104,5 m, que se agrupan en cuarenta (40) secuencias sedimentarias, de las cuales se tienen veintisiete (27) granodecrecientes, nueve (9) granocrecientes y cuatro (4) granoagradantes con espesores entre 32,9 m y 227,9 m. Los patrones de electrofacies característicos de esta sección son de tipo Campana (granodecrecientes), seguido por tipo Embudo (granocrecientes), tipo Cilindro (granoagradantes) y finalmente tipo Simétrico (parte inferior granocreciente y parte superior granodecreciente). A continuación se muestra la tabla 1, donde se tienen los elementos de arquitectura característicos para las formaciones geológicas en estudio, tomando como referencia el modelo propuesto por Miall (1985). Analizando de base a tope la estratigrafía del pozo TOM001, se tiene: la Formación Misoa (Eoceno InferiorMedio), cuyo patrón de electrofacies característico es en embudo (Figura 5), refleja ciclos sedimentarios granocrecientes, lo cual puede ser verificado en campo (Figura 6), en el sector El Venado, estado Zulia, donde se tienen 3 facies diferentes bien definidas: en la base predomina una sedimentación de lutitas con laminación horizontal (Fpr), seguida por una facies heterolítica (Fhd) con presencia de conchas y finalmente en el tope un cuerpo de areniscas finas (CH) con estratificación cruzada a gran escala. La superposición de estas facies, de rocas de grano fino a otras de grano más grueso, es indicativa de ba52
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Modelo estratigráfico del borde sur del flanco norandino… Tabla 1. Elementos de arquitectura para las formaciones estudiadas. Fuente: HERRERA. 2014.
Elemento de Arquitectura
Interpretación
CH
Depósitos de canal de ríos.
Fhd
Facies heterolíticas del frente deltaico, representada por una sedimentación mixta entre barras de arenas y material fino depositada en un ambiente de alta energía.
Fpr
Depósitos finos del prodelta, sedimentados en zonas tranquilas, por debajo de la línea de costa.
Fls
Facies de lutitas siliciclásticas, depositada en un ambiente marino profundo.
Fll
Depósitos finos correspondientes a llanuras deltaicas, representada por zonas interdistributarias.
Ff
Depósitos finos correspondientes a la llanura aluvial, caracterizada por una paralización en la sedimentación del río.
Figura 5. Patrón de electrofacies característico de la Formación Misoa (Misoa B). Fuente: Herrera (2014).
Figura 6. Afloramiento de la Formación Misoa (Misoa B) en el Sector El Venado, Estado Zulia con los elementos de arquitectura característicos.
rras de desembocadura asociadas a un ambiente deltaico, en este caso, dominados por ríos (Figura 7), correspondiente con un sistema de nivel alto (HST), en el cual se generó la Formación Misoa (Misoa B). La Formación Paují (Eoceno Medio), está represenDepósitos de barras de canales en SB tada por un patrón de electrofacies generalmensistemas fluviales. te cilíndrico aserrado (Figura 8), indicando la presencia de sedimentación fina con un comportaDepósitos de barras de canales en SB (LA) miento uniforme. El levantamiento en campo fue limisistemas fluviales, con acreción tado, sin embargo, se muestran la facies Negras lateral debido al movimiento del con laminación horizontal (Fls) y presencia de yeso canal del río. recristalizado en la parte superior, y la facies Pardas de la Formación (Figura 9). Las características suDepósitos de abanico de rotura CS gieren un ambiente marino profundo (Figura 10), de (crevasse splay ), donde el depósito talud medio a talud superior. La Formación La Rosa del canal se sale y esparce sobre la (Mioceno Medio), presenta un patrón de electrofallanura de inundación. cies característica de embudo (Figura 11), asociada Depósito del canal del abanico de CH (CS) con barras de desembocadura generadas en un amrotura (crevasse splay). biente deltaico dominado por mareas, durante un pequeño proceso transgresivo (Figura 12) (Guerrero y Depósitos de gravas, cuando la SG Saavedra, 2009). En la figura 11, se observa el espeenergía de sedimentación es muy sor completo de la Formación dentro del pozo y el sisalta. tema de barras deltaicas definidas en base a revisiones bibliográficas. Paleosuelos, bioturbación, producto