NOTA INFORMATIVA

EL ANÁLISIS DE CUENCAS, ENFOQUE MULTIDISCIPLINARIO PARA LA EXPLORACIÓN ECONÓMICA DE CUENCAS

SEDIMENTARIAS Y LA CARACTERIZACIÓN DE SISTEMAS PETROLEROS

FELIPE ORTUÑO ARZATE, ENRIQUE AGUILERA HERNANDEZ y SALVADOR ORTUÑO ARZATE Exploración IMP

INTRODUCCIÓN Y A N T E C E D E N T E S

E n la ac tua l idad , la exploración económica en nues­

t ro país es tá d e l i m i t a d a p o r dos f ron te ras : la o r i en ­

tal , d e t e r m i n a d a p o r la p r o f u n d i d a d c a d a vez m a y o r

de las a g u a s del Golfo d e M é x i c o con obje t ivos es t ra ­

tigráfico—petrolíferos de m a y o r r e n d i m i e n t o ; y la oc­

c iden ta l de f in ida p o r d o m i n i o s t ec tón icos m á s c o m ­

plejos ( F i g u r a 1). A d e m á s , d e n t r o de la r eg ión p e t r o ­

lífera así d e l i m i t a d a ( m á s de 350 ,000 km^) exis ten

s u b c u e n c a s pe t ro l í fe ras mesozo icas y cenozo icas con

grados de explorac ión m u y a v a n z a d a (o m a d u r a s ) , cu­

yo r e n d i m i e n t o en r e se rvas y p r o d u c c i ó n es c a d a vez

m á s l i m i t a d o .

L a exp lo rac ión pe t ro l e r a se en f ren ta , en efecto, a

u n e scena r io geológico de m a y o r i n c e r t i d u m b r e p a r a

la local ización d e n u e v o s y a c i m i e n t o s y a u n con tex­

to e c o n ó m i c o de m a y o r r iesgo , p o r los m e d i o s t ecno ­

lógicos que conlleva la t raducción final en reservas p ro­

b a d a s . El r e n d i m i e n t o de la exp lo rac ión impl ica , en

consecuenc ia , u n en foque n e c e s a r i a m e n t e global e in-

t e g r a d o r , f u n d a d o en el p r o g r e s o del c o n o c i m i e n t o ,

concep tos , m é t o d o s y tecnologías con m a y o r p o d e r de

r e so luc ión y de p r o d u c c i ó n .

Es te e n f o q u e mu l t i d i s c ip l i na r io h a t e n i d o u n ráp i ­

d o desa r ro l lo y se h a conso l idado c o m o u n a discipl i­

n a de v a n g u a r d i a en la exp lo rac ión pe t ro l e ra , ba jo

el n o m b r e de Anál is is de C u e n c a s (K le in spehn y P a o -

la , 1988; Al ien y Al ien , 1990; M i a l l , 1990) , c u y o o b ­

j e t i v o se o r i e n t a , a d e m á s de la r econs t i tuc ión de la

evo luc ión de las c u e n c a s s e d i m e n t a r i a s c o m o en t ida ­

des g e o d i n á m i c a s , a la d e t e r m i n a c i ó n y cuantif icación

d e los p rocesos y m e c a n i s m o s q u e c o n d i c i o n a r o n la

g e n e r a c i ó n , e x p u l s i ó n , m i g r a c i ó n y a c u m u l a c i ó n de

h i d r o c a r b u r o s en u n e s q u e m a c o h e r e n t e t e m p o r a l y

e spac ia l : el s i s t e m a p e t r o l e r o ( P e r r o d o n , 1 9 8 3 , 1988 ,

1992; M a g o o n , 1988; D e m a i s o n a n d H u i z i n g a , 1991 ;

S m i t h , 1991) .

L a p r e s e n t e n o t a t i ene c o m o p r o p ó s i t o d i v u l g a r el

e s q u e m a me todo lóg ico i n s t r u m e n t a d o e n el In s t i t u to

M e x i c a n o del Pe t ró leo con los c o n c e p t o s y las técni­

cas q u e g u í a n , a c t u a l m e n t e , la c a r a c t e r i z a c i ó n , d iag­

nóstico y evaluación integral de cuencas sed imenta r i a s ,

c o m o p re r r equ i s i t o p a r a la eva luac ión d e los r ecur sos

pe t ro leros totales o r e m a n e n t e s , s e g ú n el ca so . Se in­

c luye , a s i m i s m o , u n a b ib l iograf ía s u c i n t a d e a r t ícu los

y ob ra s re la t ivos a la m e t o d o l o g í a i n t e g r a d a y con as­

pectos específicos d e las d i sc ip l inas i n v o l u c r a d a s .

