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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA CIENCIAS DE LA TIERRA ESIA – TICOMÁN “APLICACIÓN DE UNA METODOLOGÍA PARA LA INTERPRETACIÓN DE PLAYS SUBSALINOS” T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO GEÓLOGO P R E S E N T A: FLORES ACOSTA ITZEL DANIELA ASESOR INTERNO Ing. MARIANA OLVERA BADILLO ASESOR EXTERNO M. en I. MARCELINO MORENO LÓPEZ MÉXICO, CD. DE MÉXICO MAYO 2017 II III IV V VI AGRADECIMIENTOS A mis padres, Rosa María Acosta y José Luis Flores, a quienes dedico éste trabajo por su apoyo incondicional en todas las decisiones de mi vida, por nunca dejar que me diera por vencida en este gran camino recorrido, por siempre ser ese gran pilar que sostiene mi vida y esa inmensa luz que la guía. Para y por ustedes. Al Ing. Marcelino Moreno por su dedicación a éste trabajo, su paciencia, su confianza y sobre todo su tiempo, a lo largo de éstos casi dos años que me permitió ser su becaria. No tengo palabras para agradecer todo su apoyo, porque sin usted esto no hubiera sido posible. A la Ing. Mariana Olvera por su apoyo, guía y paciencia en la realización de este trabajo, es usted un ejemplo a seguir. Al Instituto Mexicano del Petróleo por abrirme sus puertas y permitirme ser becaria desde el servicio social; por ser parte fundamental de mi formación, agradecida estoy de haber pertenecido a esta institución. A mi alma máter, ESIA Ticomán por permitirme realizar un sueño, por formarme como persona, como mujer y como Ingeniera. Me siento orgullosa de ser politécnica. A todos mis sinodales y profesores, porque gracias a ellos y a su gran vocación, es que hoy puedo decir: Lo logré. A mis amigos por hacer este recorrido más ameno. Gracias Patty por recorrer a mi lado este camino. A mi abuelito, porque fuiste y eres un gran ejemplo de lucha incansable. Hasta el cielo van dedicados todos mis logros. A Dios porque sin su guía no hubiera podido llegar hasta este punto. VII “APLICACIÓN DE UNA METODOLOGÍA PARA LA INTERPRETACIÓN DE PLAYS SUBSALINOS” RESUMEN...............................................................................................XIV ABSTRACT...............................................................................................XV GENERALIDADES ............................................................. 1 1.1. INTRODUCCIÓN ................................................................................ 1 1.2. OBJETIVO GENERAL ........................................................................ 3 1.3. OBJETIVO PARTICULAR ................................................................... 3 1.4. METAS................................................................................................ 3 1.5. METODOLOGÍA ................................................................................. 4 1.6. LOCALIZACIÓN DEL ÁREA ............................................................... 4 1.6.1. Proyecto Área Perdido .............................................................. 5 1.6.2. Campo Trión .............................................................................. 5 1.6.2.1. Pozo Trión-1 ........................................................................ 5 1.7. DESAFÍOS TECNOLÓGICOS ............................................................ 6 1.8. OPORTUNIDADES ............................................................................. 7 1.9. ANTECEDENTES ............................................................................... 8 1.9.1. Cuenca Salina Del Istmo ........................................................... 9 1.9.2. Cuenca Salina Del Golfo De México Profundo ........................ 10 1.9.3. Provincia Salina del Bravo ....................................................... 10 1.9.4. Cinturón Plegado Perdido ....................................................... 11 1.9.5. Exploración Salina En México ................................................. 12 1.9.6. Avances en el Método Sísmico ............................................... 13 MARCO TEÓRICO .......................................................... 16 2.1. SECUENCIAS EVAPORÍTICAS ....................................................... 16 2.1.1. Rocas sedimentarias químicas ................................................ 16 2.1.2. Evaporitas ............................................................................... 17 2.1.2.1. Génesis ............................................................................. 17 2.1.3. Rocas Evaporíticas.................................................................. 17 2.1.3.1. Clasificación de Rocas Evaporíticas ................................. 17 2.1.3.2. Cloruros ............................................................................. 20 2.1.3.3. Sulfatos ............................................................................. 23 VIII 2.1.3.4. Nitratos .............................................................................. 25 2.1.3.5. Carbonatos ........................................................................ 25 2.2. DEFORMACIÓN DE LA SAL ............................................................ 26 2.2.1. ELEMENTOS DE LA TECTÓNICA SALINA ............................ 26 2.2.2. Deformación de la sal en capas o láminas .............................. 28 2.2.3. Mecanismos en la deformación de la sal ................................. 28 2.3. ESTRUCTURAS SALINAS ............................................................... 30 2.3.1. Estructuras no diapíricas ......................................................... 30 2.3.1.1. Ondulaciones de sal (salt rollers) ...................................... 31 2.3.1.2. Anticlinal de sal (salt anticline) .......................................... 32 2.3.1.3. Montículos de sal (salt swells) ........................................... 33 2.3.1.4. Almohadillas de sal (salt pillows) ....................................... 33 2.3.1.5. Domos de sal (salt dome) ................................................. 34 2.3.2. Estructuras diapíricas .............................................................. 36 2.3.2.1. Paredes de sal (salt walls) ................................................ 37 2.3.2.2. Diapiro de sal (salt diapir).................................................. 37 2.3.2.3. Canopies de sal (salt canopy) ........................................... 41 2.3.2.4. Lengüeta de sal (salt tongue) ............................................ 42 MARCO GEOLÓGICO .................................................... 44 3.1. GEOLOGÍA REGIONAL DEL GOLFO DE MÉXICO ......................... 44 3.2. PROVINCIAS GEOLÓGICAS DEL NORTE DE MÉXICO. ............... 45 3.2.1. Provincia Salina del Bravo ....................................................... 45 3.2.1.1. Cinturón Subsalino ............................................................ 45 3.2.1.2. La zona de Minicuencas.................................................... 45 3.2.2. Cinturón Plegado Perdido (CPP) ............................................. 46 3.3. PLAYS SUBSALINOS EN EL GOLFO DE MÉXICO ......................... 48 3.3.1. Plays Subsalinos en el Norte del Golfo de México .................. 48 3.3.2. Plays Subsalinos en la Cuenca Salina del S-SE de México .... 49 3.3.2.1. Cuenca Salina del Istmo (parte continental) ...................... 50 3.3.2.2. Cuenca Salina del Istmo (parte marina) ............................ 52 3.3.3. Plays Subsalinos en la Cuenca Salina. ................................... 52 METODOLOGÍA PARA LA INTEPRETACIÓN DE PLAYS SUBSALINOS .......................................................................................... 58 4.1. LEVANTAMIENTO SÍSMICO 3D ......................................................61 IX 4.2. MIGRACIÓN ..................................................................................... 61 4.2.1. Tipos de migración .................................................................. 62 4.3. APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA ............................................. 63 4.3.1.1. Campo Trión (Zona Norte) ................................................ 64 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES................... 70 5.1. CONCLUSIONES ............................................................................. 70 5.2. RECOMENDACIONES ..................................................................... 71 BIBLIOGRAFIA ........................................................................................ 