Fr En la Formación Lagunillas (Mioceno Medio), se defide procesos de somerización en la nió un patrón de electrofacies de campana, con pecuenca. queñas diferencias en cuanto al porcentaje de arenas y lutitas, en los miembros presentes en el registro de pozo (Figura 13).Por razones de logística, no se pudo llegar a los afloramientos, por lo que se hace un análisis en base a la bibliografía: en la base el Miembro Ojeda, que representa un evento progradante sedimentado en un sistema deltaico dominado por ríos, seguidamente se tiene el Miembro Laguna que corresponde a un aumento temporal de las condiciones marinas y finalmente el tope de la Formación que representa un ciclo regresivo con predominio de ambientes deltaicos y fluviales (Comisión Venezolana de Estratigrafía y Terminología, 1997) (Figura 13). El Miembro Inferior de la Formación Lagunillas, fue descrito por Stapor (1998) en Molina (2012), en afloraSli
Depósitos de barras de arenas correspondientes a barras litorales, depositadas en un proceso de invasión marina.
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Figura 8. Patrón de electrofacies característico de la Formación Paují. Fuente: Herrera. 2014. Figura 7. Posible ambiente sedimentario de la Formación Misoa. Tomado y modificado de Gutiérrez Elorza (2008).
Figura 10. Posible ambiente sedimentario para la Fm. Paují. Tomado de Griem y Griem-Klee (1999).
Figura 9. Afloramiento de la Formación Paují (Facies Negras (A) y Facies Pardas (B)) en los alrededores de la Ciudad de Valera, con los elementos de arquitectura característicos. Facies de lutitas siliciclásticas (Fls).
Figura 11. Patrón de electrofacies característico de la Formación La Rosa. Fuente: Herrera (2014).
Figura 12. Posible ambiente sedimentario de la Formación La Rosa. Tomado de Allen, et al. (1989).
mientos que se encuentran en la autopista Lara-Zulia con la carretera La Williams. Stapor (1998), definió una superposición de las areniscas argiláceas horadadas (Scb) sobre facies de arenisca laminada con rizadura y planar (Srh) (Figura 14). En la figura15, se observan algunas de las estructuras sedimentarias que aparecen en los afloramientos estudiados por Molina (2012), interpretando un ambiente deltaico con predominio continental. (Figura 16). La Formación Isnotú (Mioceno Medio-Superior), presenta patrón de electrofacies cilíndrico hacia la base y de campana hacia el tope (Figura 17), con un patrón granodecreciente definido. En el sector El Venado, estado Zulia, se encuentra un afloramiento donde se observaron cuerpos canaliformes superpuestos (CH), los cuales están en contacto discordante con la Formación Misoa y que indican un ambiente fluvial de baja subsidencia (Figura 18), mientras que en la parte superior del registro de pozo, la electrofacies tipo se asocia con un ambiente fluvial con mayor subsidencia. (Figura 19). La Formación Betijoque (Mioceno Superior-Plioceno), presenta electrofacies en forma de campana en su mayoría, que indican una granodecrecencia (Figura 20). Esta formación fue descrita en el estado Trujillo, en la entrada de la ciudad de Valera (Figura 21), donde se observaron cuerpos acanalados, con facies de base a tope, de gravas o arenas gruesas con estratificación horizontal, cruzada de bajo ángulo, cruzada de alto ángulo, con ripples asimétricos y en algunos casos estructuras flaser y lenticular. Además, existe la presencia de canales de abanicos de rotura y complejo de abanicos de roturas dentro de la llanura de inundación, así como barras de acreción lateral. Esta descripción es del Miembro La Vichú, que corresponde a un ambiente fluvial meandriforme con una alta subsidencia y donde se generaron canales tipo ribbons (Figura 23). Por otra parte, hacia el tope del registro se tiene una geometría de electrofacies cilíndrica (Figura 20), asociada a las primeras etapas de sedimentación del Miembro San Alejo, observado en la carretera Valera-Betijoque (Figura 22), depositada en un régimen progradante de abanicos aluviales (Figura 24). 54
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Figura 14. Afloramiento del Miembro Inferior de la Formación Lagunillas. Stapor, 1998.