L a c o n c e p c i ó n d e la e s t r u c t u r a m e t o d o l ó g i c a q u e

a q u í se p r e s e n t a t i ene c o m o a n t e c e d e n t e la e x p e r i e n ­

cia a d q u i r i d a , d e s d e 1989 , e n la r e a l i z a c i ó n d e p r o ­

yectos de i nves t igac ión a p l i c a d a y d e s a r r o l l o t ecno ló ­

gico en m a t e r i a de Anál i s i s G e o d i n à m i c o d e C u e n c a s .

El S i m p o s i o d e G e o d i n á m i c a d e C u e n c a s q u e tu ­

vo l u g a r en la C i u d a d de V e r a c r u z , e n el m a r c o d e

la X I C o n v e n c i ó n G e o l ó g i c a N a c i o n a l d e la Soc i edad

Geo lóg ica M e x i c a n a , t u v o el m é r i t o d e p r e s e n t a r u n a

v is ión d e los t r a b a j o s y e s t a d o d e d e s a r r o l l o d e e s t a

disciplina en M é x i c o . E n esta ocas ión , v i m o s con agra ­

do la pa r t i c ipac ión de u n n u m e r o s o g r u p o d e geocien-

tíficos con t r aba jos e n las d i f e r en t e s r a m a s q u e in te ­

g r a n el s a b e r m u l t i d i s c i p l i n a r i o del Aná l i s i s d e C u e n ­

cas . Se p r e s e n t a r o n t r a b a j o s d e d i s t i n t a s c u e n c a s del

pa í s : C h i h u a h u a ( O r t u ñ o y A d a t t e , 1 9 9 2 ) , S a b i n a s

( S a n t a m a r í a et al., 1992) , T l a x i a c o ( S o t o et al., 1992) ,

B O L . A M G P , V O L X U I I , N U M . 1, E N E R O - J U N I O , 1993, p. 3 4 - 4 1

EL ANÁLISIS DE CUENCAS, ENFOQUE MULTIDISCIPLINARIO PARA LA EXPLORACIÓN 35

T a m p i c o - T u x p a n ( G u z m á n , 1992) , Zongo l i ca ( O r ­

t u ñ o y D e l f a u d , 1992) , Fosas d e C h i a p a s ( M a n d u j a -

no et al., 1992) ; e n ellos se a b o r d a r o n d iversos t e m a s

c o m o la Es t r a t i g r a f í a S í smica , Anál is is Secuencied,

M o d e l a d o E s t r u c t u r a l , l a subs idencia y la his tor ia tér­

mica . El ba l ance de este S impos io fue posi t ivo, ya q u e

m o s t r ó q u e el Anális is de C u e n c a s , s iendo u n a disci­

p l ina j o v e n en M é x i c o , v a en r á p i d o ascenso y t i ende

a consol idarse c o m o u n a l ínea de v a n g u a r d i a en la

exp lo rac ión pe t ro l e r a e n los años ven ide ros .

FRONTERA OCCIDENTAL DEL AREA PRODUCTORA

FRONTERA ORIENTAL DEL AREA PRODUCTORA ( - 1 0 0 - m . )

( - 2 0 0 0 m . )

,REA TERRESTRE S POTENCIAL

PETROLERO

1̂ 1—

AREA MARINA CON POTENCIAL PETROLERO

AREA PRODUCTORA ( + 3 5 0 0 0 0 K m ' )

Fig. 1- Localización geográfica de la región producto^^

3 6 ORTUNO. AGUILERA Y ORTUNO

ESTRUCTURA METODOLOGICA CONCEPTUAL

El e s q u e m a a d o p t a d o ( F i g u r a 2) c o n t e m p l a c o m o

p u n t o de p a r t i d a la concepc ión de t res l íneas de in­

vest igación esenciales r e p r e s e n t a d a s po r la Es t ra t ig ra ­

fía Secuenc ia l , el M o d e l a d o E s t r u c t u r a l y T e c t ó n i c o

y el M o d e l a d o G e o q u í m i c o C u a n t i t a t i v o . Los m o d e ­

los s u m i n i s t r a d o s p o r es ta t r i logía de base cons t i tu ­

yen n a t u r a l m e n t e la m a t e r i a p r i m a p a r a el s e g m e n t o

de la Síntesis y M o d e l a d o de C u e n c a s . El conoc imien­

to de las c u e n c a s y de sus p a r á m e t r o s geope t ro l e ros

const i tuyen, a su vez, los i n s u m o s indispensables p a r a

a b o r d a r los a spec tos de r iesgo e i n c e r t i d u m b r e de la

exp lo rac ión : la Evciluación T é c n i c o — E c o n ó m i c a de

Sis temas Pe t ro le ros . A s i m i s m o , en es ta fase del esque­

m a se desp rende el aspecto relativo a la clasificación de

cuencas y de sistemas petroleros , que const i tuyen bases

de conocimiento indispensables pa ra la t o m a de decisio­

nes , en caso d e p r o g r a m a s de e x p l o r a c i ó n i n t ens iva .

Es te p roceso de inves t igac ión s u m i n i s t r a las bases de

c o n o c i m i e n t o f u n d a m e n t a l e s p a r a la concepc ión y di­

seño de nuevas estrategias de e x p l o r a c i ó n .