72 ÍNDICE DE FIGURAS FIGURAS PÁGINA Fig. 1.1 Proyecto Área Perdido, abarca el Cinturón Plegado Perdido y Cinturón Subsalino 5 Fig. 1.2 Pozo Exploratus-1 y Pozo Trion-1 6 Fig. 1.3 Localización de las Provincias Salinas del Norte y Sector Sur- Sureste del Golfo de México 8 Fig. 1.4 Sección estructural de la Provincia Salina del Istmo (Terrestre) 9 Fig. 1.5 Sección estructural de la Provincia Salina del Istmo (Marina) 10 Fig. 1.6 Sistema de extensión- compresión de la Cuenca de Burgos y parte Marina 11 Fig. 1.7 Sección estructural de Salina del Bravo y Cinturón Plegado Perdido 12 X Fig. 1.8 Mapeo de cuerpos salinos de un cubo sísmico 3D 14 Fig. 2.1 Diagrama de formación de rocas debido a agentes sedimentarios y químicos 16 Fig. 2.2 Diagrama de la sal comportándose como roca sello 20 Fig. 2.3 Gráfica de valores de densidad de las diferentes litologías a partir de la profundidad, con la línea de densidad de la sal resaltada 21 Fig. 2.4 Valores de dureza de la sal con diferentes litologías 22 Fig. 2.5 Representación de los elementos básicos de la tectónica salina 27 Fig. 2.6 Cresta compresional de un diapiro y la influencia de la sedimentación en el Fondo Marino 30 Fig. 2.7 Estructuras salinas 31 Fig. 2.8 Ondulaciones de sal 32 Fig. 2.9 Anticlinal de sal 32 Fig. 2.10 Perfil sísmico de la parte central de Qianjiang, China 32 Fig. 2.11 Montículo de Sal 33 Fig. 2.12 Almohadillas de Sal 33 Fig. 2.13 Ejemplo de fracturación de las almohadillas 34 Fig. 2.14 Típico domo o tronco salino, diapiro con paredes verticales y ligeras forma circular 35 Fig. 2.15 Domo de Sal 35 Fig. 2.16 Estructuras salinas con estructuras lineales en la parte izquierda y circulares en la derecha 37 XI Fig. 2.17 Pared de Sal 37 Fig. 2.18 Diapiros de Sal elongado visto en sección sísmica 38 Fig. 2.19 Fases del diapirismo en un régimen extensional 39 Fig. 2.20 Sección sísmica donde se observan tanto diapiros como paredes de sal 39 Fig. 2.21 Tronco de Sal 40 Fig. 2.22 Tronco de Sal en sección sísmica 40 Fig. 2.23 Toldo o canopie de Sal 41 Fig. 2.24 Línea sísmica de la región del Canopie Sable Slope 42 Fig. 2.25 Se muestran los tres tipos principales de toldos o canopies de Sal 42 Fig. 2.26 Lengüeta de Sal 43 Fig. 2.27 Estructuras salinas alcotanas 43 Fig. 3.1 Pozos exploratorios en los Sectores Oeste y Este del Golfo de México 44 Fig. 3.2 Tipo de estructuras salinas 46 Fig. 3.3 Cuencas petroleras con sal 46 Fig. 3.4 Evolución de los toldos de sal y formación del CPP 47 Fig. 3.5 Tipos de trampas involucradas con cuerpos salinos 48 Fig. 3.6 Localización del Campo Trión y sección sísmica del Pozo Trión- 1 49 Fig. 3.7 Localización y sección sísmica del Pozo Exploratus-1 49 XII Fig. 3.8 Mapa geológico de las Cuencas del Sureste 50 Fig. 3.9 Ubicación de la Provincia Petrolera del Sureste y sección estructural tipo de la Cuenca Salina del Istmo (Terrestre) 51 Fig. 3.10 Ubicación y sección estructural tipo de la Cuenca Salina del Istmo (Marina) 52 Fig. 3.11 Ubicación del campo Amoca y sección sísmica 53 Fig. 3.12 Localización del pozo Rabasa-101 y sección sísmica del yacimiento Rabasa 54 Fig. 3.13 Ubicación del pozo Nelash-1 y sección sísmica del yacimiento 55 Fig. 3.14 Ubicación del pozo Miztón-1 en la Cuenca Salina del Istmo y su sección sísmica 56 Fig. 3.15 Localización del pozo Tsimin-1 y sección sísmica del pozo en la Cuenca Salina del Istmo 57 Fig. 4.1 Diagrama sobre la metodología propuesta para la interpretación de plays Subsalinos 60 Fig. 4.2 Comparación de geometrías de adquisición (inferior) y gráficas de distribución por azimut y desplazamiento en diagramas de roseta (superior) 61 Fig. 4.3 Tabla sobre los tipos de migración, haciendo énfasis a la migración 3D en profundidad antes de apilar (PSDM) 62 XIII Fig. 4.4 Reinterpretación estructural 63 Fig. 4.5 Ubicación del campo Trión 64 Fig. 4.6 Localización de los pozos en Estados Unidos 65 Fig. 4.7 Correlación de pozos perforados en el Cinturón Plegado Perdido, tanto en México como en E.U.A. 66 Fig. 4.8 Posicionamiento del pozo Trión-1 en relación al modelo sedimentario 66 Fig. 4.9 Cubo sísmico del proyecto Trion-1 67 Fig. 4.10 Modelo de velocidades en el Proyecto del Cinturón Subsalino 68 Fig. 4.11 Interpretación estructural 69 XIV RESUMEN El conocimiento e interpretación de las trampas petroleras asociadas a la tectónica salina, se debe a que es en ellas, donde se encuentra el mayor potencial petrolero, por lo tanto en el Capítulo II, se hace un análisis químico y físico de las propiedades asociadas a los cuerpos evaporíticos, así como las formas en que va intrusionando el paquete sedimentario, buscando su equilibrio isostático, lo cual es un indicativo de que al intrusionar un horizonte con hidrocarburo, este buscará una ruta de migración hacia la parte somera, la cual se la proporciona la sal, ya que su comportamiento es el de un cuerpo intrusivo, esta asociación provoca la generación de plays subsalinos. México cuenta con plays subsalinos, por lo tanto en el presente trabajo se presenta una metodología de interpretación de los plays subsalinos, haciendo mención de las características geofísicas de un levantamiento sísmico radial (WAZ), así como del procesamiento de los datos con migración en profundidad antes de apilar (PSDM) y el uso de un modelo refinado de velocidad (conversión a profundidad); cuyo objetivo principal, es el de tener una mejor imagen sísmica del subsuelo en estructuras complejas. En el Capítulo III, se muestran diferentes plays subsalinos de la parte N y S-SE de México. En el capítulo IV se hace mención de las características del pozo Trión, el cual cumple con los requisitos de la metodología propuesta, por lo que se analizó la interpretación, así mismo se reinterpretó con base en la metodología, creando una interpretación más refinada. Podemos concluir que la metodología funciona bajo este tipo de parámetros, sin embargo en caso de que surjan nuevos tipos de levantamientos y procesamientos de datos en zonas complejas puede ir refinándose. Es importante mencionar que una interpretación no debe de ser de una sola persona, sino de un grupo integral. XV ABSTRACT The knowledge and interpretation of the petroleum traps associated with salt tectonics is due to the fact that it is in them that the greatest petroleum potential is found, Therefore, in Chapter II, a chemical and physical analysis of the properties associated to the evaporite bodies, as well as the forms in which the sedimentary package is intruded, seeking its isostatic equilibrium, which is an indication that when intruding A hydrocarbon horizon, this one will look for a route of migration towards the shallow part, which is provided by salt, since its behavior is that of an intrusive body, this association causes the generation ofsubsaline plays. Mexico has subsaline plays, therefore in the present work is presented a methodology of interpretation of subsaline plays, mentioning the geophysical characteristics of a radial seismic survey (WAZ), as well as the processing of data with the pre stack deep migration (PSDM) and the use of a refined speed model (depth conversion); whose main objective is to have a better seismic image of the subsoil in complex structures. In Chapter III, different subsalt plays of the N and S-SE part of Mexico are shown. Chapter IV mentions the characteristics of the Trión well, which meets the requirements of the proposed methodology. Therefore, the interpretation was analyzed, and it was reinterpreted based on the methodology, creating a more refined interpretation. We can conclude that the methodology works under this type of parameters, however in case of new types of data collection and processing in complex areas, it can be refined. It is important to mention that an interpretation should not be of a single person, but of an integral group. 1 GENERALIDADES 1.1. INTRODUCCIÓN La mayoría de los campos petroleros descubiertos en México, han sido puestos en producción y se calcula que el 79% de las reservas están siendo explotadas y algunos se encuentran en la fase de declinación. Por lo que en la actualidad se presentan retos en la exploración y el desarrollo de campos para aumentar las reservas y tener un mejor índice de recuperación en la producción (Schlumberger, 2008-2009). México cuenta con yacimientos petroleros con diferentes características geológicas, entre los que destacan los yacimientos en rocas carbonatadas del Mesozoico, yacimientos en secuencias areno-arcillosas del Terciario y yacimientos asociados a cuerpos salinos, los cuales están relacionados a eventos de deformación de la sal (tectónica salina), lo que hace que sea de gran importancia estudiar su origen y entender los procesos que dieron lugar a las diferentes estructuras asociadas a la sal. Se estima que en aguas profundas del Golfo de México se podría tener casi la mitad de los hidrocarburos potenciales con los que México cuenta. En algunas regiones del Golfo de México como son: La Cuenca Salina del Istmo (terrestre y porción de aguas profundas) y en la parte N- NE, el Cinturón Subsalino (Provincia Salina del Bravo y Cinturón Plegado Perdido), se presentan ambientes donde existen grandes emplazamientos de sal alóctona que producen estructuras salinas (Golfo de México- Aguas Profundas Norte, 2015). En años recientes el estudio de yacimientos relacionados a plays subsalinos y asociados a estos, ha aumentado significativamente, debido a que se encuentran en ellos una gran cantidad de trampas de hidrocarburos. 2 La industria petrolera nacional necesita mantener los niveles de producción actuales, por lo que es necesario enfocar las inversiones en las Cuencas del Sureste y del Golfo de México profundo que contengan Plays Subsalinos y asociados a estos, pues éstos contienen el 90% de los recursos prospectivos del país y muchos de ellos presentan características asociadas a la tectónica salina (Escalera Alcocer, 2010). Antiguamente se tenían muchos obstáculos de tipo tecnológico y de procesamiento sísmico al estudiar plays subsalinos, debido a que el frente de onda del método sísmico, al llegar a la cima de los cuerpos de sal, presentaba una atenuación natural de la señal sísmica que producía errores de iluminación, lo cual llevaba a una deficiente interpretación de imágenes por debajo de la sal. Actualmente se tiene una nueva técnica de adquisición sísmica de cobertura azimutal amplia, denominada como WAZ, la cual tiende a mejorar la relación señal-ruido en ambientes geológicos subsalinos complejos. Posterior a la adquisición, se requiere el procesamiento de los datos con un algoritmo de migración pre stack depth migration (PSDM) y con un modelo refinado de velocidades sísmicas en la conversión a profundidad (Schlumberger, 2008-2009). Los Plays Subsalinos presentan rasgos estructurales- estratigráficos y sísmicos que son importantes en la interpretación de los datos sísmicos 3D, con la finalidad de definir lo mejor posible los plays asociados a la sal. El presente trabajo analizó la formación de plays subsalinos, así como la recopilación de trabajos publicados asociados a estos (como fue en el Área de Perdido donde se incluyen varios pozos, tales como Pozo Trión-1 y Pozo Exploratus-1; también se presentan pozos de la zona de la Cuenca Salina del Istmo, tanto en su porción marina como terrestre), así mismo del estudio de las secuencias evaporíticas con la finalidad de comprender los mecanismos de formación de estructuras y trampas supra y subsalinas producidas mediante la migración de la sal alóctona, su intrusión en los horizontes y su comportamiento como sello. 