Hola amigos de steemit.

En esta oportunidad quiero mostrar un resumen de lo que fue mi trabajo de grado para optar al título de Ingeniero Geofísico. Espero sea una información de utilidad para interesados.

Resumen

El estudio consistió en la interpretación sísmica del Campo Petrocedeño, el cual se ubica en el Área Junín de la Faja Petrolífera del Orinoco, flanco Sur de la Cuenca Oriental de Venezuela, en el Estado Anzoátegui. El reservorio objetivo corresponde a la Formación Oficina Inferior (Mioceno Temprano), cuyos sedimentos se depositaron bajo la influencia de los ambientes fluvial y fluvio-deltaico. Se definieron cuatro horizontes, dos de ellos definen el tope y la base de la Formación Oficina, el tercero representa la Zona de reservorio C perteneciente a la Formación Oficina Inferior y el cuarto es el basamento. Los horizontes buzan al Norte, lo cual concuerda con la geología regional. También se interpretaron 22 fallas normales de alto ángulo usando el atributo de Discontinuidad (Coherencia), las cuales muestran tres direcciones particulares: NE-SO, NO-SE y EO, afectando en mayor medida al tope del basamento. Los horizontes y las fallas muestran una configuración tectónica extensiva, típica del flanco Sur de la Cuenca Oriental de Venezuela.

1. Introducción

Los métodos sísmicos constituyen una herramienta muy útil en el estudio del subsuelo ya que estos permiten obtener una imagen del mismo mediante el uso de ondas elásticas generadas artificialmente por una fuente. De esta forma, se logra obtener información acerca de características geológicas y estructurales que permiten localizar en el subsuelo acumulaciones de hidrocarburos.

La forma de obtener estas características se centra en el estudio tanto de los métodos sísmicos como de la Geología y la Petrofísica. Al contar con registros de pozos se logra hacer una interpretación combinada de estas disciplinas para lograr la delimitación precisa de los yacimientos, con el objeto de realizar una perforación acertada para la explotación de los hidrocarburos.

Este estudio muestra la interpretación sísmica estructural 3D del yacimiento correspondiente a las arenas de la Formación Oficina Inferior del Campo Petrocedeño, en la Faja Petrolífera del Orinoco (Fig. 1). El Campo Petrocedeño, consta de dos áreas: Principal y Sur, sin embargo, el estudio se centra en la parte oriental del área principal. El levantamiento sísmico que se utilizó corresponde a una adquisición sísmica 3D del año 1998 y el cubo a interpretar cubre un área total aproximada de 107,61 Km2.

Este trabajo busca, mediante la interpretación sísmica delimitar el yacimiento de forma geológica, estructural, y estratigráfica; lo que posteriormente, unido a un estudio que defina los parámetros petrofísicos del mismo, ayude a comprender el sistema de acumulación de hidrocarburos.

Fig. 1. Ubicación del área de estudio. Parte superior: Cuenca Oriental de Venezuela (rojo), Faja Petrolífera del Orinoco (azul). Parte inferior: Área Junín (gris). Campo Petrocedeño (rojo). Área de estudio (verde). Modificado de López y Lo Mónaco (2009) y USGS (2009).

2. Geología del Área

La Cuenca Oriental de Venezuela, está ubicada en la zona centro-este del país, formando una depresión topográfica y estructural que tiene un área total aproximada de 165.000 km2 , cubriendo los estados Guárico, Anzoátegui, Monagas y Delta Amacuro, con una extensión menor en el estado Sucre. La cuenca es considerada asimétrica, con su flanco sur ligeramente inclinado hacia el norte, y un flanco norte más tectonizado y con mayores buzamientos (González de Juana et al., 1980).

Dentro de la Cuenca Oriental de Venezuela se encuentra la Faja Petrolífera del Orinoco, o simplemente la Faja, que está localizada en el Oriente de Venezuela, a lo largo del flanco norte del Río Orinoco. Comprende una extensión de 55.314 km2, cubriendo la parte sur de los estados Guárico, Anzoátegui, Monagas y Delta Amacuro (Fig. 2). Está subdividida en cuatro bloques que son de oeste a este: Boyacá, Junín, Ayacucho y Carabobo.

Los rasgos estructurales que afectan a la Faja, están constituidos por un sistema de fallas normales con rumbos este-oeste y este-noreste; algunas de las cuales buzan y presentan desplazamientos hacia el norte y otras hacia el sur. Estas son fallas de gravedad, de crecimiento y sin-sedimentarias, originadas por el propio peso de los sedimentos y sin relación directa con ninguna fuerza orogénica externa (González de Juana et al., 1980).