L a p r e sen t e no t a hace énfasis, p a r t i c u l a r m e n t e , en

los c u a t r o p r i m e r o s t e m a s , es deci r : Es t r a t ig ra f í a Se­

cuenc ia l , M o d e l a d o E s t r u c t u r a l y T e c t ó n i c o , M o d e ­

lado G e o q u í m i c o y M o d e l a d o de C u e n c a s .

1) Es trat igraf ía S e c u e n c i a l ( F i g u r a 3).— Es u n

m é t o d o de anál is is de series s e d i m e n t a r i a s q u e con­

siste en e s tab lecer la o r g a n i z a c i ó n de facies en u n i d a ­

des es t ra t igráf icas g e n é t i c a m e n t e l igadas y s e p a r a d a s

e n t r e sí p o r superficies de d i s c o n t i n u i d a d , lo cua l t ra ­

d u c e la noc ión de secuenc ias s e d i m e n t a r i a s (Va i l et

al., 1987). L a identif icación y la da t ac ión de estas dis­

c o n t i n u i d a d e s y secuenc ias a soc iadas p e r m i t e n es ta­

b lecer m o d e l o s de depós i to ca l ib rados con los ciclos

eus tá t i cos en u n m a r c o c ronoes t ra t ig rá f i co de va lo r

g loba l . Las técnicas d e i n t e r p r e t a c i ó n son el anál is is

secuenc ia l de facies s e d i m e n t a r i a s , e lectrofacies y fa­

cies s í smicas , c a l i b r a d a s con es tud ios b ioes t ra t igráf i -

cos . C o m o d isc ip l ina de síntesis es t ra t igráf ica y sedi-

m e n t o l ó g i c a , s u m i n i s t r a la g e o m e t r í a y la d i n á m i c a

de los c u e r p o s s e d i m e n t a r i o s y su co r re lac ión e n t r e

l íneas s ísmicas , pozos y a f loramientos , lo cual p e r m i t e

def ini r la suces ión lógica y n a t u r a l de los even tos se­

dimentarios en t i e m p o y espac io , en el m a r c o de la

d i n á m i c a p r o p i a al t ipo de c u e n c a en e s t u d i o .

2) M o d e l a d o T e c t ó n i c o Es truc tura l (F ig . 3).—

Es t a l ínea de inves t igac ión se o r i e n t a n a t u r a l m e n t e

a def inir , a d e m á s de la a r q u i t e c t u r a y g e o m e t r í a de

las secuenc ias s e d i m e n t a r i a s y d e su b a s a m e n t o , la

evo luc ión p a l e o e s t r u c t u r a l y la c r o n o l o g í a d e los pa­

r á m e t r o s geope t ro le ros . Es t a d i sc ip l ina i n t e g r a las he­

r r a m i e n t a s , m é t o d o s y t é c n i c a s d e b a s e s igu i en t e s :

Procesamiento digital e interpretación de imágenes de satéli­

te.— L a te ledetección y las i m á g e n e s p r o d u c i d a s p ro­

p o r c i o n a n u n a visión de c o n j u n t o d e la conf igurac ión

geológica y geográfica regional (Scanvic , 1983; Sabins ,

1987). L a d i spon ib i l idad de i m á g e n e s e n m e d i o s digi­

tales y su p r o c e s a m i e n t o n u m é r i c o e n p l a t a f o r m a s in­

formát icas a p r o p i a d a s , se o r i e n t a n a se lecc ionar y/o

con t r a s t a r los valores r a d i o m é t r i c o s i n h e r e n t e s a la in­

fo rmac ión q u e in t e resa p a r a fines e x p l o r a t o r i o s . Los

diferentes t r a t a m i e n t o s n u m é r i c o s t i e n e n p o r objeto

p r o d u c i r i m á g e n e s m e j o r a d a s p a r a el anál is i s e inter­

p r e t a c i ó n de la ca r togra f ía l i toes t ra t igráf ica , e s t ruc tu ­

ral y la def inic ión del m a r c o t ec tón ico , p r o d u c t o s pre ­

vios a la concepc ión del m o d e l o c i n e m á t i c o d e evolu­

ción de la r eg ión o c u e n c a en e s t u d i o .