Figura 15. Estructuras Sedimentarias en el Miembro Inf. de la Formación Lagunillas. Molina, 2012.
Figura 13. Patrón de electrofacies de la Formación Lagunillas. Miembros Ojeda, Laguna y Tope de la Formación.
Figura 16. Posible Ambiente sedimentarios de la Formación Lagunillas. Molina, 2012.
Figura 18. Afloramiento de la Formación Isnotú. Sector El Venado. Estado Zulia.
Relación entre la tectónica y estratigrafía del área La discordancia angular del Eoceno, se puede apreciar en afloramiento en el sector El Venado, estado Zulia, donde están en contacto la Formación Misoa (Eoceno Inferior-Medio) y la Formación Isnotú (Mioceno Medio–Superior) (Figura 25), mientras que en el subFigura 17. Patrón de electrofacies de la Formación suelo del área en estudio, se encuentra formando una Isnotú. Base y Tope. Herrera (2014). disconformidad entre la Formación Paují (Eoceno Medio) y la Formación la Rosa (Mioceno Medio) (Figura 26), por lo tanto, se trata de un periodo de erosión-nodeposición, producto de pulsaciones del prelevantamiento de Los Andes venezolanos, las cuales fueron posteriores a un periodo de exposición de las rocas previamente depositadas, producto de eventos tectónicos por el emplazamiento de las Napas de Lara. Según González (2008), durante este proceso se erosionaron 1.631 pies (497 m) en el pozo Tomoporo 001. GEOMINAS, abril 2015
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Figura 20. Patron de electrofacies de la Formación Betijoque. Base y Tope.
Figura 19. Posible Ambiente sedimentario de la Formación Isnotú. Figura 21. Afloramiento de la formación Betijoque (Miembro La Vichú). Valera.
Figura 23. Posible Ambiente sedimentario de la Formación Betijoque (Miembro La Vichú). Miall, 1977. Figura 22. Afloramiento de la Formación Betijoque (Miembro San Alejo). Sector Betijoque.
En la figura 27, se muestra la integración entre el diagrama de Fischer y las secuencias de estratos definidas a través del modelo de Allen. Teniendo una tasa de subsidencia de 100 m/1.245 Ka y una configuración compleja, se plantea un periodo generalmente regresivo con pequeños episodios de invasión marina, pero que debido al pequeño espesor de las formaciones en cuestión, no se puede apreciar muy bien. Durante el Eoceno Inferior-Medio, se tiene un borde transpresivo-transtensivo, producto del emplazamiento de las Napas de Lara originando una sedimentación deltaica, que continúa en un proceso transgresivo con una sedimentación marino profunda. En este periodo, se definieron los siguientes sistemas encadenados: dos (2) TST (Transgresive SystemTract) en el Eoceno Inferior y otro en el Eoceno Medio, los cuales están separados por un periodo HST (Highstand System Tract). Luego, desde el Eoceno Superior hasta el Mioceno Inferior, se generó un intervalo de erosión-no deposición, originando una discordancia angular entre las rocas que están en contacto. En el Mioceno Medio, se tiene un borde transpresivo con pequeñas invasiones marinas y finalmente la conformación de una cuenca antepaís (foredeep) en el Mioceno Superior-Plioceno con presencia de ambientes netamente continentales de dominio fluvial. Por otro lado, en el modelo de Allen se observa un aumento en la tasa de subsidencia, en el periodo comprendido entre el Eoceno Inferior-Medio hasta el Mioceno Medio-Superior, teniendo una disminución en la tasa de sedimentación y en el aporte de sedimentos. Sin embrago, a partir del Mioceno Superior-Plioceno, co56
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Figura 25. Afloramiento que expone la Discordancia Angular del Eoceno.