3 1.2. OBJETIVO GENERAL Propone una metodología de interpretación estructural- estratigráfica que considere, el levantamiento sísmico tipo WAZ, un procesamiento de datos PSDM y un modelo refinado de velocidad, para la delimitación de Plays Subsalinos. 1.3. OBJETIVO PARTICULAR Entender la composición y comportamiento de las secuencias evaporíticas. Comprender los procesos sedimentarios asociados a las rocas evaporíticas y sus parámetros estructurales y estratigráficos presentes en las estructuras salinas. Analizar el comportamiento y evolución tectónica en las cuencas sedimentarias del Golfo de México, así como su ubicación en el contexto de los yacimientos Mexicanos Recopilar requisitos que deben contener los datos sísmicos para un mejor entendimiento y delimitación de plays asociados a la sal. 1.4. METAS Entendimiento y descripción de las características físicas y químicas de los minerales y de las secuencias salinas, así como de las estructuras (lengüetas, pliegues y diapiros plegados, tortugas, pliegues nucleados por sal, acuñamientos contra diapiros, etc.) asociadas a éstas. Indicar algunos ejemplos de reinterpretación sísmica-estructural- estratigrafica de algunos Plays Subsalinos y asociados a éstos. 4 1.5. METODOLOGÍA Recopilación bibliográfica de material geológico, geofísico y de pozos del área de estudio. Análisis y evaluación de la información geológica, geofísica y de pozos. Se comienza con una interpretación estructural y marcadores de pozo. Continuación de los datos de correlación (horizontes en tiempo) y cima de la sal. Aplicación de atributos sísmicos. Análisis del fondo marino (en caso de ser marino). Conversión a profundidad de los horizontes interpretados. Interpretación de tipo estratigráfica. Análisis y evaluación de posibles plays Subsalinos y asociados a éstos. Conclusiones Recomendaciones 1.6. LOCALIZACIÓN DEL ÁREA Se indica las zonas con tectónica salina en México (zonas marinas del N y S-SE), en donde se presentan dos ejemplos de la zona N: pozo Exploratus-1 y pozo Trión-1, localizados en el Golfo de México Profundo: Área de Perdido y en la zona de sal alóctona somera; así como ejemplos del S-SE: Amoca-1, Rabasa-101, Nelash-1, Miztón-1 y Tsimin-1. 5 1.6.1. Proyecto Área Perdido Se localiza en la zona NW del Golfo de México Profundo, frontera con Estados Unidos, a 200 km al este de las costas del norte de Tamaulipas; el área comprende dos sectores: el Cinturón Plegado Perdido y el Cinturón Subsalino (Escalera Alcocer, 2010), (Fig. 1.1). Fig. 1.1 Proyecto Área Perdido, abarca el Cinturón Plegado Perdido y Cinturón Subsalino (Modificada de CNH, 2015) 1.6.2. Campo Trión El campo Trión se ubica en el extremo nororiental de la Provincia Salina del Bravo, en la subprovincia Cinturón Subsalino que limita al occidente con la Provincia del Cinturón Plegado Perdido aproximadamente a 178 km de las costas de Tamaulipas enla zona económica exclusiva del Golfo de México, a 39 km de la frontera con Estados Unidos; ubicado fisiográficamente en la parte basal del talud continental. 1.6.2.1. Pozo Trión-1 Se encuentra en un tirante de agua de 2,535 m y la profundidad programada en el subsuelo es de 7600 m. Éste pozo explorador descubrió 6 dos yacimientos en areniscas del Eoceno inferior Wilcox, impregnadas de aceite de 25° API (Fig. 1.2). Fig. 1.2 Pozo Exploratus-1 y Pozo Trion-1 (Modificada de Resultados de actividades de exploración, PEMEX, 2014) 1.7. DESAFÍOS TECNOLÓGICOS En la caracterización Geológica – Geofísica se presentan varios desafíos en zonas principalmente complejas (Schlumberger, 2008): - Dificultad en la obtención de una buena imagen sísmica de las formaciones geológicas que se encuentran por debajo de las secuencias salinas. - Dificultad en la iluminación de la base y los flancos de una estructura salina, debido a que la presión de poro y fracturas naturales son difíciles de caracterizar, así como los ángulos de las estructuras. - Necesidad de contar con un cubo refinado de velocidades sísmicas de entrada en la migración en profundidad antes de apilar (PSDM), para efectos de que se ilumine por debajo de los cuerpos de sal. 7 -El levantamiento sísmico tradicional presenta problemas de iluminación, debido al azimut, por lo que no se logran visualizar claramente las estructuras salinas, para mejorar esto, se utiliza un levantamiento tipo WAZ. - Integración de diferentes disciplinas que apoyen a la sísmica en zonas complejas (Gravimetría, Gradiometría y datos Electromagnéticos). 1.8. OPORTUNIDADES Para el caso de México, se tiene previsto por PEMEX y por el grupo de compañías nuevas (Asociación Mexicana de empresas petroleras en México, AMEXHI) (Tabla 1), la exploración de nuevas áreas con secuencias salinas que restituirán reservas y aumentarán la producción de aceite y/o gas (PEMEX, 2011): ASOCIACIÓN MEXICANA DE EMPRESAS PETROLERAS EN MÉXICO (AMEXHI) Anadarko DEA- Deutsche Erdoel Lewis Energy Petrobras BG Group Diavaz Lukoil Premier Oil BHP Billiton Ecopetrol MCX Exploration (Mitsubishi) Pluspetrol BP ExxonMobil Murphy Oil Repsol México Bridas Galp Energía Newpek (Grupo Alfa) Sierra Oil & Gas Carso Oil and Gas Grupo México Noble Energy México Shell CASA Exploration Hess México Oxy Statoil Chevron Hunt Oil Pacific Rubiales Suncor CNOOC- Nexen Inpex Corporation Pemex Talos Energy Cobalt International Energy Jaguar Exploración y Producción Petrobal Tecpetrol Tabla 1.1 Asociación Mexicana de empresas petroleras en México (AMEXHI). Existen grandes volúmenes de reservas no recuperadas en Plays complejos, por lo que se buscan nuevas oportunidades de desarrollos de este tipo de campos y de producción. Se considera la existencia de hidrocarburos que serán descubiertos por la exploración de aguas profundas como en la Cuenca Salina del Golfo de México Profundo, en la 8 Cuenca Salina del Istmo, Provincia Salina del Bravo y Cinturón Plegado Perdido. Actualmente y con el avance tecnológico, existen nuevas técnicas de adquisición sísmica, softwares especializados en interpretación, así como nuevas herramientas, técnicas de perforación y terminación de pozos para la perforación de cuerpos salinos, cuya realización debe ser en grupos integrales con el fin de incrementar el índice de éxito (en México se han llegado a perforar hasta 3000 m de sal). 1.9. ANTECEDENTES Los descubrimientos y desarrollos de campos en cuencas sedimentarias con tectónica salina, comenzaron en Medio Oriente y posteriormente en aguas someras y profundas del Mar del Norte, EUA y África, debido al gran potencial petrolero que contienen. México cuenta con yacimientos petroleros asociados a secuencias de rocas evaporitas conformadas por tectónica salina, que están siendo explotados, pero se han encontrado con grandes retos para obtener una buena imagen sísmica (Fig. 1.3). Figura 1.3 Localización de las provincias salinas del Norte y Sector Sur-Sureste del Golfo de México. (Tomado de Provincia Petrolera Golfo de México Profundo, PEMEX, 2013- B) 9 1.9.1. Cuenca Salina Del Istmo Forma parte de las Cuencas terciarias del Sureste de México, tiene una extensión aproximada de 15,300 km2 (Figura 1.4), se caracteriza por la presencia de sal en forma de diapiros, paredes, lengüetas y canopies (toldos), que afectan la columna suprayacente, en donde los sedimentos del Cenozoico y Cuaternario, son intrusionados por los cuerpos de sal alóctona Jurásica asociados a plays con aceites ligeros en estructuras salinas complejas (PEMEX, 2009). Esta cuenca salina en su correspondiente extensión hacia el Golfo, es conocida como “Sal Somera”. Figura 1.4 Sección estructural de la Provincia Salina del Istmo (Terrestre), (Tomado de Provincia Petrolera Sureste, PEMEX, 2013-B). Existen semejanzas morfológicas de los domos y diapiros salinos de las costas del sur del Golfo de México con los de Estados Unidos en donde, las estructuras salinas tienen generalmente una forma más regular (redonda), mientras que los domos salinos de la Cuenca del Istmo presentan formas irregulares y alargadas, lo cual posiblemente indica condiciones de tectónicas diferentes, aunque la edad y génesis de las secuencias salinas son similares (Enciso, 1963). 10 Durante 1905 las compañías extranjeras extrajeron aceite comercial en el campo Capoacán (Tissot,1979), en domos salinos cercanos a Coatzacoalcos, Veracruz, en la Cuenca Salina terrestre, los cuales están asociados a trampas ubicadas en el caprock, en los domos y diapiros salinos. 70 años después, dicha cuenca ha sido una de las principales productoras de aceite de México. 