Interpretación de subsuelo. — El aná l i s i s e i n t e r p r e t a ­

c ión , con e n f o q u e geo lóg ico , d e secc iones s í smicas y

de regis t ros geofísicos d e p o z o , c a l i b r a d o s c o n núcleos

y m u e s t r a s de cana l , se o r i e n t a e s e n c i a l m e n t e a la de­

finición de las s ecuenc ia s es t ra t ig rá f icas y sus l ími tes ,

la de l i ncac ión de los s i s t e m a s de d e p ó s i t o y la de te r ­

m i n a c i ó n de los p a t r o n e s e s t r u c t u r a l e s . A n t e r i o r m e n ­

te , la i n t e r p r e t a c i ó n s í smica i n c l u í a s o l a m e n t e el as­

pec to e s t r u c t u r a l a p a r t i r de los h o r i z o n t e s s ísmicos

y el anál is i s d e las v e l o c i d a d e s s í smica s . L a i n c o r p o ­

rac ión del en foque s i smoes t ra t ig rá f ico , a p a r t i r del co­

n o c i m i e n t o de secuenc ia s y de facies s í s m i c a s , h a m e ­

j o r a d o n o t a b l e m e n t e la p r e c i s i ó n d e los m o d e l o s geo­

lógicos e n 2 D y 3 D d e la a r q u i t e c t u r a d e las series

s e d i m e n t a r i a s e n s u b s u e l o , m e d i a n t e los s i s t e m a s in­

teract ivos de in t e rp re t ac ión . L a i n t e r p r e t a c i ó n d e sub­

suelo se c o m p l e m e n t a con la d e t e r m i n a c i ó n de la geo­

m e t r í a del b a s a m e n t o de la c u e n c a , p o r m e d i o del m o ­

d e l a d o d e d a t o s g r a v i m é t r i c o s y m a g n e t o m é t r i c o s .

Balanceo de secciones.— El e n f o q u e pc i leoes t ruc tura l

t i ene dos ob je t ivos : r e c o n s t r u i r la g e o m e t r í a e s t ruc ­

t u r a l ac tua l de la s e c u e n c i a s e d i m e n t a r i a c o m p r e n d i ­

d a en t r e el b a s a m e n t o y la superf ic ie y r e s t i t u i r la geo­

me t r í a inicial de la secuencia d e f o r m a d a ( S u p p e , 1983;

M i t r a y N a m s o n , 1989; M o r e t t i y L a r r e r e , 1989; M o ­

re t t i et al., 1990) . L a t é c n i c a d e " b c d a n c e o d e seccio­

n e s " es la h e r r a m i e n t a d e b a s e p a r a es tos d o s objet i ­

vos . E s t a t é c n i c a i n t e g r a el a s p e c t o g e o m é t r i c o d e las

es t ruc turas actuales (conservac ión de la m a s a ) y el sen­

t ido c i n e m á t i c o d e la d e f o r m a c i ó n ( r e t r a t o t e c t ó n i c a ) .

EL ANÁLISIS DE CUENCAS, ENFOQUE MULTIDISCIPLINARIO PARA LA EXPLORACIÓN ... 37

El b a l a n c e o de secciones geológicas , a c t u a l m e n t e op ­t i m i z a d o p o r m e d i o d e i n t e r p r e t a c i ó n in t e rac t iva , cons t i tuye u n p r o c e d i m i e n t o c o m p l e t o q u e p e r m i t e u n a m e j o r v a l o r a c i ó n y a r t i cu l ac ión de da to s en m o ­delado es t ruc tura l (geología d e superficie, da tos de po­zos, secciones s í smicas ) .

3) M o d e l a d o G e o q u í m i c o C u a n t i t a t i v o (F ig . 3).— E n la e v a l u a c i ó n del po tenc ia l g e n e r a d o r de las cuencas sed imen ta r i a s , los m é t o d o s geoquímicos cons­t i tuyen un c o m p o n e n t e p r e p o n d e r a n t e en el concier­to de técn icas d e aná l i s i s . E n el p roceso exp lo ra to r io , la geoqu ímica o rgán ica , en franco desarrol lo desde ha­ce tres d é c a d a s , d i s p o n e a c t u a l m e n t e d e h e r r a m i e n ­tas sofist icadas de u s o s i s temát ico q u e p e r m i t e n abor ­d a r los p r o b l e m a s re la t ivos al o r igen d e los h id roca r ­b u r o s , desde el depós i to de las fo rmac iones r icas e n m a t e r i a o r g á n i c a y su t r a n s f o r m a c i ó n , h a s t a la expul ­sión, mig rac ión y p rese rvac ión de h id roca rbu ros (Tis -sot a n d W e l t e , 1978; D e m a i s o n , 1984).

Los es tud ios ópt icos d e la m a t e r i a o r g á n i c a se apo ­yan , p r inc ipa lmen te , en análisis petrográficos, de fluo­rescenc ia y d e ref lec tanc ia , o r i e n t a d o s a clasificar el t ipo de m a t e r i a o r g á n i c a y d e d u c i r su evo luc ión tér­mica ( R o b e r t , 1985). El concepto de v e n t a n a de aceite se b a s a e n la f recuenc ia de o c u r r e n c i a de h id roca r ­b u r o s en func ión de la p r o f u n d i d a d y de la t e m p e r a ­t u r a . E n este c o n c e p t o , es f u n d a m e n t a l la noc ión de r a n g o de t r a n s f o r m a c i ó n a p a r t i r de la cuant i f icac ión de d iversos p a r á m e t r o s d e la m a t e r i a o r g á n i c a , tales c o m o el " P o d e r de Ref l ec t anc ia de la V i t r i n i t a " y el " í n d i c e de A l t e r a c i ó n T é r m i c a " .