Figura 24. Posible Ambiente sedimentario de la Formación Betijoque (Miembro San Alejo). Arche, 1992. Figura 26. Imagen representativa de la ubicación de la Discordancia del Eoceno en el subsuelo del área de estudio.
vando que tienen un comportamiento similar, con algunas variaciones que pueden estar relacionadas con cambios tectónicos locales que afectaron la cuenca del lago de Maracaibo (Figura 28).
Figura 27. Imagen representativa de la calibración del pozo TOM001 (transecto y registros de pozo), donde se observa la discordancia. Rodríguez
rrespondiente a la Formación Betijoque, se tiene un aumento progresivo en la sedimentación, llegando a tener secuencias del escenario “C” según Allen (1986), las cuales están asociadas a pulsos tectónicos del levantamiento de Los Andes venezolanos. Se observan tres (3) zonas prospectivas para el entrampamiento de hidrocarburos (rocas yacimiento), las cuales se encuentran dentro de las formaciones Misoa, Lagunillas e Isnotú (base), que según el modelo de Allen, corresponden a las secuencias tipo C. Por otro lado, se tiene que la Formación Paují, consecuencias tipo A en su mayoría, se puede tomar como roca madre y/o roca sello dentro del sistema petrolífero. El diagrama de Fischer fue comparado con la curva del nivel del mar de Haq et al. (1986), obserGEOMINAS, abril 2015
Análisis de los petrosomas Para el análisis de los petrosomas, se utilizaron datos mineralógicos de muestras previamente estudiadas por otros autores (Tabla 2), usando para su clasificación el triángulo propuesto por Pettijohn (1957), definiendo las rocas como arcosas líticas, subarcosas líticas, litarenita feldespática, grauvacas feldespáticas y grauvacas líticas. El porcentaje de matriz se encuentra en un rango entre 1 %-20 % con un aumento en proporción al feldespato. La composición mineralógica de las areniscas, está directamente relacionada a la fuente de aporte, aunque también intervienen factores como la meteorización, mecanismo de transporte-agente, la distancia de transporte, la subsidencia de la cuenca y los procesos diagéneticos, que pueden controlar la composición de las mismas. Según Dickinson y Suczek (1979) en Scasso y Limarino (1997), existen siete tipos de fuentes basadas en sus características tectónicas, estas son: · Continental: interior del cratón, transicional, levantamiento del basamento. 57
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Tabla 2. Porcentajes de minerales usados en la determinación · de los petrosomas. Fuente: Herrera (2014).
Arcos magmáticos: disectado, no disectado y transicional. · Orógeno reciclado. Para esta clasificación se utilizó el diagrama triangular (Figura 4), tomando en cuenta el porcentaje de cuarzo total (Qt), feldespatos (F) y fragmentos líticos (Li). En la tabla 2, se muestran los valores utilizados para la determinación de la proveniencia. Las muestras de areniscas analizadas, provienen de orógenos reciclados (Figura 29), debido a su alto contenido de cuarzo total y feldespatos, el cual se incrementa de base a tope en las formaciones en estudio. Según Dickinson (1985), se puede interpretar como: fajas de suturas, complejos de subducción y margen externo de cuenca antepaís, lo cual explica el hecho de la alta proporción de feldespatos, la inmadurez textural y el mal escogimiento de las muestras, infiriendo así, que el área fuente está cerca del sitio de depósito. Entonces, se plantea que las fuentes de aporte son áreas positivas del levantamiento de Los Andes venezolanos en la cuenca occidente del país, del sur de Colombia y del cratón de Guayana.