Fig. 2. Ubicación Faja Petrolífera del Orinoco. Modificado de Talwani (2002).

2.1. Estratigrafía del Área Junín: Campo Petrocedeño.

La Fig. 3 muestra las formaciones presentes en el Campo Petrocedeño.

Fig. 3. Columna Estratigráfica del Noreste del Área Junín, Faja del Orinoco. Modificado de Vega y De Rojas (1987) en Delgado (2011).

2.2. Formación Oficina (Mioceno Temprano – Medio).

Audemard et al. (1985) describen la Formación Oficina de la Faja, dividiéndola en tres unidades: la Unidad I (Formación Oficina Inferior en Junín) caracterizada por areniscas masivas progradantes y la intercalación de lutitas y areniscas transgresivas; la Unidad II (Formación Oficina Media en Junín) representa una secuencia lutítica con intercalaciones ocasionales de areniscas y limolitas; y la Unidad III (Formación Oficina Superior de Junín) es una secuencia predominantemente arenosa.

De acuerdo con Martinius et al. (2012), en Petrocedeño, la Formación Oficina Inferior está dividida informalmente en una parte inferior de carácter fluvial y una parte superior fluvio-deltaica (Fig. 4). Las dos partes son divididas a su vez en tres zonas de reservorios (F-E-D, C y B-A, respectivamente de base a tope). Cada una de estas zonas se divide a su vez, en dos o tres unidades de reservorios.

Fig. 4. Sección estratigráfica esquemática N-S de la Formación Oficina en el Campo Petrocedeño con
una respuesta típica de registros de pozos y la zonación de los reservorios indicados. Tomado de Martinius et al. (2012).

3. Metodología

Para el estudio fueron seleccionados once pozos, distribuidos sobre toda el área (Fig.5), los cuales poseen sus curvas de relación tiempo-profundidad (TZ) ya calibradas con los datos sísmicos, además de las curvas petrofísicas conocidas como Densidad (RHOB), Gamma Ray (GR) y Sónico (DTC). El cubo sísmico fue adquirido bajo un intervalo de muestreo de 2 ms. La resolución sísmica vertical promedio para el área de estudio corresponde a 16 metros o 53 pies.

Fig. 5. Distribución de pozos en el área de estudio. Campo Petrocedeño (rojo). Levantamiento sísmico
(verde)

3.1. Generación de Sismogramas Sintéticos.

Se generan con la finalidad de establecer una relación entre los datos sísmicos y los datos de pozos, obtenidos a partir del registro sónico y el registro de densidad. Un conjunto de registros de pozo típico para el área de estudio se muestra en la Fig. 6.

Fig. 6. Curvas Gamma Ray (rojo), Densidad (verde) y Sónico (azul) para el pozo RA00, mostrando los
topes estratigráficos.

El siguiente elemento importante lo constituye la ondícula símica (Fig. 7):

Fig. 7. Ondícula Fase Cero y su espectro de amplitud (normalizado) para el pozo YC00.

El espectro de amplitud de la ondícula se muestra normalizado (amplitudes de 0 a 1). Las frecuencias donde se concentran las mayores energías están entre 10 y 60 Hz, esto representa el ancho de banda de la sísmica.

La Fig. 8, muestra un ejemplo de sismograma sintético en el pozo YC00, donde se ve una buena correlación entre el sismograma y la sísmica real especialmente en los reflectores más fuertes.

Fig. 8. Sismograma sintético para el pozo YC00. Visto en una sección E-O.

3.2. Interpretación de Horizontes y Fallas.

A partir de la generación de sismogramas sintéticos, fue posible asignarle un nombre formacional a los reflectores, y de esta forma realizar el picking de los mismos.

En cuanto a las fallas, se combinó el cubo de amplitudes sísmicas y el cubo calculado del atributo de discontinuidad (coherencia), para lograr ubicar de forma más precisa las fallas. La interpretación se realizó cada cinco líneas, en direcciones (inline y crossline) perpendiculares al rumbo de las fallas.