1.9.2. Cuenca Salina Del Golfo De México Profundo Localizada en la parte S-SE de México y frente a Ciudad del Carmen, Camp. (Zona marina, Figura 1.5). La columna sedimentaria Mesozoica y Cenozoica se encuentra intrusionada por grandes canopies de sal, domos e intrusiones salinas con raíz profunda, que originan la deformación y rompimiento de las secuencias mesozoicas, lo que origina la formación de mini-cuencas por evacuación de sal. Figura 1.5 Sección estructural de la Provincia Salina del Istmo (Marina), (Tomado de Provincia Petrolera Golfo de México Profundo, PEMEX, 2013). 1.9.3. Provincia Salina del Bravo Se localiza en el sector NW del Golfo de México y frente al delta del Río Bravo, incluye las subprovincias del Cinturón Subsalino y minicuencas, los tirantes de agua oscilan entre [500 a 2,500 m], presenta un régimen 11 compresivo con pliegues amplios y prolongación de fallas inversas en sus crestas y flancos, cuya dirección preferencial es NE-SW. Los pliegues están nucleados por sal y cubiertos por canopies y lengüetas; los canopies de sal, alcanzan sedimentos del Eoceno Medio. La zona de minicuencas se localiza al occidente y está representada por toda una franja semi paralela al borde del talud continental, con presencia de diapiros de sal o arcilla (Fig. 1.6). Fig. 1.6 Sistema de extensión-compresión de la Cuenca de Burgos y parte Marina (PEMEX, 2013-A). 1.9.4. Cinturón Plegado Perdido Se localiza al oriente de la Provincia Salina del Bravo con tirantes de agua de [2,000 a 3,500 m], presenta todo un conjunto de pliegues provocados por la tectónica salina y por la acción gravitacional al occidente del área durante el Oligoceno-Mioceno. Las fallas inversas presentan una orientación NE-SW, con despegue en la sal autóctona Jurásica, esta deformación involucra la secuencia cretácica y cenozoica. El tipo de hidrocarburo es principalmente aceite y las rocas almacenadoras corresponden a calizas fracturadas de aguas profundas, mientras que en el Cenozoico, tenemos areniscas formadas en ambientes profundos correspondientes a turbiditas (Pemex, 2011) (Fig.1.7). 12 Fig. 1.7 Sección estructural de Salina del Bravo y Cinturón Plegado Perdido (PEMEX, 2013-B). 1.9.5. Exploración Salina En México En el siglo XX la exploración en México, se realizó mediante trabajos de geología superficial y geofísicos, en donde los geólogos iniciaron los estudios en la Cuenca Salina del Istmo con tecnología básica, logrando descubrir la existencia de trampas conformadas por sedimentos plegados en forma dómica resultado de la tectónica salina que causo plegamiento o intrusión (Venegas, 2010). La exploración petrolera en México fue un reflejo de lo que sucedía en Texas- Louisiana, USA, para el caso de la Cuenca Salina del Istmo, la etapa de exploración del caprock de sal, se dio en 1901, cuando el inglés Weetman Pearson que construía la vía del ferrocarril a través del Istmo de Tehuantepec, observo una gran cantidad de chapopoteras, por lo que los geólogos realizaron estudios de reconocimiento (Venegas, 2010). Los resultados de estos estudios animaron a Pearson a fundar la Compañía El Águila, con el fin de explorar con las mismas ideas y metodologías aplicadas en Texas-Louisiana, los geólogos identificaron siete domos salinos, cinco de los cuales se explotaron como campos petroleros (San Cristóbal, Concepción, Tecuanapa, Soledad e Ixhuatlan). 13 En 1972, se descubrieron los campos del Mesozoico en la región Chiapas-Tabasco, en donde la industria petrolera se consolidó como una de las principales actividades económicas del país, permitiendo la expansión en 1974, junto con un alza en los precios del petróleo, que incentivó la perforación de pozos con más de 3,500 metros de profundidad. Existe una gran similitud entre los domos y diapiros salinos del Sur de México y los de Estados Unidos; donde las estructuras salinas tienen forma regular (redonda), mientras los domos salinos de la Cuenca Salina del Istmo presentan formas más irregulares y alargadas, lo cual posiblemente indica condiciones tectónicas diferentes, aunque la edad y génesis de las secuencias salinas es la misma (Enciso, 1963). La Cuenca Salina del Istmo presenta un gran interés petrolero, ya que se han encontrado importantes campos productores de aceite y gas en estructuras formadas por tectónica salina. Actualmente se han desarrollado programas de levantamientos sísmicos como parte del Proyecto de Crudo Marino y Coatzacoalcos. Es importante pensar donde podrían encontrarse nuevas fuentes de hidrocarburos, como las localizadas en la Provincia Salina del Golfo Profundo, donde existen numerosas evidencias de la presencia de aceite, el cual está siendo expulsado a la superficie a través de fallas geológicas, en donde se espera que el hidrocarburo sea aceite ligero y gas. 1.9.6. Avances en el Método Sísmico En lo que respecta al método sísmico, este ha pasado por varias etapas de evolución en el mejoramiento del diseño de la adquisición sísmica, así como en el procesamiento de los datos. La historia indica como ha evolucionado, por ejemplo, en la década de 1920 la tecnología permitió detectar capas inclinadas por medio de disparos analógicos con una cobertura simple. En la década de 1930, esta técnica fue clave para hallazgos registrados en torno a domos salinos y se convirtió en una 14 práctica estándar. Para la década de 1950 se registraron datos sísmicos con una cobertura múltiple (de 100-600%), técnica que mejoró significativamente la relación señal-ruido. En la década de 1960 se reemplazaron los datos obtenidos por métodos analógicos y ópticos en datos digitales. En la década de 1980, se introdujeron los levantamientos sísmicos 3D en la industria petrolera, transformando todo el negocio de exploración. Se comenzaron a utilizar los atributos de trazas y los puntos brillantes como indicadores directos de la presencia de hidrocarburos. Para la década de 1990, la exploración sísmica 3D se extiende sobre diferentes áreas marinas, terrestres y transicionales en todo el mundo; se mejoró la imagen sísmica con los procesamientos de migración en tiempo después del apilamiento (PSTM). Actualmente, la imagen sísmica en escala de profundidad (Pre stack depth migration PSDM) aporta nuevas oportunidades de exploración en regiones complejas, aunada a un nuevo diseño de levantamiento sísmico, denominado de registro en círculos con full azimuth (WAZ), que ha resultado efectivo para obtener imágenes por debajo de la sal; también se han mejorado los levantamientos de sísmica de pozo, conocidos como perfiles sísmicos verticales (VSP); todas estas técnicas ayudan a los intérpretes a generar nuevas áreas prospectivas por debajo de la sal y a descubrir nuevos plays (Fig. 1.8) (Schlumberger, 2008). Figura 1.8 Mapeo de cuerpos salinos de un cubo sísmico 3D (Tomada de Vargas, 2011). 15 En el modelado de yacimientos petroleros, la imagen sísmica presenta un rol muy importante, ya que la calidad nos dará una mejor interpretación estructural del yacimiento. El conocimiento de las propiedades físicas y petrofísicas del yacimiento es uno de los desafíos principales para construir mejores modelos, proyectos y predicciones con los datos disponibles. Las nuevas tecnologías y procesamientos de los datos sísmicos, para efectos de explorar las provincias subsalinas en áreas de aguas profundas, sumadas a la experiencia adquirida de todo el personal técnico, serán de utilidad para el desarrollo de futuros proyectos, donde la semejanza o diferencia en cuencas con capas salinas trabajadas, ayudará a reconocer las características de una Cuenca que pueden señalar rasgos correspondientes, aunque previamente no descubiertos (Schlumberger, 2008-2009). 16 MARCO TEÓRICO 2.1. SECUENCIAS EVAPORÍTICAS 2.1.1. Rocas sedimentarias químicas Las rocas de origen químico, son el resultado de procesos de precipitación en las cuencas sedimentarias, apoyados de agentes geológicos para formar rocas de origen sedimentario y evaporíticas como se muestran en la Fig. 2.1. Fig. 2.1 Diagrama de formación de rocas debido a agentes sedimentarios y químicos (Tarbuck, 2015). 17 2.1.2. Evaporitas Son depósitos salinos, generalmente formados en climas áridos, donde la evaporación excede el rango de precipitación y temperatura. 2.1.2.1. Génesis Se forman por la evaporación del agua que se encuentra en lagos y mares antiguos de poca profundidad así como en zonas desérticas o cálidas con poca precipitación y su velocidad de acumulación está en función de la temperatura. Un ejemplo son las evaporitas del Mediterráneo que se formaron en el Mioceno Tardío con 2 km de espesor cuya depositación tardó aproximadamente 200,000 años (Spalletti, 2009). 2.1.3. Rocas Evaporíticas Son rocas de origen principalmente marino formadas por la precipitación química de los componentes minerales presentes en una mezcla sobresaturada de sales después de la evaporación del líquido en el que estaban disueltos, las cuales están compuestas por uno a más minerales de Sodio, Potasio, Calcio, Magnesio, Cloruro, Sulfato, carbonato y bicarbonato (son quienes determinan el nombre). Para su formación, es esencial que el ritmo de evaporación exceda el aporte de agua, para que se mantengan así los niveles de sobresaturación (Spalletti, 2009). También existen evaporíticas continentales, formadas en lagos salados o en regiones desérticas que se inundan esporádicamente, donde se ha calculado que en 427 m de altura, se precipitan 6.7 m de halita y 0.3 m de yeso. 2.1.3.1. Clasificación de Rocas Evaporíticas Las rocas evaporíticas son clasificadas basándose en su composición mineralógica y química. De esta forma las rocas evaporitas pueden estar divididas en cuatro grandes grupos que son: carbonatos, sulfatos, cloruros y nitratos (Tabla 1.2). 