Los análisis geoquímicos de la fracción orgán ica h a n c o n t r i b u i d o de m a n e r a i m p o r t a n t e en el avance del conoc imien to en m a t e r i a de clasificación, composic ión y g r a d o d e m a d u r e z del k e r ó g e n o y de los h id roca r ­b u r o s (T i s so t a n d W e l t e , 1978) . L a s técnicas m a y o r ­m e n t e u t i l i zadas en este aspec to son el anál is is ele­menta l y la pirólisis p r o g r a m a d a (Espitalié, 1985). Asi­m i s m o , la c roma togra f í a acop lada con espec t romet r í a d e m a s a s es n e c e s a r i a p a r a i n c o r p o r a r el anál is is de al ta reso luc ión a nivel m o l e c u l a r de los h i d r o c a r b u ­ros , en c u a n t o a su o r i g e n s e d i m e n t a r i o y b i o q u í m i ­co ( M a c k e n z i e , 1984) .

L a g e o q u í m i c a i n o r g á n i c a se h a i n c o r p o r a d o con u n dob le ob je t ivo : p r i m e r a m e n t e , e s tab lecer la d ia­génesis d e los m i n e r a l e s arci l losos, t a n re l ac ionados a

la concen t rac ión de la m a t e r i a o rgán ica ; y correlacio­n a r y ccdibrar la d iagénes is o r g á n i c a con el p a r á m e ­t ro t é rmico de t r ans fo rmac ión mine ra l , el " í n d i c e de Cr i s t a l i n idad de La I l l i t a " ( K ü b l e r , 1984).

L a aplicación c o m b i n a d a de las técnicas geoquími­cas a n t e r i o r m e n t e evocadas t i enden a o p t i m i z a r la si­mulac ión y mode lado ma temá t i co de generación y ex­puls ión de h i d r o c a r b u r o s ( U n g e r e r et al., 1987; We l ­te a n d Yalc in , 1988). Los mode los de gene rac ión in­c o r p o r a n p r e v i a m e n t e aqué l los re la t ivos a la h is tor ia t é r m i c a y de s e p u l t a m i e n t o de las u n i d a d e s gene ra ­do ras , ca l ibrados con p a r á m e t r o s rea lmente med idos . L a c inét ica de d e g r a d a c i ó n del ke rógeno se basa fun­d a m e n t a l m e n t e en la s imulac ión de la fo rmac ión de acei te en seis reacc iones pa ra le las y la fo rmac ión d e gas en u n a reacción s imple , a pa r t i r de la ecuac ión de A r r h e n i u s . El objet ivo final es la d e t e r m i n a c i ó n de la c a n t i d a d y t ipo d e h i d r o c a r b u r o s g e n e r a d o s y expu l sados p o r la roca g e n e r a d o r a .

4 ) S í n t e s i s y M o d e l a d o d e C u e n c a s (Fig. 4).— Es u n a disc ipl ina de síntesis final en la inves t igac ión y operac ión de cuencas c o m o en t idades integrales en su m a r c o geodinàmico . Los modelos generadores , en esta e t a p a , t i enen c o m o objet ivo d e t e r m i n a r los a lcances espacia les y t e m p o r a l e s de la c u e n c a y definir , en es­te con tex to evolu t ivo , los procesos , m e c a n i s m o s y pa­r á m e t r o s q u e cond ic iona ron la generac ión , mig rac ión y a c u m u l a c i ó n de h i d r o c a r b u r o s . El r e su l t ado final se conc re t a en la ca rac t e r i zac ión y def inición del sis­t e m a pe t ro l e ro , e l e m e n t o de base p a r a la concepc ión de las estrategias de exploración subsecuentes . Los m é ­todos y p r o c e d i m i e n t o s u s a d o s p a r a m o d e l a r y eva­l u a r u n a c u e n c a son v a r i a d o s p e r o , en genera l , t ie­nen m u c h o en c o m ú n y d e p e n d e n p r i n c i p a l m e n t e del t ipo y de la d i spon ib i l idad d e los da tos . L a secuenc ia de es tud io c o n t e m p l a los aspec tos s igu ien tes :

Análisis Geohistóricoy Paleoestructural. — Es te m é t o d o

sumin i s t r a , p o r m e d i o de c u r v a s en función del t iem­p o , las tasas d e subs idenc ia y de a c u m u l a c i ó n de se­d i m e n t o s , a pa r t i r de t res cor recc iones bás icas : de c o m p a c t a c i ó n , p a l e o b a t i m e t r í a y e u s t a t i s m o global ( U n g e r e r et al., 1987; A n g e n i v e et al., 1990). L a in­t e r p r e t a c i ó n de r e su l t ados c o n t r i b u y e , p o r u n a pa r ­te , al r e c o n o c i m i e n t o de los m e c a n i s m o s de fo rma­ción de las cuencas (his tor ia geod inámica ) y, po r o t ra , cons t i t uyen el referencial necesa r io p a r a el cá lculo d e

38 ORTUÑO, AGUILERA Y ORTUÑO

Otros p a r á m e t r o s : flujo y g rad i en t e geo té rmico , sepul­

t a m i e n t o y m a d u r e z t é r m i c a de u n i d a d e s g e n e r a d o ­

ras , pa l eopo ros idades , p a l e o p r e s i o n e s y c r o n o l o g í a de

g e n e r a c i ó n .

