Cuencas De Sedimentacion.docx

CUENCAS DE SEDIMENTACION No existen. Criterios absolutos para definir las cuencas de sedimentación debido a las múltiples variables que intervienen en su conformación. Por esta razón, se puede decir que una cuenca es aquel lugar donde se llevan a cabo procesos de depositación sedimentaria. Las cuencas existen al margen de los continentes y en los océanos, son diferentes entre sí no solo en su arquitectura sino también en los sedimentos que contienen. Algunas cuencas se llenan exclusivamente de sedimentos clásticos, otras contienen carbonatos, otras ambas cosas y finalmente otras contienen evaporitas. La clasificación de las cuencas se basa entonces, más en su ubicación que en los sedimentos que contienen. Evolución de las cuencas y la geología del petróleo La evolución de una cuenca de sedimentación pasa a través de las siguientes cuatro fases interdependientes. 1.- la forma geométrica y el tamaño de la cuenca, están regidas por la configuración de las rocas del basamento que constituyen su base y sus flancos, la forma y el momento en que tienen lugar los cambios geométricos de la cuenca, controlan el buzamiento regional de los estratos, además de otras características estructurales que influyen en la migración y el entrampamiento de los fluidos. Se puede decir que la configuración de la cuenca refleja el cuadro estructural

2.-La naturaleza del relleno estratigráfico de la cuenca, es producto de los sistemas de depositacioin activos durante la evolución la misma la naturaleza de estos sistemas se debe en parte a la relación entre la subsidencia de la cuenca y a los promedios de sedimentación prevalentes en diferentes momentos de su evolución. En un extremo se tiene la subsidencia inicial que forma un cuenco profundo, seguida por depositacion sedimentaria . En otro extremo, la subsidencia marcha al mismo paso que la depositacion sedimentaria, de tal manera que nunca se tiene un cuenco vacío. 3.-Las clases de estructuras que se desarrollan en la cuenca como pliegues y fallas, están condicionadas en parte por la evolución tectónica de la cuenca y en parte por su evolución sedimentaria. La deformación extensional, comúnmente produce fallas de tipo normal y bloques inclinados, mientras que la deformación contraccional produce fallas inversas y pliegues. Por otra parte, la presencia o ausencia de estructuras diapíricas o de fallas de crecimiento, es en gran medida producto de las. propiedades del relleno sedimentario. 4.- La cantidad, naturaleza y ubicación de hidrocarburos en la cuenca, están gobernadas en parte, por las tres fases previamente citadas; pero más importante aún por su historia térmica. Las cuencas que se encuentran en placas tectónicas están expuestas a diferentes flujos de calor. Más aún, la misma cuenca puede sufrir diferentes flujos de calor en diferentes momentos de su evolución.

PRESENCIA DE HIDROCARBUROS EN CUENCAS DE SEDIMENTACIÓN La presencia de hidrocarburos en una cuenca de sedimentación depende de las siguientes cuatro características inherentes a estos fenómenos: 1.- Un requisito fundamental para la existencia de hidrocarburos en la cuenca es la presencia de estratos ricos en materia orgánica que constituyen una roca madre viable. La roca madre está constituida generalmente por sedimentos de grano fino, depositados allí donde el tamizado del material clástico fino, incluyendo los restos orgánicos, es pobre y donde la oxidación es limitada. El enterramiento rápido de los restos orgánicos mejora las posibilidades de su preservación. Entre los lugares aptos para la depositación de rocas madre potenciales se tienen: zonas pobres en oxígeno en las plataformas continentales, zonas pobres en oxígeno en cuencas "cerradas" y ambientes salinos no marinos o marino-marginales. Aquellas cuencas que contienen en su relleno sedimentario las características precitadas, deberían contener extensas regiones con presencia de rocas madre. 2.- para que la generación de hidrocarburos pueda llevarse a cabo , debe existir suficiente temperatura para lograr la maduración térmica y la generación de petróleo o gas. Las relaciones de tiempo y temperatura que deben existir para que la roca madre pueda alcanzar cierto grado de madurez son complejas, pero los principios fundamentales son claros. Idealmente, la roca madre debería sufrir maduración durante cierto periodo de evolución de la cuenca; especialmente cuando la migración de los hidrocarburos haca las trampas es factible. La roca madre podrá ser improductiva debido a un exceso o un déficit de calentamiento por esto se deberá poner especial atención a variaciones en el flujo térmico que sean dependientes del factor tiempo y que actúen sobre la cuenca con relación a tiempos de subsidencia, de sedimentación y formación de estructuras. 3.- Para la concentración de los hidrocarburos en un lugar específico de la cuenca deben existir "avenidas" permeables de migración, que reúnan el petróleo generado. Las avenidas más eficientes son estratos arenosos; inclinados y ubicados debajo de rocas de grano más fino , impermeables, que actúen como sellos. Las posibilidades de concentración de hidrocaburos, mejoran considerablemente cuando estratos porosos y permeables tienen una extencion lateral continua, desde la roca madre hasta las rocas reservorio, sin inerrupcion y con inclinación regional. La presencia de estas condiciones es en realidad más importante en la migración del petróleo que la distancia 4. Para el entrampamiento de los hidrocarburos, deben existir estratos porosos que mediante cierta configuración geométrica y la presencia de rocas sellantes, constituyan la trampa. Los sitios más favorables para la depositación de rocas reservorio se encuentran en ambientes marinos poco profundos, en ambientes marino-marginales próximos a las márgenes de las cuencas y dentro de cuerpos de turbiditas a lo largo de los bordes de cuenca. Las trampas pueden ser estructurales, estratigráficas o mixtas.