18 Cloruros: Halita (NaCl), Silvita (KCl) y Carnalita (CaMgCl3· 6H2O) Sulfatos: Anhidrita (CaSO4), Yeso (CaSO4·2H2O), Polihalita (K2MgCa2(SO4)4.2H2O) y Kieserita (MgSO4·H2O) Nitratos: Soda (NaNO3) Carbonatos: Trona (NaHCO3·Na2CO3) 19 Tabla 1.2 Minerales evaporíticos (**Carbonatos alcalinotérreos menos salinos y carbonatos evaporíticos, Modificada de Warren, 1999). NOMBRE MINERAL FÓRMULA DENSIDAD g/cm3 NOTAS Sulfato Anhidrita CaSO4 2.97 No tiene agua, se forma por deshidratación del yeso, se distingue por su dureza y peso Carbonato Magnesita** MgCO3 3.01 Carbonato Aragonita** CaCO3 2.94 Carbonato Dolomita** Ca(1+x) Mg(1-x) (CO3)2 2.86 a 3.10 Mineral compuesto de carbonato de calcio y magnesio. Se sustituye el calcio por magnesio en la roca caliza Sulfato Langbeinita 2MgSO4.KSO4 2.82 Sulfato Glauberita CaSO4.Na2SO4 2.77 Sulfato Polihalita 2CaCO3.MgSO4.K2SO4. H2O 2.8 Sulfato Bassanita CaSO4.1/2 H2O 2.7 Sulfato Ternadita Na2SO4 2.7 Sulfato Vanthoffita MgSO4.3Na2SO4 2.7 Carbonato Calcita** CaCO3 2.7 Sulfato Aphthitalita K2SO4.(Na,K)SO4 2.66 a 2.7 Sulfato Antarcticita (glaserita)CaCl2.6H2O 2.66 Sulfato Leonita MgSO4. K2SO4.4H2O 2.66 Carbonato Shortita 2CaCO3.Na2CO3 2.6 Sulfato Hanksita 9Na2SO4.2Na2CO3.KCl 2.58 Sulfato Singenota CaSO4. K2SO4. H2O 2.579 a 2.603 Sulfato Kieserita MgSO4. H2O 2.57 Su origen en depósitos de sal de secuencias evaporíticas del Paleozoico, una laguna aislada se evaporó y la sal se cristalizó Carbonato Bukeita Na2CO3.2Na2SO4 2.57 Sulfato Loewita 2MgSO4. 2Na2SO4.5H2O 2.37 Carbonato Pirssonita CaCO3. Na2CO3.2 H2O 2.35 Sulfato Yeso CaSO4. 2H2O 2.32 Su origen es sedimentario, pero puede formarse por actividad hidrotermal Nitrato Soda NaNO3 2.26 Mezclada con sustancias orgánicas provoca explosiones Carbonato Termonatrita Na2CO3. H2O 2.25 a 2.26 Sulfato Kainita 4MgSO4.4KCl.11H2O 2.24 Sulfato Bloedita (astrakanita)Na2SO4. MgSO4. 4H2O 2.23 Cloruro Halita NaCl 2.165 Compuesta por 60.6% de Cloro y 39.4% de Sodio, es cúbica y plástica, mala conductora de electricidad, tiene alto índice térmico Carbonato Nahcolita NaHCO3 2.16 Carbonato Trona NaHCO3. Na2CO3 2.11 a 2.17 Se forma en depósitos evaporíticos no marinos sujeto a la deshidratación, forma costras Cloruro Silvita KCl 1.993 Compuesta por 52.4% de Potasio y 47.6% de Cloro, es ortorrómbica, mala conductora de electricidad, tiene alto índice térmico Carbonato Gaylusita CaCO3.Na2CO3.5H2O 1.96 Sulfato Pentahidrita CaCO3. 5H2O 1.9 Carbonato Ikaita** CaCO3.6H2O 1.78 Borato Bórax Na2B4O7 1.73 Sulfato Epsomita MgSO4. 7H2O 1.73 Sulfato Hexahidrita MgSO4.6H2O 1.73 Carbonato Mg-Calcita** (Mgx,Ca1-x )CO3 1.73 Cloruro Carnalita MgCl2.KCl. 6H2O 1.6 Cloruro Bischofita MgCl2. 6H2O 1.591 Sulfato Mirabilita Na2SO4.10H2O 1.49 Carbonato Natron Na2CO3.10H2O 1.42 a 1.47 20 2.1.3.2. Cloruros Halita La Halita (NaCl) es un mineral de color blanco o incoloro, cuando es totalmente puro, aunque varía en una amplia gama de colores dependiendo de la alteración en su estructura cristalina; se precipita en cuencas sedimentarias sobresaturadas de NaCl. Geológicamente está asociada a otras evaporitas y se ubica en el núcleo del domo salino, circundada por sedimentos, mientras que la parte superior del domo está formado por caliza, yeso y anhidrita (se presenta en depósitos estratificados, con diferentes texturas y estructuras sedimentarias). En la evacuación de los cuerpos de sal alóctona, se van formando fallas en forma de V en las crestas (Fig. 2.2). Fig. 2.2 Diagrama de la sal comportándose como roca sello (Tomado de http://perfosrt2016.blogspot.mx/p/blog-page_16.html) La baja densidad y permeabilidad que la caracteriza, ayuda a que actúe como un sello para líquidos y gases. Es mala conductora de electricidad y posee un elevado índice de conductividad térmica; tiene una densidad de 2.17 g/cm3, pero va cambiando, debido a que acarrea con ella Halita 21 sedimentos de los horizontes intrusionados (Fig. 2.3). En la halita las ondas sísmicas pueden alcanzar velocidades que oscilan entre los 4,400-4,600 m/s; en ciertos casos casi duplicando la velocidad con que viajarían en los sedimentos adyacentes, dichos contrastes de velocidades producen problemas de iluminación sísmica por debajo de la sal (Jackson y Vendeville, 1994). Los cuerpos de sal alóctona buscan migrar hacía una zona donde encuentren su equilibrio isostático, que pueden en su camino intrusionar algún horizonte cargado y crear zonas propicias para la generación de plays subsalinos. La sal es mecánicamente estable, si se comprime por todos los lados durante el proceso de sepultamiento, no obstante, su baja viscosidad permite que migre, debido a la acción de fuerzas desbalanceadas. Todos los elementos del sistema petrolero pueden encontrarse por encima y por debajo de la sal. La plasticidad de la sal es sensible a los cambios producidos por la perforación de un pozo (Jackson y Vendeville, 1994). Fig.2.3 Gráfica de valores de densidad de las diferentes litologías a partir de la profundidad, teniendo resaltada la línea de densidad de la sal (Jackson y Vendeville, 1993). La halita es más débil que otras litologías bajo tensión y compresión; es frágil, con una dureza de 2.5, que sometida a una presión manifiesta una deformación plástica (Fig. 2.4). 22 Fig. 2.4 Valores de dureza de la sal con diferentes litologías (Jackson y Vendeville, 1994) Silvita Es un mineral salino (KCl) que cristaliza en el sistema rómbico teniendo la misma estructura cúbica que la Halita; su color blanco lechoso se debe a inclusiones de burbujas de gases, cuando no tiene impurezas es incolora, aunque después puede tornarse de otros colores de acuerdo a las partículas que la complementen como morada, blanquecina, gris, rosa, azulada, amarilla o roja. Es frágil y plástica cuando se somete a una presión prolongada. Se distingue por su elevada conductividad térmica y por su gran solubilidad (Dana, 1969). Tiene una densidad de 1.993 g/cm3, una dureza que va de 2 a 2.5 en escala de Mohs. Es más soluble que la Halita pues se precipita posterior a ésta. La diferencia entre la Halita y la Silvita radica en el tamaño de iones de Na+ y K+, aunque ambas se forman en cuencas sedimentarias como producto de la evaporación del agua y el depósito de los minerales disueltos. Puede estar asociada a fumarolas volcánicas, suele contener inclusiones de líquidos y gases, principalmente hidrógeno, metano y helio; entre impurezas físicas se observan el cloruro de sodio y óxido de hierro (Mancilla, 1995). Carnalita Mineral que pertenece a la familia de los cloruros (haluros), cuya fórmula es KMgCl3·H2O. Las variedades puras son incoloras, se descompone en cloruro de potasio y de magnesio, con seis moléculas de agua formando una salmuera. (Dana, 1969). Tiene una densidad de 1.6 23 g/cm3, una dureza que oscila entre los 2 y 2.5. Tiene un brillo graso, es masivo y granular que raramente forma cristales pseudo-hexagonales. Cristaliza en el sistema ortorrómbico Se encuentra en depósitos evaporíticos y es soluble en agua. Se caracteriza por su blandura y ligereza, así como por la ausencia total de exfoliación. Se origina por evaporación química de las soluciones salinas y se localiza principalmente en grandes depósitos en forma de estratos. 2.1.3.3. Sulfatos Anhidrita Sulfato de calcio anhidro (CaSO4) que no posee ninguna molécula de agua en su estructura salina y que se forma por la deshidratación del yeso (Middleton, 2005). De color blanco, azulado, violáceo, rosado, rojizo, dependiendo de sus impurezas. Pertenece al sistema ortorrómbico. Es resultado de la precipitación del agua de mar una vez que la evaporación ha concentrado el agua a 19% de su volumen original. Otra manera de su formación es por precipitación directa en costas áridas, o como resultado de la alteración de yeso por sepultamiento (Nichols, 2010). Se distingue de lacalcita por su mayor densidad (2.97 g/cm3) así como del yeso por su mayor dureza (3-3.5). Su velocidad sísmica es de 6,500 m/s y se presenta comúnmente en depósitos uniformemente estratificados, aunque no es común encontrarla bien cristalizada. Yeso El yeso (CaSO4·2H2O) ocurre en capas estratificadas con cierta deformación debido al aumento de volumen que sufre la Anhidrita durante la hidratación, resultando en la presencia de diferentes texturas fibrosas o entrelazamiento de cristales y sedimentos. Pertenece al sistema monoclínico; presenta un brillo vítreo y sedoso en los cristales, nacarado en superficies de exfoliación Los colores que presenta son blanco, gris, incoloro, marrón, anaranjado, rosa, amarillo, o verde. Se presenta en cristales alargados de selenita cuando se precipita fuera del agua (yeso 24 primario) y si se forma como resultado de la rehidratación de anhidrita (Mancilla, 1995); su raya es blanca, tiene una dureza de 2.0 y una densidad de 2.32. (Dana, 1969). Presenta velocidades sísmicas de 3000-4000 m/s. En general corresponde con depósitos evaporíticos asociados a antiguos mares o lagos salados, aunque también pueden ser producto de hidratación de la anhidrita. En otros casos se forma por la acción del ácido sulfúrico procedente de la pirita al actuar sobre la calcita que se encuentran en margas y arcillas calcáreas; también se pueden formar por acción de fumarolas de aguas sulfurosas, ya sea sobre calizas o sobre tobas volcánicas (Mancilla, 1995). Es de origen sedimentario, asociado con rocas calcáreas y arcillosas principalmente, aunque también puede formarse en vetas por actividad hidrotermal. Éste se precipita cuando la salinidad del agua (a 30°C) alcanza un valor superior a 3 veces más de lo normal1. Polihalita La polihalita (K2MgCa2(SO4)4.2H2O) es una sal de sulfato de Potasio, Calcio y Magnesio que se encuentra distribuida en depósitos salinos de origen