ESTRATIGRAFÍA

S E C U E N C I A L

M O D E L A D O

E S T R U C T U R A L

Y T E C T Ó N I C O

M O D E L A D O

G E O Q U Í M I C O

CUANTITATIVO

S Í N T E S I S Y

M O D E L A D O

DE C U E N C A S

EVALUACIÓN

T E C N I C O -

E C O N O M I C A

DE S I S T E M A S

P E T R O L E R O S

CLASIFICACIÓN

DE C U E N C A S

Y D E S I S T E M A S

P E T R O L E R O S

E S T R A T E G I A S

D E E X P L O R A C I Ó N

Pig. 2.- Esquema multidisciplinario de líneas de investigación aplicada con objetivo integral para el análisis y evaluación de cueruas y

de sistemas petroleros.

2

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FUENTES DE INFORMACIÓN

-COLUMNAS POZOS

-ВЕСШТЯОЗ POTOS

-COLUMNAS aUPEEF.

-SECCIONES SlSinC.tS

-IMÁGENES DE aiTEUTE

-PLANOS CBOLOCICO-BSTRUCTU RALES

-LITOBSTRATIGBAriA

-COLUMNAS DI POZOS

-SKCaONIS SISICCAS

-GRiVIMETIÍIA

-MACNCTOMCTRIA

-COLUMNAS SUPEKP.

-COLUMNAS POZOS

-RBCOTROS POZOS

-MUESTRAS SUPEKr.. NUCLEO Y CANAL

MÉTODOS Y TÉCNICAS

-ANÁLISIS BIOES^RATIGRAflCO

-ANÁLISIS SECUENCIAL

-ANÁLISIS DE FACltS

-PRÜCESAMIENTQ DIGITAL DE IMÁGENES

-DÍTERPRETACIaN ANALOGIC* DI IMÁGENES

-lOTERPRCTACION DE SUPERnCa

-lOTERPRETACION SÍSMICA INTKRACnVA

-MODELADO DE BASAMENTO -BALANCEO DE SECCIONES

ESTRUCTURALES

ESTUDIOS ÓPTICOS

-FACIES ORGÁNICAS -URÓGENO -Ro VITRINITA

ANAUSIS СЕОЧиШКОа FRACCIÓN ORGANICA

-PIRÓLISIS -CROMATOGRAKU -ESPECTROMETRÍA

A.NAUS1S i;E04t"MlC0S FRACCIÓN MINERAL

-DIFRACCIÓN RAYOS X

RESULTADOS MODELOS

-UNIDADES Ш0-ESTTRATICHAFICAS

-DISCONTINUlDAIiES Y LIMITES DE EVENTOS

-SECUENCIAS SEDIMENTARIAS

-AMBIENTES DE DEPOSITO

-MARCO CRONOESTRATIGRÁFICO

-DINAMICA SEDIMENTARLA

-CONTETTO MOBFOESTSUCTURAL

-CARTOGRAFIA LITOESTRATIGRÁFICA

-ARQUITECTURA DE LA SECUENCIA SEDDiENTARIA

-AEQUITECTUKA DEL BASAMENTO

-SECCIONES ESTRUCTURA­LES RESTAURADAS

V7

-CARACTERIZACIÓN DEL KERÓGENO

-EVOLUCIÓN TERMICA

-RANGOS DE TRANSFORMACIÓN

-ISÓTOPOS Y BIOMAHCADORBS

-INDICE DE CRISTA-UNIDAD DE LA ILUTA

-ZONACION DUCENE-TICA MINEÜAL

A. -MODELO CINEMATICO

DE DEFORMACIÓN

-CRONObOCU DE EVENTOS TECTÓNICOS

-PALEOGEOGRAFU

-MODELO DE EVOLUCIÓN TECTQNICO-

ESTRUCnmAL

-CARACTERIZACIÓN DE UNIDADES GENERADORAS

-VOLUMEN Y DISTRIBUCIÓN DE UNIDADES GENERADORAS

-CINETICA (JUIMICA

-CRONOLOGIA DE GENEBAQON Y EXPULSION DE Ho.

-POTENCIAL PCTROLERO INICIAL

MODELADO DE CUENCAS

3. - Esquema metodológico conceptual de las líneas de investigación básica para el análisis y modelado de cuencas.