Modelo de soterramiento (1D) A partir de los datos de edad, espesor y litología de las formaciones del Terciario estudiadas, incluyendo también el tiempo en que se desarrolló la discordancia del Eoceno, y el espesor erosionado por este evento, se realizó un modelo de soterramiento en una dimensión (1D), usando el software PetroMod® (Figura 30), donde se observa que durante el Eoceno Inferior-Medio, la cuenca del lago de Maracaibo es controlada por procesos transpresivos-transtensivos, conformando una cuenca antepais (foreland), lo cual provoca la deposición de sedimentos provenientes de las zonas positivas más cerca-
Figura 28. Diagrama de Fischer, fases tectónicas, ambientes sedimentarios y petrosomas de la secuencia estudiada. 58
Figura 29. Diagrama de discriminación de áreas de aporte propuesto por Dickinson y Suczek (1979) con la ubicación de las muestras. GEOMINAS, Vol. 43, N° 66, abril 2015
Modelo estratigráfico del borde sur del flanco norandino…
Figura 30. Integración de condiciones de soterramiento-petrosomas para la secuencia terciaria del flanco norandino estudiada.
nas, constituyendo petrosomas de arcosas líticas de orógeno reciclados (Formación Misoa). Dicha cuenca antepaís, avanza hasta tener una sedimentación más profunda que consiste en lutitas siliciclasticas (Formación Paují), originadas durante un proceso transgresivo, que siguió en un periodo de exposición durante el Eoceno Superior -Mioceno Inferior, donde se erosionaron las rocas previamente depositadas. A mediados del Mioceno se experimenta una profundización del margen de cuenca (foredeep), debido al proceso de levantamiento de la actual cordillera andina venezolana, lo cual produce un aporte sedimentario proveniente de los bordes de Los Andes colombianos, del escudo de Guayana y del Orógeno Reciente como proceso de reciclaje, teniendo la presencia de petrosomas de sub arcosa lítica (Formación La Rosa) y litarenita feldespática (Formación Lagunillas); luego, debido al aumento en las pulsaciones tectónicas relacionadas con el levantamiento andino, se incrementan las acumulaciones de petrosomas tipo grauvacas líticas y feldespáticas, características de las formaciones Isnotú y Betijoque. Correlación lateral con la secuencia terciaria del pozo Guaruries 1X El pozo Guaruries 1X, es un pozo exploratorio localizado a unos 15 km al noreste de Zea en el estado Mérida. El mismo está compuesto por las curvas de Potencial Espontaneo (SP), Gamma Ray (GR), Resistividad (LLS y LLD) y Conductividad; alcanzó una profundidad de 15.525 pies (4.732 m), descubriendo una acumulación de gas y condensado en una sección calcárea fracturada en la parte superior de la Formación Aguardiente. Montilva y Torres (2014) realizaron una caracterización de petrosomas y de la subsidenFigura 31. Integración de condiciones de cia de la sedimentación Cretácica-Terciaria en el flansoterramiento-petrosomas para la secuencia co norandino, a través de un modelo de soterramiento Cretácica-Terciaria del flanco norandino estudiada. en una dimensión realizado con PetroMod 11® (FiguTomado y modificado de Montilva y Torres. ra 31), para el análisis de la evolución del margen suGEOMINAS, abril 2015