TIPOS FUNDAMENTALES DE CUENCAS PETROLÍFERAS Las cuencas petrolíferas pueden dividirse en las siguientes clases (North, 1987): Cuencas cratónicas simples Estas cuencas se caracterizan en primer término por ser asimétricas donde los términos 'foreland, y "hinterland" no tienen ningún significado. Son pues hundimientos de forma circular o elíptica, completamente ubicados dentro de cratones estables, sin relación con otras estructuras positivas cercanas que puedan existir en la vecindad. La subsidencia de estos cueros puede deberse a la contracción de a litosfera, a la presencia de rocas densas del basamento infrayaciente o finalmente a la activación de viejas fallas Precámbricas . Estas cuencas fundamentalmente atectónicas, se forma muy lentamente y perduran por cientos de millones de años. Comúnmente, este tipo de cuencas soportan como máximo unos cuatro kilómetros de sedimentos. Entre estos sedimentos se tienen lutitas negras, areniscas, carbonatos y evaporitas. Las únicas estructuras primarias son fallas en el basamento (fig 7.1) Cuencas tipo graben (Rift) Estas cuencas se caracterizan por ser petrolíferas y se las conoce en estratos de toda edad. Se las llama también cuencas de agrietamiento, están más relacionadas con las márgenes continentales, que con los límites de placas. Algunas pueden estar superpuestas a cuencas más viejas anteriores al fenómeno de agrietamiento. Las cuencas tipo graben se forman en la recta continental, naturalmente empiezan por recibir sedimentación correspondiente a ese ambiente. Casi todas ellas pasan por una fase lacustre Y aun asi son cuencas petrolíferas. Gran parte de ellas son en realidad medio grabens, de forma muy asimétrica y pueden contener, más que otras, trampas debidas a fallamiento verdadero. Sin embargo, la mayoría del petróleo allí encontrado esta relacionando más a discordancias que a fallamiento (fig. 7.2) Cuencas debidas a flexiones verticales Las cuencas de este tipo se abren a cuencas marinas y tienen formas asimetrícas .Su base consiste a menudo lava básica y sal. Las trampas petrolíferas se encuentran en anticlinales asociados a fallas de crecimiento y a estructuras diapiricas (Fig. 7.3) Cuencas compresionales (de un lado) Las depresiones amplias formadas entre los cordones deformados y los afloramientos distantes de rocas del basamento, constituyen las cuencas de mayor extensión areal y representan las partes correspondientes al foreland de miogeosinclinales. Las cuencas de este tipo, poseen una asimetría definida por un cordón elevado y deformado por un lado y un craton estable por el otro. El