marino, en zonas expuestas a la evaporación prolongada. Va de incolora, blanca a gris, pero si tiene la presencia de óxidos de hierro puede ser de color rojo, ladrillo rojo o rosa. Los cristales son transparentes a translúcidos, con hábitos fibrosos, masas laminares, granular y foliada; la fractura es fibrosa, la dureza es de 3.5, densidad de 2.8 y raya blanca (Dana, 1969). Se precipita posterior a la Dolomita, la Calcita, el Yeso, la Anhidrita y la Halita, lo que indica que requiere una evaporación significativa; por lo que va acompañada por halita y anhidrita, aunque a veces con carnalita y kieserita 1 Valor normal de salinidad del agua de mar: 35 000 ppm (34.8 g de sal por cada kg de agua, donde 1 kg= 1 l) 25 Kieserita La kieserita (MgSO4·H2O) es un mineral frecuente de las evaporitas marinas, que en salinas potásicas se encuentra junto con halita, carnalita, silvita, polihalita, anhidrita y langbeinita. Forma masas poliangulares que van de incoloras, finas y gruesas, a blancas o amarillas. Tiene su origen en depósitos de sal encontrados en secuencias evaporíticas del Paleozoico, durante un período donde predomino un clima caliente y seco, el agua de las lagunas saladas fue aislada del océano por barras superficiales y se evaporó, la sal se cristalizó; con el proceso de evaporación, los carbonatos (caliza y dolomita) y los sulfatos (yeso y anhídridos), se sedimentaron primero, seguidos por la halita (NaCl). Finalmente, el potasio y el magnesio. Este proceso se repitió de forma continua, formando importantes depósitos de sal (Dana, 1969). 2.1.3.4. Nitratos El nitrato asociado a las evaporitas es la soda, cuyas características y propiedades se describen a continuación: Soda Conocido también como nitrato de sodio (NaNO3), es una sustancia incolora y altamente oxidante. Si se mezcla con sustancias orgánicas, puede provocar explosiones. El nitrato es ligeramente tóxico. Es sólido, con una apariencia de polvo blanco o cristales incoloros, una densidad de 2,26 g/cm3 (Dana, 1969). 2.1.3.5. Carbonatos Únicamente se describirá a la Trona ya que es el principal carbonato asociado a las evaporitas. 26 Trona Es un mineral formado por carbonatos de sodio en depósitos evaporíticos no marinos, cuya fórmula es NaHCO3·Na2CO3. Su densidad es de 2.13 g/cm3. Es un mineral de color gris, blanco, marrón claro o amarillento, lustre vítreo, transparentes a translucidos; pertenece al sistema monoclínico; es masiva, fibrosa o columnar, dureza de 2.5-3, raya blanca (Dana, 1969). Está asociada a la halita y está sujeta a la deshidratación y/o hidratación. Pueden formar costras en las paredes de cuevas y minas o en los suelos en regiones áridas. 2.2. DEFORMACIÓN DE LA SAL 2.2.1. ELEMENTOS DE LA TECTÓNICA SALINA Sobrecubierta (overburden) Sedimentos que cubren la sal. En algunos casos la sal alóctona sobreyace localmente a su sobrecubierta como resultado de la deformación (Oviedo, 1996). Sal madre o fuente (source layer / mother salt) Capa inicial que aporta la sal para el crecimiento de las estructuras salinas (Jackson & Talbot, 1991). Sustrato (substratum) Capa dúctil abajo de la sobrecubierta frágil que se encuentra por encima del estrato subsalino o basamento (Jackson & Talbot, 1991). Cubierta (cover) Pila sedimentaria completa encima del basamento que incluye tanto al sustrato (sal) como a la sobrecubierta (Oviedo, 1996). 27 Capa pre-cinemática (prekinematic layer) Capas que fueron depositadas antes del inicio del flujo de la sal y que mantienen espesores constantes (Rojas- Alcántara, 2010). Capa sin-cinemática (synkinematic layer) Capa de sedimentos depositada sobre la capa precinemática cuando la sal fluye, que presenta un engrosamiento local asociado a la remoción salina (cuencas de evacuación) o adelgazamiento hacia la parte frontal del horizonte salino (Jackson & Talbot, 1991). Capa post-cinemática (postkinematic layer) Capa que se encuentra depositada encima de la capa sincinemática cuando ha cesado el flujo de la sal. Presenta estratificación horizontal y espesores constantes, al no ser afectadas por un proceso de deformación posterior al flujo total de la sal (Jackson & Talbot, 1991) (Fig. 2.5). Fig. 2.5 Representación de los elementos básicos de la tectónica salina (Flujo sedimentario; a) Extensión, b) Acortamiento), (Modificado de Jackson y Talbot, 1991). 28 Cap rock Capa de roca impermeable, comúnmente de lutitas, anhidrita o sal, que forma una barrera o un sello encima. Es comúnmente encontrado en la parte alta de un domo salino. La permeabilidad de una roca capaz de retener fluidos a través del tiempo geológico es ~10-6 – 10-8 darcies (Schulmberger, 2008-2009). 2.2.2. Deformación de la sal en capas o láminas El crecimiento y tamaño de las estructuras salinas, está limitado por factores como la cantidad de sal que posee el cuerpo, el espesor de la sobrecarga y la eficiencia mecánica de la falla. Las láminas de sal son estructuras de sal alóctona, donde su anchura es mayor que su espesor; por lo tanto, puede incluir lengüetas y lacolitos de sal. La formación de láminas de sal se origina al introducirse la sal por fallas, discordancias o fracturas, adquiriendo la forma dependiendo del movimiento (Jackson, et. al., 1994). Un ejemplo es al encontrarse sal que no fue lo suficientemente desplazada, ésta forma cuerpos pequeños distribuidos en la base de la pared de una falla normal o en estructuras separada por un sinclinal. Al observar el patrón de fallas que se tienen encima de la sal, podemos inferir que dichas fallas siguen por debajo de la sal, pues la sal las ocupa solamente para evacuar hacia las capas suprayacentes (León, 2001). 2.2.3. Mecanismos en la deformación de la sal De acuerdo a Jackson y Talbot, 1991, el mecanismoprincipal por el que la sal fluye, es por el efecto de la gravedad, aunque existe otro cuando se tiene que el esfuerzo principal (σ1) es vertical y todos los esfuerzos laterales son iguales a la presión litostática. Para referirnos a la deformación tectónica que involucra la sal u otras evaporitas, hablamos de la halotectónica, que incluye los siguientes mecanismos (Jackson y Talbot, 1986): 29 Halotectónica extensional Esta tectónica salina está asociada con el desarrollo regional de fallas normales, tanto en la sobrecubierta como en la cubierta al tener un esfuerzo distensivo (Rojas, Alcántara, 2010). Halotectónica compresional Estado de esfuerzos que da origen al acortamiento regional que puede afectar a la cubierta sedimentaría o al basamento. Genera pliegues y fallas inversas (Rojas, Alcántara, 2010). Halokinesis Forma de tectónica salina donde la sal se mueve por tres procesos generales: (1) flujo por gravedad, similar al movimiento glacial; (2) empuje, asociado con la tectónica de colisión; y (3) diapirismo, comúnmente atribuido a los efectos complementarios de carga de sedimento y las diferencias en la flotabilidad (Jenion, 1986). En la halokinesis se incluyen a los mecanismos que a continuación se mencionan: o Flotación (buoyancy) Cuando la densidad de la sobrecubierta es igual a la de la sal, se tiene un punto a profundidad (nivel neutral de flotabilidad) donde la sal empieza a flotar y los diapiros se expanden rápidamente (Rojas-Alcántara, 2010). o Expansión por gravedad Este mecanismo se asocia con el origen, expansión y la inyección lateral de los canopies salinos (Rojas-Alcántara, 2010). o Convección termal Se asocia al ascenso de la sal caliente en estado subsólido y al hundimiento de la sal fría, debido al gradiente termal entre la base y la cima de la sal, produciendo corrientes de convección. La convección termal es 30 teóricamente posible en capas de sal con espesores mayores a los 2.9 km, con una viscosidad menor de 1016 Pa y un gradiente geotérmico de 30°C/km (Rojas, Alcántara, 2010). Con base en la Geología Estructural, relacionada con la sal y sus movimientos laterales (Tim F. Wawtzyniee, University of New Mexico, Albuquerque NM. Junio 2005) podemos definir un modelo de Diapiro salino que intrusiona como en la figura 2.6. Fig. 2.6 Cresta compresional de un diapiro y la influencia de la sedimentación en el Fondo Marino (Davidson, 2000). 2.3. ESTRUCTURAS SALINAS 2.3.1. Estructuras no diapíricas Al ser las primeras estructuras salinas que se forman tienen un relieve suave en sus cimas; se consideran inmaduras de acuerdo a su evolución. Son originadas por un par de fuerzas que actúan lateralmente doblando una estructura sólida como resultado de un sobreesfuerzo (Fig. 2.7)(Rojas- Alcántara, 2010). En la sísmica se observan como estructuras de baja amplitud: Ondulaciones de sal (salt rollers) 31 Montículos de sal (salt swells) Anticlinales salinos (salt anticline) Almohadillas de sal (salt pillows) Domo de sal (salt dome) Fig. 2.7 Estructuras salinas (Jackson y Talbot, 1991). 2.3.1.1. Ondulaciones de sal (salt rollers) Estructuras onduladas desarrolladas en la parte superior de las márgenes de las cuencas pasivas en forma de hileras paralelas al margen basal con espesores que van de 1 km de la base a la cima, hasta decenas de kilómetros y un ancho de hasta 10 km (Basurto, 1992). Su mecanismo de deformación es combinado de halotectónica extensional y halokinesis por carga diferencial (Yorston, 1989) y sísmicamente presentan baja amplitud (Fig. 2.8 y 2.10). 32 Fig. 2.8 Ondulaciones de sal (Jackson y Talbot, 1991). 2.3.1.2. Anticlinal de sal (salt anticline) Son estructuras alargadas (Fig. 2.9 y 2.10) de cuerpos ascendentes que tienen una sobrecarga concordante (Harrison y Bally, 1988). Fig. 2.9 Anticlinal de sal (Jackson y Talbot, 1991). Fig. 2.10 Perfil sísmico de la parte central de Qianjiang, China (Tomado de Seismic Interpretation of Growth Fault and Salt Diapirism in Qianjiang Sag, Jianghan Basin, Southeastern China, Benserkhria, Qi, Shi, Zhan, 2009). 