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roeste de la cuenca de Maracaibo, usando como base el registro Gamma Ray del pozo Guaruries 1X. Indicaron que se pueden tener posibles ventanas de petróleo y gas entre las profundidades de 8.202 pies (2.500 m) a 14.763 pies (4.500 m), las cuales fueron sometidas a condiciones de Mesogénesis. Los pozos Guaruries 1X y Tomoporo 001, se encuentran en el borde sur del flanco norandino, a una distancia de 123 km entre ellos (Figura 32). Se realizó una correlación lateral entre las secuencias estratigráficas presentes en ambos pozos, con un modelo de soterramiento en dos dimensiones (2D) utilizando PetroMod® (Figura 33 y Figura Figura 32. Ubicación aproximada del Pozo Guaruries 1X y del Pozo Tomoporo 34), donde se puede apreciar 001. Tomado de GOOGLE EARTH. 2014. que durante el Paleoceno se generó deposición en el borde suroeste de la cuenca Maracaibo, representada por el Grupo Orocué, que no avanzó hasta la posición actual del pozo Tomoporo 001. Por otra parte, durante el Eoceno Medio, se produce sedimentación simultánea en ambos bordes de la cuenca sedimentaria, al sureste representada por la Formación Misoa, la cual presenta un acuñamiento hacia Los Andes venezolanos, y al suroeste por la Formación Mirador, las cuales son correlacionables en tiempo y ambiente de sedimentación. La Formación Paují, la cual podría representar una superficie de máxima inundación, indica que el nivel del mar no llegó hasta el borde suroeste de la cuenca para permitir su deposición o que fue erosionada, al igual que la Formación Mirador, motivo por el cual, esta última no fue registrada en el pozo Guaruries 1X. Entre el Eoceno Superior al Mioceno Inferior, en el borde sureste de la cuenca sedimentaria, se produjo el emplazamiento de una zona positiva, originando la erosión de las rocas previamente depositadas, y por lo tanto una discordancia entre las formaciones en contacto. Dicha discordancia, también es reflejada hacia el otro extremo de cuenca, sin embargo no se conoce el espesor que fue erosionado, aunque sí que corresponde a gran parte del Eoceno, ya que en el pozo Guaruries 1X es
Figura 33. Modelo de soterramiento con los registros estratigráficos de los pozos Guaruries 1X y Tomoporo 001. 60
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Modelo estratigráfico del borde sur del flanco norandino…
registrada la Formación Carbonera (Eoceno Inferior) de ambiente deltaico y las lutitas de la Formación León (Oligoceno). A lo largo del Mioceno, se tiene una sedimentación continua en toda la cuenca del lago de Maracaibo, teniendo formaciones equivalentes en ambos bordes: La Formación Palmar en Guaruries 1X con la Formación La Rosa de Tomoporo 001, generadas en un ambiente deltaico minado por mareas y la Formación Isnotú (Guaruries 1X) con la Formación Lagunillas (Tomoporo 001). Finalmente al tope de ambas secuencias estratigráficas, se encuentra la Formación Isnotú que posee espesores aproximadamente iguales en ambos pozos y la Formación Betijoque que aumenta su espesor a medida que se desplaza desde Guaruries 1X hacia Tomoporo 001. Ambas formaciones fueron generadas en un proceso de hundimiento de la cuenca, debido al levantamiento de Los Andes venezolanos, determinada por el quiebre observado en la figura 33, lo cual genera un gran aporte sedimentario de tipo continental, es decir, una progradación. Dicho proceso también es evidenciado en la tasa de subsidencia determinada para cada uno de los pozos, teniendo que para el pozo Guaruries 1X la tasa de subsidencia es de 100 m/1.470 Ka y para el pozo Tomoporo 001 es de 100 m/1.245 Ka, es decir, el proceso de hundimiento para el borde sureste de la cuenca de Maracaibo fue mucho más rápido que en el otro borde de cuenca, donde se encuentra el pozo Guaruries 1X. Conclusiones En general, las unidades geológicas estudiadas se formaron en ambientes con dominio continental, a excepción de la Formación Paují, la cual se generó en un ambiente