4. Análisis de Resultados

La interpretación sísmica realizada consistió de cuatro horizontes. Dentro de la Formación Oficina se definieron los topes correspondientes a M1 (Tope Oficina), C1,2 (Zona de reservorio C) y Base_Fluvial (Base Oficina), mediante la calibración sísmica-pozo. El cuarto horizonte lo constituye el Basamento, el cual fue interpretado tomando en cuenta la fuerte energía de la reflexión, aun cuando no existen pozos en el área que penetren hasta esa profundidad, pero por correlaciones regionales se conoce que ese es el Basamento ígneometamórfico. En la Fig. 9, se muestra una sección sísmica con dirección EO que muestra los horizontes interpretados, y en la Fig. 10 se presenta el cubo con las interpretaciones realizadas.

Fig. 9. Línea sísmica E-O.

Fig. 10. Visualización 3D de la interpretación sísmica estructural.

4.1. Atributo de Discontinuidad (Coherencia) e Interpretación de Fallas.

El cálculo de atributos sísmicos responde a la necesidad de resaltar características poco visibles en los datos de amplitudes sísmicas. Es de hacer notar, que la visualización de estos atributos generalmente se realiza en secciones horizontales a través del volumen sísmico 3D, denominadas time slice.

En la interpretación sísmica estructural, toman relevancia los atributos geométricos, ya que estos van a permitir discernir fallas y delimitarlas de forma mucho más precisa, que solo teniendo la información del cubo de amplitudes sísmicas. Es así, como se puso en práctica el atributo de Discontinuidad (Coherencia) como primer paso para realizar la interpretación de fallas en el área.

El atributo de Discontinuidad se basa en la comparación de la forma de las trazas sísmicas adyacentes, donde trazas con una alta correlación reflejan eventos continuos. Por el contrario, aquellas trazas que muestren cambios muy marcados entre sí, esto es, baja similaridad o coherencia, pueden estar indicando fallas o fracturas, y en menores casos, rasgos estratigráficos como bordes de canales.

En la Fig. 11, se presenta el resultado del cálculo del atributo de discontinuidad.

Fig. 11. Atributo de Discontinuidad (Coherencia). (A) Corte en tiempo a los 758 ms. (B) Fallas interpretadas con ayuda del atributo.

Los valores positivos reflejan discontinuidades (color negro), por el contrario, los negativos muestran las zonas con una buena correlación de trazas (color blanco).

En la Fig. 11, se observan varios rasgos que muestran poca correlación entre trazas, definiendo así diez fallas que se interpretan normales a nivel de los 758 ms y que se extienden aproximadamente hasta los 850 ms, por lo cual son fallas que estarían afectando principalmente al Basamento interpretado a 800 ms. Es de hacer notar, que se tiene una configuración de fallas conjugadas (fallas 2 y 3), con un ángulo entre los planos de fallas generalmente de 60ᵒ, que se
formaron debido a la extensión (mismo evento de deformación). Así mismo, se muestran tres fallas (6, 7 y 8) cuya geometría indica que posiblemente convergen.

En la parte Noreste del Campo Petrocedeño, se interpretaron en total 22 fallas de tipo normal, de ángulo alto que buzan en su mayoría hacia el Norte y afectan mayormente al basamento. La Formación Oficina es afectada por una única falla que se muestra en la Fig.12. Se observa que dicha falla (verde oscuro) es de carácter post-sedimentario, ya que se aprecia la conservación del espesor de los estratos fallados.

Fig. 12. Sección S-N (Crossline 992), donde se aprecian las fallas normales con rumbo Este-Oeste aproximado.

Las fallas interpretadas son originadas bajo un régimen de deformación extensivo. En el caso de la Cuenca Oriental de Venezuela, pasa a ser una cuenca de tipo antepaís con la colisión de las placas Caribe y Sur América, debido a esto se genera compresión en el flanco Norte de la Cuenca con la subducción de la placa Suramericana por debajo de la Placa Caribe y extensión o distensión en el flanco Sur (Faja Petrolífera del Orinoco) por el hundimiento de la Cuenca hacia el norte como resultado de la subducción. Precisamente, a causa de dicha distensión y en conjunto con el alto aporte de sedimentos provenientes del Escudo de Guayana, se originan las fallas presentes en el área.

4.2 Mapas Estructurales en Tiempo.

Los mapas en tiempo revelan información relacionada con la geometría de los estratos y estructura de los cuerpos en el subsuelo. En sísmica, el tiempo es proporcional a la profundidad, por lo que variaciones temporales implican un modelado geométrico o estructural.

En este sentido, se muestran los mapas estructurales (Fig. 13) en tiempo correspondientes al Tope de la Formación Oficina (Tope_ M1), la Zona de Reservorio C (Tope_C1,2) perteneciente a la Formación Oficina Inferior, la Base de la Formación Oficina (Base_Fluvial) y el Basamento.