EL ANÁLISIS DE CUENCAS, ENFOQUE MULTIDISCIPLINARIO PARA LA EXPLORACIÓN ... 39

Análisis Geodinàmico. — Se n u t r e de t odo el conoci­mien to a d q u i r i d o e n las e t a p a s an t e r io re s , a efecto de sumin i s t r a r u n a síntesis y m o d e l o i n t e g r a d o d e las ca­racteríst icas de la c u e n c a , desde el p u n t o de vis ta glo­bal y r e g i o n a l . El e s t a b l e c i m i e n t o del m a r c o geotec-tónico r e g i o n a l , e n el c o n t e x t o de la t ec tón ica de pla­cas, es f u n d a m e n t a l p a r a su clasif icación de t ipo ge­né t ico , con b a s e al t i po d e s u b s t r a t o li tosférico y a la posición con respec to al l ími te de p lacas (D ick inson , 1974; Bal ly , 1975; Bal ly a n d Sne l son , 1980; P e r r o ­don , 1988; Al len a n d Al len, 1990). Clasificaciones al­ternativas i n t eg ran característ icas arqui tecturales y pe­t ro leras l i gadas al e scena r io tec tón ico y su evo luc ión ( K i n g s t o n a/., 1983 ; K l e m m e , 1987). E n la h is to­ria geológica de cuencas se p resen ta u n a serie de even­tos tectónicos, sed imenta r ios y cl imáticos, lógicamente

encadenados , q u e t r aducen los estadios geodinámicos mayores en su evolución (Pe r rodon , 1983). L a histo­r ia geotérmica de las cuencas sed imenta r ias está es­t r e c h a m e n t e v incu lada a dichos estadios, tal c o m o lo sugieren las invest igaciones sobre indicadores té rmi­cos como la reflectancia de la vi t r ini ta , t razas de fi­sión y el índice de cr is tal inidad de la illita. así como el registro de t e m p e r a t u r a s actuales en cuencas si tua­das en diferentes domin ios geotectónicos y en dist in­tas e tapas de evolución (Robe r t , 1985). L a s imulación de la evolución t é rmica de los sed imentos se der iva , en efecto, de la de t e rminac ión de los paleoflujos y pa-leogradientes geotérmicos y const i tuye el p a r á m e t r o fundamen ta l p a r a la s imulación de la expuls ión y mi ­gración de los h id roca rbu ros en el m a r c o de la cuenca como sistemas t e rmod inámicos ( U n g e r e r elal., 1991).

F U E N T E S DE INFORMACIÓN

MÉTODOS Y TÉCNICAS

RESULTADOS MODELOS

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c !/:

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! § •

.\NALIS1S GEOHISTÓRICO

ANÁLISIS PALEOESTRUCTURAL

ANÁLISIS GEODINAMICO

ANÁLISIS HIDRODINÁMICO

-HISTORIA DE LA SUBSIDENCIA

-ESTRATIGRAFÍA CUANTITATIVA

-EVOLUCIÓN PALEOESTRUCTURAL

-TIPOS DE CUENCA -ESTADIOS DE EVOLUCIÓN -MECANISMOS DE

FORMACIÓN -HISTORIA TÉRMICA

-HISTORIA DE PRESION Y FLUJO DE FLUIDOS

-CRONOLOGIA DE EXPUL­SION Y MIGRACIÓN

-P.ATRONES HIDRODINÁ­MICOS

-SISTEMA PETROLERO

-TIPO Y CANTIDAD DE HC. ACUMULADOS

-HABITAT Y RIQUEZA

-MODELO DE MIGRA­CIÓN DE HC.

-MIGRACIÓN PRIMARIA -MIGR.-VCION SECUN­

DARIA -RUTAS DE MIGRACIÓN

EVALUACIÓN TECNICO - ECONOMICA

DE SISTEMAS PETROLEROS

Fig. 4. - Esquema metodológico conceptual de la línea de investigación integrada de modelado de cuencas.

40 ORTUNO, AGUILERA Y ORTUNO

Análisis hidrodinámico. — I n d u d a b l e m e n t e , la s imu­

lac ión de los p rocesos de m i g r a c i ó n de h i d r o c a r b u r o s

es u n a de las t a r ea s m á s de l i cadas , e n v i r t u d de la di­

ve r s idad de p a r á m e t r o s y m e c a n i s m o s q u e e n t r a n en

j u e g o : " c r a c k i n g " del k e r ó g e n o , p r o p i e d a d e s pe t ro -

físicas de las rocas , p res ión , fluidos, t e rmic idad , t iem­

p o , espac io y c o n t e x t o m o r f o e s t r u c t u r a l . El m a n e j o

c o t n b i n a d o d e estos p a r á m e t r o s d e n t r o de los m o d e ­

los geológicos i n t e g r a d o s , p e r m i t e s i m u l a r la m i g r a ­

c ión p r i m a r i a y s e c u n d a r i a . El anál is is h i d r o d i n á m i ­