marino, de talud medio a talud superior, con sedimentación lutítica, principalmente. En el diagrama de Fisher se puede observar un evento totalmente regresivo, que se hace mayor a finales del Mioceno, producto de pulsaciones tectónicas en el levantamiento de la cordillera andina venezolana, reflejado en un aumento en la tasa de sedimentación según el modelo de Allen. A partir del análisis de petrosomas se observó que a medida que progradan los ambientes sedimentarios, el porcentaje de feldespatos aumenta debido a eventos tectónicos. De igual manera, el alto porcentaje de feldespatos y cuarzo total, indica la existencia de orógenos reciclados como zona de procedencia. En el diagrama de Procedencia, se observó que la Formación Betijoque se encuentra en el límite de proveniencia de Orógeno Reciclado y Arcos Magmáticos, debido a que los fuertes eventos tectónicos en el Mioceno Superior-Plioceno, provocaron la exposición de granitos de arcos magmáticos cristalizados en épocas pasadas, los cuales fueron erosionados y depositados en esta Formación. Del modelado de soterramiento se pueden diferenciar tres fases tectónicas, una donde se tienen procesos transpresivos-transtensivos provocando una cuenca antepaís (foreland), una segunda donde se tiene el emplazamiento de una zona positiva producto de eventos tectónicos por el emplazamiento de las Napas de Lara y la posterior erosión de las rocas, y una última fase tectónica mucho más activa (foredeep), en la cual se observa un quiebre en la continuidad del diagrama de soterramiento, producto del levantamiento de Los Andes venezolanos. De la correlación lateral con el pozo Guaruries 1X (Sección Terciaria), también se pudo determinar claramente el proceso de hundimiento de la cuenca sedimentaria en el Mioceno Medio-Plioceno. La discordancia del Eoceno erosionó la sedimentación comprendida entre el Eoceno Superior al Mioceno Inferior en el borde sureste de la cuenca del lago de Maracaibo, mientras que hacia el borde suroeste, este intervalo de tiempo fue más pequeño, abarcando desde el Eoceno Inferior hasta el Eoceno Superior. Recomendaciones Buscar registros de pozos cercanos al campo Ceuta-Tomoporo que comprendan las formaciones del Cretá-
Figura 34. Modelo de soterramiento en 2D con los registros estratigráficos de los pozos Guaruries 1X y Tomoporo 001. GEOMINAS, abril 2015 61
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cico, para poder realizar un diagranos. [Página Web]. Extraído el Ingeniería. Trabajo Especial ma de soterramiento involucrando día 25 de mayo de 2014 desde de Grado para obtener el título la ventana del petróleo, los procehttp://www.geovirtual.cl/geolo de Ingeniero Geólogo. Mérida. sos de generación y migración de g i a g eVenezuela. 166 p. hidrocarburos. neal/ggcap05.htm#batial Montilva K. y Torres, G.(2014). Re-evaluar la petrografía de las for- Guerrero, M., Saavedra, M. Determinación de petrosomas maciones descritas, para compro(2009). Evaluación Geológica y evaluación de la subsidencia bar los petrosomas obtenidos, ya del Yacimiento VLA-006 del de la sedimentación cretácicaque los datos usados se obtuvieMiembro Santa Bárbara de la terciaria en el flanco norandino ron a partir de análisis petrográfiFormación La Rosa (Miocea través de un modelado de socos ya existentes. no), orientada a nuevas oporterramiento. Universidad de Realizar estudios de pirólisis a tunidades de desarrollo en el Los Andes. Facultad de Ingemuestras de la Formación Paují, área 6/9/21 del Bloque I, lago niería. Trabajo Especial de ya que como podría representar de Maracaibo. Universidad de Grado para obtener el título de una superficie de máxima inundaLos Andes. Facultad de IngeIngeniero Geólogo. Mérida. Veción dentro de la estratigrafía del niería. Escuela de Ingeniería nezuela. 