33 2.3.1.3. Montículos de sal (salt swells) Pequeñas protuberancias que presentan una base plana y una cima arqueada con pendientes suaves y una extensión de 0.1 a 0.5 km (Yorston, 1989), formadas en las primeras etapas del movimiento de la sal. Crecen sobre la interface sal-sedimentos y forman depresiones circulares en su evolución. Su mecanismo es halokinesis por flotación (Fig. 2.11). Fig. 2.11 Montículo de sal (Jackson y Talbot, 1991). 2.3.1.4. Almohadillas de sal (salt pillows) Estructuras semicirculares o elípticas con bases semiplanas de 10 km de longitud (Basurto, 1992) (Fig. 2.12), que provienen de cuerpos ascendentes que incrementan lentamente la pendiente de sus flancos (Trusheim, 1960), (Fig. 2.13). Fig. 2.12 Almohadillas de sal (Jackson y Talbot, 1991). 34 Fig. 2.13 Ejemplo de fracturación de las almohadillas. *Nota: estas secciones sísmicas se encuentran mal migradas, por lo que se tiene una pobre imagen sísmica para la certera interpretación (Tomada de Sans y Sàbat, 1996). 2.3.1.5. Domos de sal (salt dome) Cuerpo circular o elíptico ascendente formado por el movimiento vertical de la sal que deforma la secuencia sedimentaria superior sin intrusión, como consecuencia de un empuje relativo de la sal cuando es enterrado bajo otro tipo de sedimento. Los hidrocarburos son comúnmente 35 localizados alrededor de domos de sal debido a las trampas creadas por el movimiento de la sal y la asociación con minerales evaporíticos que pueden ser un excelente sello (Schulmberger) (Fig. 2.14 y 2.15). Ejemplo de esto en México es en el Golfo de México en aguas ultra profundas a profundidades mayores a los 3000 m. Fig. 2.14 Típico domo o tronco salino, diapiro con paredes verticales y ligeras forma circular (Tomada de Smith, Kendell, Mkrides, Brown, 2016) Fig. 2.15 Domo de sal (Jackson y Talbot, 1991). o Tipos de domos y diapiros De acuerdo a la profundidad a la que se encuentra su cima (Halbouty, 1979) se clasifican en: a) Someros: Se forman entre la superficie y los primeros 600 metros de profundidad. 36 b) Intermedios: Se forman entre 600 y 1,800 metros de profundidad. c) Profundos: Se forman a más de 1,800 metros de profundidad. De acuerdo a la edad de formación se consideran como: a) Jóvenes: Anticlinales y domos bajos, en los cuales hay núcleos de sal, los cuales tienen una pequeña deformación. b) Maduros: Los núcleos de sal se transforman en paredes verticales sobre los cuales se tiene un cap rock. c) Viejos: Asociados a un cap rock; presentan brechas de disolución en las paredes. Los sedimentos adyacentes están muy fracturados y fallados y un sinclinal bien definido rodea al domo (minicuenca). 2.3.2. Estructuras diapíricas Estructuras formadas por intrusión salina de la cubierta sedimentaria, en las cuales se desarrollan diversas estructuras de alta amplitud (Fig. 2.16), como pueden ser: Paredes de sal (salt walls) Bloques diapíricos de sal (diapiric salt stock) Diapiro de sal (salt diapir) Toldos o canopies (salt canopy) Lengüeta de sal (salt tongue) 37 Fig. 2.16 Estructuras salinas con estructuras lineales en la parte izquierda y circulares en la derecha, incrementando el grado de madurez en el centro (Jackson y Talbot, 1991). 2.3.2.1. Paredes de sal (salt walls) Estructuras intrusivas, ascendentes y alargadas, resultado de una intensa sedimentación sobre las capas de sal. Forman hileras paralelas en los depocentros de la cuenca (Trusheim, 1960) y alcanzan desniveles de 5 km y longitudes de hasta 260 km (Fig. 2.17 y 2.20). Se desarrollan rápidamente por halokinesis, carga diferencial y flotación (Basurto, 1992). Fig. 2.17Pared de sal (Jackson y Talbot, 1991). 2.3.2.2. Diapiro de sal (salt diapir) Estructura geológica constituida por el material móvil que fue forzado en las rocas más débiles circundantes, usualmente por el flujo ascendente de material de un estrato original. El flujo pudo ser producido por fuerzas gravitacionales, fuerzas tectónicas o una combinación de ambas (Encyclopedia Britannica, 1998) (Fig. 2.18 y 2.20). Se encuentran en la zona más profunda de la cuenca, en perfecta continuidad con las almohadillas y separados de ellas por un sinclinal bajo el cual se halla, 38 frecuentemente una zona donde la capa de sal ha sido agotada y los sedimentos pre-sal y post sal están ahora en contacto. Fig. 2.18 Diapiros de sal elongado visto en sección sísmica (Tomada de Smith, Kendell, Mkrides, Brown, 2016). Las fases del diapirismo (Fig. 2.19) son descritas en un régimen extensional como: reactivo, activo y pasivo (Jackson y Vendeville, 1993). El diapirismo reactivo ocurre en respuesta de extensión de la sobrecarga quebradiza, siendo el principal iniciador del diapirismo salino (Jackson y Vendeville, 1993). Su proceso puede operar independientemente de la densidad y resistencia de sobrecarga (Koyi el al., 1993 y Jackson y Vendeville, 1993). La extensión crea un espacio encima de la capa de sal, el cual permite que la sal se emplace entre la falla normal suprayacente ligado a grabens (Hudec y Jackson, 2007). El diapirismo reactivo crea crestas con geometrías triangulares y es generalmente asociada con la creación de un escenario temprano de paredes de sal. La transición del diapirismo activo ocurre cuando el diapirismo reactivo ha ganado los suficientes grados en su vertical y la sobrecarga ha sido adelgazada por la extensión. La carga diferencial es la principal fuerza que conduce detrás del movimiento vertical en esta fase. El diapiro de sal podría intruir activamente dentro de la sobrecarga (Schultz-Ela et al., 1994) levantando el techo de la sobrecarga encima del nivel básico regional, rotando (Jackson et al., 1994). 39 La progresión al diapirismo pasivo ocurre cuando el diapiro es intruido y empujado a lado de la sobrecarga al punto donde la sal es penetrada a la superficie de sedimentación (Hudec y Jackson, 2007). La cresta del diapiro pasivo permanece en la superficie mientras que los sedimentos se hunden alrededor del diapiro. Fig. 2.19 Fases del diapirismo en un régimen extensional (Tomado de Vendeville & Jackson, 1992). Fig. 2.20 Sección sísmica donde se observan tanto diapiros como paredes de sal (Modificado de Mann, Rigg, CGGVeritas, 2012) 40 Tronco de sal (salt stock o salt plug) Son diapiros con forma semicircular que se desarrollan en los depocentros de la cuenca, los cuales alcanzan alturas de 5 km y longitudes de hasta 260 km. Se componen por tres partes (Trusheim, 1960) (Fig. 2.21): Bulbo (bulb) Parte superior del tronco está controlada por la viscosidad y madurez estructural; éstos pueden evolucionar hasta formar toldos o canopies (Jackson y Talbot, 1986). Tallo (stem) Parte más delgada Raíz (root) Base del tallo Son resultado de una intensa sedimentación sobre las capas de sal; se desarrollan rápidamente por mecanismos de halokinesis por carga diferencial y flotación (Basurto, 1992) (Fig. 2.22). Fig. 2.21 Tronco de sal (Jackson y Talbot, 1991). Fig. 2.22 Tronco de sal en sección sísmica (Tomado de Spatial variations in geometries of polygonal faults due to stress perturbations & interplay with fluid venting features). 41 2.3.2.3. Canopies de sal (salt canopy) Estructuras diapíricas complejas formadas por fusión parcial o total de los bulbos de los diapiros o de sábanas salinas (Fig. 2.17). Una sutura de sal (salt suture o collision zone) representa la unión entre estructuras salinas individuales que han unido lateralmente para formar toldos o canopies de sal (Lee et. al., 1989; Nelson y Fairchild, 1989); por lo que estos cuerpos se juntan a lo largo de suturas de sal y pueden o no estar conectados a la sal madre a través de los tallos (Fig. 2.23 y Fig. 2.24). Estas estructuras pueden diferenciarse en función de sus componentes (Jackson y Talbot, 1987) en (Fig.2.25): a) Salt-stock canopy- Son formadas por la unión de troncos de sal. b) Salt-wall canopy- Son formadas por la unión de paredes de sal. c) Salt-tongue canopy- Son formadas por la unión de lengüetas de sal. Fig. 2.23 Toldo o canopie de sal (Jackson y Talbot, 1991) 42 Fig. 2.24 Línea sísmica de la región del Canopie Sable Slope donde el canopie de sal es alimentado por diapiros; los cuerpos en rosa son tridimensionales y no están unidos a la intersección sísmica (Tomada de Call for Bids NS16-1 CNSOPB) Fig. 2.25 Se muestran los tres tipos principales de toldos o canopies de sal formados por la unión de a) troncos de sal, b) paredes de sal y c) lengüetas o canopies de sal (Jackson y Talbot, 1991). 2.3.2.4. Lengüeta de sal (salt tongue) Sábana salina asimétrica de menos de 80 km de longitud y 7 km de espesor, alimentada por un conducto individual que se expanden en dirección preferencial hacia sectores de menor presión (Fig. 2.26) (Jackson y Talbot, 1991). 