Fig. 13. Mapas Estructurales en Tiempo (a) Tope de Oficina (Tope_M1) (b) Zona de Reservorio C (Tope_C1,2) (c) Base Oficina (Base_Fluvial) y (d) Basamento.

Particularmente, el tope de la Formación Oficina toma valores entre 230 ms- 290 ms y la zona de reservorios C entre 340-410 ms, aumentando en sentido Suroeste a Noreste. En cuanto al tope del Basamento se presenta entre 700-940 ms aumentando hacia el Noreste, sin embargo, también se observan valores de tiempos mayores ubicados hacia la parte Noroeste como causa de la zona de fallamiento normal presente en el área. En el caso de la base de la Formación Oficina, este abarca desde 430-540 ms, aumentando en sentido sur a norte.

En los mapas, se observa como hacia el norte ocurre el aumento en tiempo doble de los horizontes, lo que se traduce en mayores profundidades lo cual se corresponde con el buzamiento de la Cuenca Oriental. Así mismo, hacia el norte las curvas de tiempo se muestran sustancialmente más juntas entre sí, lo cual indica que el cambio en el aumento del tiempo de viaje de la onda es mayor hacia esta zona. Esto indica un mayor buzamiento, lo que coincide con la geología regional que indica mayores buzamientos a medida que se avanza al norte hacia los frentes de corrimientos.

Además se observan los polígonos de fallas calculados mediante el heave de las mismas. Las fallas presentes en el área de estudio son fallas de alto ángulo, que muestran un desplazamiento de un bloque de falla respecto al otro de 10-20 ms, a excepción de la zona de fallas ubicadas en la parte Noroeste del área, las cuales presentan mayores saltos, de hasta 70 ms.

5. Visualización de Rasgos Estratigráficos.

En la Formación Oficina Inferior (parte fluvial) se pusieron de manifiesto una serie de geoformas que se lograron visualizar con el atributo de Coherencia, mencionado anteriormente, quemuestran en la Fig. 14.

Fig. 14. Time Slice a los 298 ms. Las flechas indican la presencia de una geoforma meándrica.

Los sedimentos que integran la Formación Oficina, se depositaron bajo dos regímenes ambientales diferentes: fluvio-deltaico y fluvial. La depositación de los sedimentos en los ambientes fluviales está asociada a canales de ríos, llanuras de inundación y abanicos aluviales. Siendo los canales compuestos de grava y arena, las llanuras de inundación de arcilla y los abanicos aluviales de grava y arena en la base y hacia el tope de sedimentos más finos (arcilla). Esto causa una diferencia en las propiedades elásticas de los sedimentos que permite ser identificada por la sísmica. De tal forma, las geoformas indicadas por flechas en la Fig. 14 describen patrones de canales de ríos meandriformes, dadas las condiciones ambientales de depositación de los sedimentos en la Formación.

6. Conclusiones.

-La generación de sismogramas sintéticos permitió ubicar las reflexiones correspondientes al Tope de la Formación Oficina (Tope_M1), la Zona de Reservorio C (Tope_C1,2) perteneciente a la Formación Oficina Inferior, la Base de la Formación Oficina (Base_Fluvial). Adicionalmente se interpretó el Tope del Basamento.

-La ondícula utilizada para la generación de los sismogramas sintéticos corresponde a una ondícula de fase cero, la cual se estimó de los datos sísmicos y cuyo espectro de amplitud revela las máximas energías concentradas entre
10 y 60 Hz.

-Se confirma el buzamiento de los horizontes interpretados hacia el norte, que se corresponde con el buzamiento de la Cuenca Oriental de Venezuela.

-Se interpretaron una serie de fallas normales con rumbos SE-NO, SO-NE y E-O, las cuales se presentan en su mayoría a nivel del Basamento. Aquellas que se concentran en la parte noroeste del área, con dirección E-O, son las que presentan mayores saltos de falla, de hasta 70 ms; mientras que el resto muestran saltos de 10 a 20 ms.

-El atributo de Discontinuidad (Coherencia) permitió la visualización de discontinuidades en los reflectores sísmicos, lo cual contribuyó a la interpretación más precisa de las fallas y a la visualización de geocuerpos, presentes en la Formación Oficina Inferior. Dadas las condiciones ambientales de la Formación Oficina Inferior (ambientes fluvial y fluviodeltaico), los geocuerpos se asocian a patrones de canales de ríos meandriformes.