co t i ene p o r ob je to , p r e c i s a m e n t e , la d e t e r m i n a c i ó n

de las p r o p i e d a d e s h i d r á u l i c a s de los fluidos y de los

s e d i m e n t o s , así c o m o las d i recc iones y v o l ú m e n e s del

flujo de fluidos ( a g u a , acei te y gas) . L a d e t e r m i n a ­

ción c u a n t i t a t i v a final de la m i g r a c i ó n p r i m a r i a y se­

c u n d a r i a s u m i n i s t r a r e su l t ados q u e son f u n d a m e n t a ­

les p a r a el p roceso e x p l o r a t o r i o : r u t a s de m i g r a c i ó n

de h i d r o c a r b u r o s , ve loc idades de d e s p l a z a m i e n t o , ta­

sas de s a t u r a c i ó n de h i d r o c a r b u r o s y d i s t r ibuc ión de

p r e s iones en la c u e n c a ( U n g e r e r el ai, 1991).

c a r b u r o s con e n f o q u e m u l t i d i s c i p l i n a r i o . L a as imi la­

ción, i n s t r u m e n t a c i ó n y apl icación de este en foque ex­

p l o r a t o r i o h a r e q u e r i d o la c o n c e p c i ó n y d e s a r r o l l o de

l íneas de i nves t igac ión específ icas e i n t e g r a d a s e n t r e

sí y a r t i c u l a d a s s e c u e n c i a l m e n t e al p r o c e s o exp lo ra ­

to r io , así c o m o la c o n s t i t u c i ó n de e q u i p o s d e t r aba jo

t a m b i é n m u l t i d i s c i p l i n a r i o s , c u y o s r e s u l t a d o s inc re ­

m e n t a r á n c o n s i d e r a b l e m e n t e el r e n d i m i e n t o d e la ex­

ploración en los procesos descr ip t ivos , in t e rp re ta t ivos ,

de s i m u l a c i ó n , de m o d e l i z a c i ó n y d e p r e d i c c i ó n .

Su desa r ro l lo , ap l i cac ión y v a l i d a c i ó n e n M é x i c o

h a r e d u n d a d o en u n m e j o r c o n o c i m i e n t o d e la d iná ­

m i c a evo lu t i va de las c u e n c a s y d e sus imp l i cac iones

p e t r o l e r a s , lo cua l h a s u m i n i s t r a d o g u í a s m á s sólidas

p a r a el e s t ab l ec imien to d e e s t r a t eg i a s d e exp lo rac ión ,

s u s t e n t a d a s p o r r a n g o s d e i n c e r t i d u m b r e geo lóg ica y

de r iesgo e c o n ó m i c o m á s e s t r e c h o .

BIBLIOGRAFÍA

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de c u e n c a s consis te en d e t e r m i n a r el s i s t ema pet ro le­

ro ( M a g o o n , 1988; D e m a i s o n a n d H u i z i n g a , 1 9 9 1 ;

S m i t h , 1991; P e r r o d o n , 1992) en mode los in t eg rados

de los factores y procesos q u e d e t e r m i n a n la fo rma­

ción y dis t r ibución de familias de yac imientos . Su pre ­

d icc ión , e n t é r m i n o s de h a b i t a t , r i q u e z a y t ipo de h i ­

d r o c a r b u r o s , cons t i t uye la p a r t e f u n d a m e n t a l p a r a el

d i seño de es t ra teg ias de exp lorac ión de m e n o r r iesgo.

CONCLUSIONES

A n t e la g r a n e m p r e s a q u e la exp lo rac ión d e b e r á

a c o m e t e r en los años po r ven i r , la función de la in­

ves t igac ión consis te en ca rac t e r i za r , definir y cuan t i -

ficar los p rocesos y m e c a n i s m o s q u e r igen la forma­

c ión y a c u m u l a c i ó n de h i d r o c a r b u r o s en el con tex to

de la d i n á m i c a de c u e n c a s s e d i m e n t a r i a s . L a r econs ­

t i tuc ión del s i s tema pe t ro l e ro , c o m o objet ivo t e r m i ­

na l c lave en la ap rec iac ión del po tenc ia l pe t ro l e ro ,

cons t i t uye u n a v e r d a d e r a síntesis de u n a g a m a a m ­

pl ia de d isc ip l inas geológicas , físicas y q u í m i c a s , q u e

conf ieren a la exp lorac ión su ca rác te r mul t id i sc i ­

p l i n a r i o .

E n es ta óp t i ca , el Anál is is de C u e n c a s , s i endo u n a

d isc ip l ina j o v e n en M é x i c o , p r e sen t a s ignos de m a ­

d u r e z , r e su l t ado de la p rác t ica exp lo ra to r i a de h i d r o -

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Manuscrito recibido por la Asociación: 24 de marzo de 1993.

Manuscrito revisado y recibido: 21 de mayo de 1993.

Manuscrito aceptado: 30 de junio de 1993.