levantamiento y la deformación ocasionan que la depositacion en la cuenca sea de carácter regresivo. Por esta razón, los reservorios viejos se encuentran cerca de los forelands y los mas jóvenes cerca del cordón deformado. Esta caracteristica controla eI potencial hidrocarburifero y la distribución del petróleo y gas en la cuenca. Ejemplos de este tipo ole cuenca se encuentran en todos los continentes y en todos los sistemas geológicos. estas cuencas producen petroleo y gas de todo tipo de trampas (fig. 47.4). Cuencas compresionales (de dos lados) Cuencas e tipo compresional, intermontanas, ubicadas entre cordones deformados, son angostas en su geometría y tienen generalmente existencia reducida por esta razón, La mayoría de estas cuencas con producción hidrocarburífera, son de edad terciaria. En estas cuencas el relleno sedimentario es comparativamente delgado, el proceso de hundimiento es rápido, se presentan anomalías de gravedad, también intenso fallamiento y contribuciones de procesos volcánicos; las trampas son generalmente anticlinales. La distancia de migración del petróleo, es por fuerza, corta. Cuencas de combinación Este tipo de cuencas se crean cuando una cuenca originalmente formada por cualesquier evento diastrófico, es modificada posteriormente mediante procesos deposicionales que finalmente controlan el "estilo" de la misma. Estas cuencas son denominadas también "construccionales". Alternativamente, la cuenca original puede ser modificada por procesos diastróficos posteriores y trasformada en una cuenca diferente a la original. El único medio de carácter deposicional que puede cambiar la geometría básica de una cuenca, es el crecimiento de arrecifes. Esto no puede suceder en cuencas orogénicas móviles debido a la gran cantidad de sedimentación clástica que reciben; por lo tanto, se desarrollan más bien en los forelands o hinterlands de cuencas cratónicas (Fig. 7,6). Cuencas lacustres Las cuencas Iacustres no se encuentran catalogadas en la mayoría de las clasificaciones de cuencas. Siguiendo tendencias modernas, se las menciona por su importancia. Ellas difieren de cuencas marinas en varios aspectos, siendo el principal su tamaño restringido forma cerrada. Las decenas de lagos que se encuentran en los escudos Canadiense y Báltico respectivamente, son suficientes ejemplos. Geológicamente son de vida corta y generalmente no son cuencas petrolíferas. Cuando las cuencas lacustres son petrolíferas tienen las siguientes características son cerradas estructuralmente de tal forma que contienen cuerpos de agua por un tiempo geológico importante. El cierre está formado generalmente por procesos de fallamiento. Las fallas asociadas con estas cuencas son de ángulo alto y de tipo normal o inverso. La roca reservorio puede estar constituida por canales, depósitos fluviales e inclusive depósitos eólicos. Las trampas están con-

formadas por anticlinales próximos a las márgenes y trampas estratigráficas hacia el centro del lago (Fig. 7.7). RELACIONES ENTRE TIPO DE CUENCA Y PRESENCIA DE PETRÓLEO North y otro autores explican que hasta el presente se han identificado unas 700 cuencas sedimentarias, más o menos la mitad han sido exploradas con el fin de encontrar hidrocarburos y de éstas, unas 150 son productivas. Pero solamente en unas tres docenas de cuencas se concentra el 90% de todas las reservas conocidas de petróleo del planeta. Por lo tanto se puede decir que el contenido de hidrocarburos en los diferentes tipos de cuencas es muy variable (fig. 7.8). Las regiones más prolíficas de hidrocarburos a nivel mundial, se ubican en cuatro provincias: en la cuenca del Golfo Pérsico, En el Golfo de México, en las márgenes de las montañas Ouachita (USA) y en la región de los Urales (ex URSS). La riqueza recuperable de hidrocarburos en una cuenca de sedimentación puede expresarse de varias maneras: la más común es el volumen de hidrocarburos por unidad de área o por unidad de volumen de roca sedimentaria. Un esquema general para comparar cuencas de diferentes capacidades productivas, es el siguiente (North, 1985): 1. Cuencas muy ricas con más de 10.000 m3 km3 2. Cuencas ricas, 3.600-10.000 m3 km3-3 3. Cuencas promedio, 2.400-3.600 m3 km3 4. Cuencas pobres, 1.000-2.4000 m3 km3 5. Cuencas muy pobres, menos de 1.000 m3 km3 Ubicando la riqueza petrolífera de las cuencas con relación a placas tectónicas o a sus márgenes, se derivan las siguientes conclusiones: La mayoría reservas de petróleo de era Paleozoica se encuentran en cuencas intracratónicas, mientras que las reservas Cenozoicas se encuentran próximas a los bordes de placas Las reservas Mesozoicas se encuentran en plataformas o sus bordes. Casi todas las reservas de gas natural se encuentran en cuencas intracratonicas. La mayoría de las Cuencas, en la categoría "muy ricas", se encuentran en los bordes continentales. Estas Cuencas, que corresponden al tipo N° 4 de Klemme (1980), contienen más de 50% del petróleo conocido la categoria compresional N°6 de Klemme, contiene también campos enormes y profílicos (Fig. 7.9 y 7.10).

El tipo de cuenca más productiva es la denominada "Compuesta interior" o sea la N°2, en la clasificación de Klemme, este tipo de cuenca es productiva en todos los continentes y contiene un 25% de las reservas conocidas, de hidrocarburos. Sin embargo se debe hacer notar que este tipo de cuenca ha sido el más y mejor explorado (Fig. 7,11). Los deltas jóvenes se caracterizan por no ser muy productivos, ya que contienen solamente el 5% de las reservas de petróleo; en general son mejores productores de gas. Cuando producen petróleo se caracterizan porque contienen muchos camos pequeños y pocos campos grandes. El delta del Níger, (Terciario) tiene más de 100 campos con reservas que sobre pasan los 5.104 barriles de petróleo. Las cuencas sedimentarias menos productivas corresponden al tipo cratónico, ubicadas en escudos Precámbricos, con reservas menores a 1000 m. km. Las cuencas lacustres son poco productivas pero existen excepciones, por ejemplo: la cuenca de Viena y la cuenca Songliao (Manchuria).