43 Fig. 2.26 Lengüeta de sal (Jackson y Talbot, 1991). Si el flujo de sal es de decenas de kilómetros a nivel somero y en una dirección preferencial (Fig. 2.27), se formarán las estructuras conocidas como lengüeta (Worrall y Snelson, 1989); y si el flujo es bidireccional, entonces se formaran flujos, llamados “canopies” (Jackson y Talbot, 1989). Fig. 2.27 Estructuras salinas alcotanas (Jackson y Talbot, 1991) 44 MARCO GEOLÓGICO 3.1. GEOLOGÍA REGIONAL DEL GOLFO DE MÉXICO La Cuenca Petrolera del Golfo de México Profundo (GMP) corresponde a la porción central del Golfo, limitada por la isobata de 500 m hasta 1,500 m y el límite de la Zona Económica Exclusiva de México en el Golfo. La Provincia se subdivide en seis Cuencas con características geológicas distintivas (Salina del Bravo, Cinturón Plegado Perdido, Cordilleras Mexicanas, Cinturón Plegado de Catemaco, Cuenca Salina del Istmo y Abisal del Golfo de México). Los recientes descubrimientos en el Cinturón Plegado Perdido confirman el potencial petrolero en el Terciario, pues se han perforado varios pozos exploratorios que confirman el funcionamiento de sistemas petroleros activos, logrando correlacionarlos con campos de Estados Unidos. Por otro lado, se han reportado acumulaciones de hidrocarburos en arenas del Mioceno cortadas durante operaciones de perforación, lo cual comprueba la existencia de otro sistema petrolero activo en la zona de minicuencas; así como emanaciones de aceite y gas en el fondo marino, principalmente en el área del Cinturón Plegado Perdido, Cinturón Subsalino y zona de minicuencas, relacionadas al diapirismo salino, demostrando el funcionamiento de un sistema petrolero activo (Fig. 3.1) (CNH, 2015). Fig. 3.1 Pozos exploratorios en los Sectores Oeste y Este del Golfo de México. Emanaciones de hidrocarburos en el fondo marino en estos sectores del Golfo de México (Tomado de CNH 2015). 45 3.2. PROVINCIAS GEOLÓGICAS DEL NORTE DE MÉXICO. 3.2.1. Provincia Salina del Bravo Se localiza en el sector noroccidental del Golfo de México, frente al delta del Río Bravo, en tirantes de agua que varían de 500 a 2,500 m. y se caracteriza por la presencia de mantos tabulares de sal, toldos y diapiros, evacuados desde el Oeste. Incluye las subprovincias del Cinturón Subsalino y Minicuencas (CNH, 2015). 3.2.1.1. Cinturón Subsalino Presenta un régimen compresivo, con pliegues amplios debidos a la propagación de las fallas inversas, con una orientación preferencial NE- SW, sus profundidades varían entre los 500 y 2500 m. Se caracteriza por mantos tabulares de sal somera, formandonapas y diapiros, producto de la evacuación de la sal madre del Jurásico, intercalados o sobrepuestos con secuencias sedimentarias plegadas del Jurásico, Cretácico y Terciario. Las trampas son anticlinales fallados en flancos, nucleados por domos de sal y sepultados por canopies y lengüetas de sal alóctona (CNH, 2015). 3.2.1.2. La zona de Minicuencas Está localizada al occidente de la Provincia Salina del Bravo y está representada por toda una franja, paralela al talud continental, con la presencia de diapiros de sal o arcilla asociados a un régimen extensivo gravitacional con niveles de despegue someros sobre las arcillas del Eoceno Superior, creando estructuras de relleno sinsedimentario del Neógeno y acuñamientos de sedimentos contra diapiros de sal o arcilla. Las trampas son estructuras extensivas gravitacionales con niveles de despegue sobre las arcillas del Oligoceno Inferior con orientación regional, formando dichas estructuras (minicuencas) (Fig. 3.2) (CNH, 2015). 46 Fig. 3.2 Tipo de estructuras salinas (Tomado de CNH, 2015) 3.2.2. Cinturón Plegado Perdido (CPP) Es una serie de estructuras simétricas ubicadas en el norte del Golfo de México, en aguas profundas tanto de México como de Estados Unidos, constituido por un conjunto de pliegues originados por la propagación de fallas inversas que van de NE-SW, despegando en la cima de la sal autóctona Jurásica. El CPP es producto de la compresión del occidente y de la deformación provocada por la sal, durante el Oligoceno- Mioceno. En la parte estadounidense del CPP se tienen pozos: Baha, Trident, Great White, Tobago, Silvertip y Tiger; por su parte, en la porción Mexicana se tienen pozos: Trion-1, Supremus-1, Maximino-1 y Vasto-1; todos estos con acumulaciones de hidrocarburos en plays del Paleógeno (Fig. 3.3). Fig. 3.3 Cuencas petroleras con sal (Modificado de CNH, 2015). 47 Los pliegues levantan el límite de la secuencia regional del Cretácico Medio. En el Paleógeno, hacia el antiguo continente, existió un gran aporte de sedimentos provenientes de la erosión de tierras emergidas durante la Orogenia Laramídica y episodios volcánicos y epirogénicos posteriores, tales como Trans-Pecos Texas y la Sierra Madre Occidental. La carga sedimentaria provocó la extensión en los Depocentros de la cuenca reacomodando grandes volúmenes clásticos. Se tuvo una extensión que alcanzó grandes niveles de despegue en el paquete de sal jurásica, lo que provocó un desalojo masivo, formación de intrusiones de sal y toldos o canopies en la zona distal (Fig. 3.4). Fig. 3.4 Evolución de los toldos de sal y formación del CPP. La transferencia de esfuerzos y la deformación consecuente del CPP ocurrió cuando la sal alóctona se desprendió totalmente de la sal autóctona, (Trudgill et. al. 1999). Sus trampas son pliegues por propagación de fallas nucleados por sal con fallas en sus flancos y en la cima de las estructuras (Fig. 3.5). 48 Fig. 3.5 Tipos de trampas involucradas con cuerpos salinos (Tomado de CNH 2015). 3.3. PLAYS SUBSALINOS EN EL GOLFO DE MÉXICO 3.3.1. Plays Subsalinos en el Norte del Golfo de México Trión-1 El pozo Trión-1 se encuentra en un tirante de agua de poco más de 2 mil 400 m, en la subprovincia del Cinturón Plegado Perdido frente al litoral de Tamaulipas (Fig. 3.6). El objetivo principal del pozo descubridor Trion-1 fue de evaluación del potencial económico de hidrocarburos en la secuencia de rocas siliciclásticas del Eoceno Inferior Wilcox. La geometría del anticlinal es asimétrica, se encuentra limitado por fallas inversas que despegan en el Eoceno Temprano fue determinada por una interpretación sísmica en profundidad (PEMEX, 2014). 49 Fig. 3.6 Localización del campo Trión y sección sísmica del pozo Trión (Tomado de Peña, 2015). Exploratus-1 Se encuentra, al Norte del Golfo de México, en la Provincia Geológica Cinturón Plegado Perdido en un tirante de agua de 2,500 metros (Fig. 3.7). Su estructura es un pliegue anticlinal que cierra en cuatro direcciones con orientación NE-SW, limitado por fallas inversas; éste forma parte de un sistema turbidítico de depósito de pie de talud y abanicos submarinos (Peña, 2015). Fig. 3.7 Localización y sección sísmica del pozo Exploratus-1 (Tomado de Peña, 2015). 3.3.2. Plays Subsalinos en la Cuenca Salina del S-SE de México Está localizada en la Planicie Costera del Golfo de México y la Plataforma Continental del sureste de México, incluye una porción terrestre 50 y una marina, siendo ambas las zonas más productoras de aceite a nivel nacional (Fig. 3.8). Estas cuencas evolucionan dentro de un margen pasivo, desde la apertura del Golfo de México en el Jurásico Medio, la instalación y extensión de plataformas de sedimentación carbonatada durante el Cretácico, hasta las condiciones de cuenca subsidente de tipo antefosa que termina con el cierre y colmatación sedimentaria al final del Neógeno (CNH, 2015). Fig. 3.8 Mapa geológico de las Cuencas del Sureste (Tomado de CNH,2015) 3.3.2.1. Cuenca Salina del Istmo (parte continental) Está localizada desde el frente de la Sierra de Chiapas, al Sur hasta los 500 m, al Oriente con la Plataforma de Yucatán, al occidente con el Complejo Volcánico de los Tuxtlas, al Oeste con la Cuenca de Veracruz y al Este con el Pilar Reforma-Akal. Esta provincia incluye una porción de la sub-cuenca de Comalcalco, su origen está asociado a la carga de sedimentos y evacuación de sal. Se caracteriza por diapiros, paredes, lengüetas y toldos de sal que formaron cuencas por evacuación de sal (Comalcalco) y minicuencas entre cuerpos salinos. Las rocas mesozoicas y paleógenas, están plegadas y falladas con dirección NE-SW con rotación en los pedestales de los diapiros salinos. En el Terciario se presentan 51 estructuras dómicas asociadas a masas salinas, fallas lístricas con rotación que afectan hasta el Mesozoico y fallas lístricas con inclinación al sureste (Fig. 3.9). Los cuerpos de sal en la Cuenca Salina del Istmo, se extienden hacia el Golfo, creando capas y lengüetas (toldos o canopies), con corrimientos (CNH, 2015). La parte superior de los cuerpos salinos llega a ser progresivamente más rugosa, como resultado de una carga continua de sedimentos. Los diapiros secundarios que se forman son el resultado del desplazamiento de los sedimentos alóctonos, lo cual provoca cambios en los espesores de la sal y va dejando remanentes en forma de capa que llegan a ser desmembrados, formando depresiones en áreas que actúan como depocentros (León, 2001). Existen episodios de formación de capas que se acuñan dentro de la minicuenca, los cuales se interpretan como niveles de emplazamientos de sal en toda la columna sedimentaria (CNH, 2015). Fig. 3.9 Ubicación de la Provincia Petrolera del Sureste y sección estructural tipo de la Cuenca Salina del Istmo (Terrestre), (Tomado de Provincia Petrolera Sureste, PEMEX, 2013). 52 3.3.2.2. Cuenca Salina del Istmo (parte marina) Es la extensión hacia aguas profundas del Golfo de México, que va desde la isóbata de 500 m hasta la planicie abisal (Fig. 3.10). Presenta diferentes estilos de tectónica salina; en la dirección S-SE a N-NW, evoluciona de diapiros comprimidos (algunos colapsados y conectados con la sal madre) a geometrías de toldos de sal alóctona, emplazados cerca del fondo marino y estructuras con intrusión de sal. Estas estructuras son producto del reacomodo de la extensión gravitacional del Plio-Pleistoceno de la cuenca. Las fases de evolución tectónica salina, generaron desde el Mioceno un número considerable de oportunidades exploratorias, asociadas a trampas combinadas y estructurales del Terciario y Mesozoico. Fig. 3.10 Ubicación y sección estructural tipo de la Cuenca Salina del Istmo (Marina), (Tomado de Provincia Petrolera Golfo de México Profundo,
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