65 p. área, además de ser roca sello en Geológica. Trabajo Especial OmniLaboratories C.A. (2007). el sistema petrolero, podría ser rode Grado para obtener el TítuPorcentajes de minerales en ca madre de hidrocarburos. lo de Ingeniero Geólogo. Mérimuestras de núcleo.Informe Debido a que los pozos Guaruries da. Venezuela. 309 p. Inédito. 1X y Tomoporo 001 están muy se- Guerrero O., Castro, A., Sánchez, Pettijohn, F. J. (1957). Sedimenparados, se recomienda buscar E. (2009). Modelo Sedimentotary Rocks. Harper y Brothers, otros pozos que estén cercanos palógico de la Formación Isnotú New York, 1949. Traducida de ra poder establecer una mejor coen el flanco Norte de Los la 2da Edición por Juan Turner. rrelación. Andes Centrales VenezolaEditorial Buenos Aires. 731 p. nos. Geominas, Vol. 37, N° 48, Rodríguez, A. (2014). Modelo de Referencias bibliográficas abril de 2009. pp. 67. velocidades para conversión Allen, G.P., Coadou A., Mercier F. Guerrero O., Escalante, J., Cepetiempo-profundidad, flanco no(1989). ClasticReservoirSedida, M., Mousalli, V., Sánchez, randino Este.Universidad Simentology. TOTAL_CFP. E., Rivero, V., Cuevas, R. món Bolívar. Informe de PaBeauplan, Francia. 89 p. (2011). Gira geológica de camsantías. Requisito para obteArche, A. (1992). Sedimentología. po. Sedimentación y Estratiner el Título de Ingeniero GeoVolumen I. Consejo Superior grafía Terciaria y Cretácica del físico. Caracas. Venezuela. de Investigaciones Científiflanco norandino y Centro147 p. cas. Madrid, España. 543 p. Andino Venezolano. Universi- Scasso R. y Limarino C. (1997). Comisión Venezolana de Estratidad de Los Andes. Grupo de Petrología y Diagénesis de Rografía y Sedimentología Investigaciones TERRA. 39 p. cas Clásticas. Asociación (CVET).( 1997). Léxico Estra- Gutiérrez Elorza, M. (2008). GeoArgentina de Sedimentología tigráfico de Venezuela. Minismorfología. Prentice-Hall. 920 Publicación Especial Nº 1. terio de Energía y Minas. Bol. p. Serra, O. (1984). Análisis de amGeol. Pub. Esp. 12, 3era Edi- Herrera, N. (2014). Modelo Estratibientes sedimentarios megráfico del borde sur del flanco ción. 756 p. diante perfiles de pozo. norandino: Andes VenezolaGonzález, M. (2008). Análisis no Schlumberger. 272 p. nos, a partir de datos de sub- Vera Torres, J. (1994). Estratigraconvencionales de Perfiles de suelo y superficie. Universidad Pozos y Estudio Geomecánifía. Principios y Métodos. Edide Los Andes. Facultad de co aplicados al área de Tomotorial Rueda. Madrid, España. Ingeniería. Escuela de Ingeporo. Universidad del Zulia. Faniería Geológica. Trabajo cultad de Ingeniería. Trabajo Especial de Grado para obteFinal de Grado para obtener el ner el Título de Ingeniero Geótítulo de Magister Scientiarium logo. 68p. en Ingeniería de Petróleo. 206p. González de Juana, C. (1980). Miall, A. D. (1977). A review of the braided river depositional enviGeología de Venezuela y sus ronment. Earth Sci. Revs., 13. Cuencas Petrolíferas. Univerpp 1-62. sidad Central de Venezuela. Molina, F. (2012). Integración de Caracas. Vol.1. Geología de superficie y datos Google Earth (2014). de subsuelo en la Región Zulia Griem, W. y Griem-Klee, S. Oriental Norte, Cuenca de Ma(1999). Apuntes, Geología Virracaibo, Venezuela. Universitual. Ambientes Sedimentario dad de Los Andes. Facultad de Oceánico 1. El mar y los océa62
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